分散控制系统及现场总线技术课程设计报告.doc

《分散控制系统及现场总线技术课程设计报告》是针对DCS（Distributed Control System）和FCS（Fieldbus Control System）的学习实践项目，旨在让学生深入理解这两种自动化控制系统的原理、设计思路、安装方法以及工程应用。课程设计的核心是让学生通过实际操作，掌握系统构建、控制策略制定、系统配置和人机交互界面设计等关键环节。 分散控制系统（DCS）是一种将控制功能分散在网络中的自动化控制系统，它可以将控制任务分配给不同的硬件单元，提高系统的可靠性和灵活性。在本次课程设计中，学生们需要掌握DCS的设计思想，包括系统结构的划分、硬件配置的选择以及如何在工程实践中合理运用。同时，DCS的评价和选择也是重要的学习内容，这涉及到对不同DCS系统的性能、兼容性、成本等因素的综合考量。 现场总线技术（FCS）则是工业自动化领域中用于连接现场设备的通信网络，它允许设备之间直接通信，减少了中心控制系统的负担。在本课程设计中，学生们将学习如何利用现场总线技术实现设备间的高效通信，并结合DCS进行系统集成。 课程设计分为四个部分，每个部分对应不同的设计任务： 1. 系统构造与硬件配置设计：学生需要确定系统的整体架构，包括监控级、控制级和现场级的设备选择和布局。例如，选择适当的控制器、输入/输出模块以及通信网络，如以太网和Modbus。 2. 控制策略或控制逻辑设计：这一阶段，学生需制定控制策略，包括编写控制算法，创建控制逻辑图或SAMA图，确保控制功能的准确性和合理性。 3. 系统组态设计：基于控制策略，学生需进行系统配置，将逻辑设计转化为实际的系统设置，确保I/O变量的正确分配，并保证控制逻辑在系统中的有效实施。 4. 系统人机界面设计：设计用户友好的操作界面，包括必要的显示和操作功能，确保画面内容规范，动态元素与数据库实时变量正确关联。 考核方式包括设计文件审查和辩论。设计文件审查着重于各部分设计的合理性、一致性和技术规范的遵循；辩论环节则通过提问来评估学生对设计方案的理解、基本概念的掌握以及各部分设计的连贯性。 以一次风压力调节系统为例，该系统由监控级（工程师站和操作员站）、控制级（控制器和I/O模块）和现场级（传感器和执行器）构成，采用以太网和Modulebus（光纤）作为通信网络。系统通过模拟量输入/输出模块采集和控制过程变量，实现对一次风压力的自动调节，并通过数字量输出模块控制设备启停，操作员站提供直观的人机交互界面。 通过这样的课程设计，学生不仅能够理论联系实际，增强动手能力，还能深化对DCS和FCS技术的理解，为将来在工业自动化领域的实际工作打下坚实基础。