热工控制系统第次课剖析.ppt

热工控制系统 * 4、火电机组热工过程自动化的内容 自动检测 ：包括对整个机组运行状态和参数的测量、指示、记录、参数计算、参数越限和设备故障时发出报警信号、事故记录和追忆、工业电视监视等。 自动保护 ：包括主机、辅机和各支持系统及其相互间的联锁保护，以防止误操作。当设备发生故障或危险工况时，自动采取措施防止事故扩大或保护生产设备。 顺序控制 ：包括主机、辅机和各支持系统的启停控制，如输煤系统控制、锅炉吹灰控制、锅炉补给水处理控制、给水泵启停控制、汽轮机自启停控制、锅炉点火系统控制等。 连续控制 ：包括对主机、辅机及各系统中的压力、温度、流量、物位，成分等参数的控制控制，使之保持为预期的数值。 管理和信息处理：对电厂中各台机组的生产情况(如发电量、频率、主要参数、机组设备的完好率、寿命)，电厂的煤、油、水资源情况，环境污染情况进行监督、分析，供管理人员做出相应的决策。 热工控制系统 * 5、火电机组热工过程按功能划分 数据采集与处理系统（DAS=Data Acquisition System） 顺序控制系统（SCS=Sequence Control System） 模拟量控制系统（MCS=Modulating Control System） 协调控制系统（CCS=Coordinate Control System） 燃烧器管理系统（BMS=Burner Manage System） 数字电液控制系统（DEH=Digital Electro-Hydraulic Control System） 小机电液控制系统（MEH=Machine Electric Hydraulic System） 汽机旁路控制系统（BPS=Bypass Control System） 汽机紧急跳闸系统（TTS=Turbine Trip System） 汽机检测仪表系统（TSI=Turbine Supervise Instrument） 热工控制系统 * 6、对热工自控设备和系统的要求 工作可靠，在任何情况下，都有操作手段的双向平衡无扰切换 专用的监控装置，对工况监视、报警、联锁 设备的抗干扰能力强 使用和维护方便 热工控制系统 * 一、概论-控制系统的组成与分类 1、控制系统的组成 2 W 给水 5 3 4 1 6 蒸汽 D 图1-1 锅炉给水人工调节示意图 1.过热器；2. 汽包；3.省煤器； 4. 水冷壁；5. 给水调节阀；6. 水位计。 h 热工控制系统 * 给水 w 蒸汽 D 测量单元 调节单元 给定单元 执行单元 1 2 3 5 图1-2 汽包锅炉给水自动调节示意图 6 h 1.过热器；2. 汽包；3.省煤器； 5. 给水调节阀；6. 水位计 热工控制系统 * 热工控制系统 * 被控对象（对象或过程） 被控参数（被控量或被调量） 干扰（扰动） 内扰（如给水压力变化） 外扰（如蒸汽流量变化） 控制量（调节量） 测量元件 测量值 给定值 偏差 调节机构 闭环和开环 给定值r 控制器 调节阀 对象 测量变送器 偏差e 执行器 控制量u 调节介质 干扰 被控量 热工控制系统 * 构成控制系统的四个主要部件： 被控对象 测量变送器 控制器 调节机构（执行器） 热工控制系统 * 2、控制系统的分类 分类方法很多（如按结构、按工艺参数、按控制任务、按装置、按闭环等），每一种分类方法只反映控制系统某一方面的特点 按系统结构 反馈控制系统 前馈控制系统 前馈-反馈控制系统 按给定值 定值控制系统 随动控制系统 程序控制系统 热工控制系统 * 一、概论-控制系统的性能指标 1、控制系统的基本形式 热工控制系统 * 2、性能指标 热工控制系统 * 稳态误差（静态偏差） 超调量（最大动态偏差） 衰减比和衰减率 衰减率是指每经过一个波动周期，被调量波动幅值减少的百分数。常被工程上用来描述过渡过程为衰减振荡时的衰减速度。 衰减比n是指振荡过程的第一个波的振幅y1与第三个波的振幅y3之比，即n＝y1/y3，它也是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标，反映了振荡的衰减程度。 调节时间 热工控制系统 * 三个衡量控制系统调节品质的性能指标： 稳定性 准确性 快速性 1868年，英国物理学家马克斯威尔（J.C.Maxwell）研究了小球控制系统，用微分方程作为工具，讨论了系统可能产生的不稳定现象。在他的论文“论调节器”中，指出稳定性取决于特征方程的根是否具有负的实部。并给出了系统的稳定性条件。Maxwell的工作开创了控制理论研究的先河。这是公认的第一篇研究自动控制的论文。（资料出自《自动控制理论的早期发展历史》，作者王庆林，中国科学院自动化研究所） 劳斯是麦克斯维尔的学生，麦克斯维尔给劳斯一个任务，把方程式根的性质给判别一下。1877年，劳斯发表主题是“运动的