大型火电机组热工自动控制系统

1、大型火电机组热工自动控制系统一、自动化支撑：理论与技术从技术装置来看发展：1三、四十年代 基地式仪表2五、六十年代 单元组合仪表3 七十年代 计算机控制国外，五十年代开始试验计算机控制（1）ddC空制（ Direct Digital Control 直接数字控制 ）（2）SCC空制（ Supervisory Computer Control 监督计算机空制 ）（3）DCS空制（ Distributed Control Systems 分散空制系统 ）（4）FCS空制（ Fieldbus Control System 现场总线空制系统）理论上看空制发展：五十年代以前，理论基础是传递函数（经典空制

2、） ，以简单空制系统为主 六十年代，以状态空间分析方法为基础，现代空制理论应用 由于以线性系统为前提，但实际应用效果不好。第三代空制理论出现针对机理复杂，精确数学模型难以建立。理论上看控制发展：以专家控制系统、神经网络控制和模糊控制为主。典型应用：MAX Power 1000+以专家系统， 神经网络进行生产过程设备故障分析和性能分析。XDPS 分散控制系统（新华控制工程公司）加入了模糊控制模块。OVATION 分散控制系统 （ 西屋）提供模糊控制、神经网络算法模 块。二 热工自动化自动检测顺序控制自动保护自动调节我国机组近年发展：300MVA 600MV亚临界600MW超临界1000M（ 66

3、0MW 超超临界一般600 MW机组 单元机组和公用系统I/O测点数量一般约 80009000点；控制设备数量约为 750 900 个。（ DCS 系统）1000MW 超超临界机组 单元机组和公用系统 I/ 0 测点数量达到 12000 点左右，控制设备数量约为 11001400 个，模拟量控制回路数量和600MW机组无明显差别。三、控制系统构成控制系统四个部分： 被控对象、检测变送、控制器、调节机构控制系统分类结构分：单变量控制系统、多变量控制系统 工艺参数分：过热汽温控制系统、主蒸汽压力控制系统 任务分：比值控制系统、前馈控制系统 装置分：常规过程控制系统、计算机控制系统（ DCS、FCS

4、） 闭环分：开环控制系统、闭环控制系统控制系统的分类按给定值的不同来分类：1 定值控制系统2 随动控制系统3程序控制系统四、控制性能指标四个常用指标（1）衰减比和衰减率（2）最大偏差和超调量（3）调节时间（控制时间）（ 4） 余差（静态偏差）五、被控对象动态特性1、多输入单输出的被控对象2 多输入多输出系统 热工对象一般特性 对象动态特性具有以下一些特点。（ 1） 被调量的变化是不振荡的（ 2） 被调量有迟延和滞后特性（3） 自平衡能力和无自平衡能力（4）描述对象的动态方程的参数有：放大倍数 K时间常数T、迟延 时间T。六、控制策略1、 PID 控制proportional integral

5、derivative controlPID 控制规律：（ 1） 原理简单，使用方便。（ 2） 适应性强。（ 3）鲁棒性强。比例控制（ P 控制）（一）控制规律 ：积分控制 （ I 控制）（一）控制规律：消除余差，但稳定性变差（相对纯 P 控制）（三） 积分时间对过渡过程的影响 （纯 I 控制）（四） PI 控制PI 控制I 控制响应慢，工程上很少有单独使用，一般都是微分控制（D控制）（一）控制规律实际 PD：（三） PID.2、其它控制策略（ 1）自适应控制（ 2）预测控制七、控制系统结构1、单回路反馈控制系统时间常数和迟延时间对控制质量的影响1、干扰通道时间常数Td和迟延t d的影响。控制通

6、道T和T对控制质量的影响T 对控制质量的影响 控制通道时间常数太大，系统反映速度慢，工作频率下降，过 程的持续时间较长。T 太小，反应过于灵敏，容易引起系统振荡。T迟延对控制质量的影响测量元件和变送器特性对控制质量的影响 执行机构特性对控制质量影响1 调节阀在联管路中 单回路控制系统的参数整定 整定基础根与响应关系2、串级控制系统(3) 提高了系统的工作频率3、前馈控制系统反馈控制：总是落后于干扰作用，是不及时控制。前馈反馈的优点：（ 1） 减化前馈控制系统，（2） 降低了对前馈调节器精度的要求，（3）控制精度高，控制及时，显著提高控制质量。前馈串级控制另一种形式的前馈：针对 （1） 随动系统， R 变化；（ 2）对象时间常数大典型应用：燃料控制系统， 协