开关量控制系统第一章绪论

开关量控制系统

绪论一、控制系统的功能及内容二、热工保护三、顺序控制四、自动报警系统五、火电厂开关量控制技术发展概况六、开关量控制系统的组成本章教学大纲要求教学要求：了解控制水平、模式的发展要求；掌握热工自动化技术的内容及热工控制系统功能，理解各子系统的功能作用，牢固掌握热工开关量控制所包含的内容和技术。重点是热工自动化技术的内容和热工开关量控制的内容，难点是热工控制中各子系统的作用。教学内容：热工自动化技术控制水平和模式；控制系统的功能；热工保护的作用；顺序控制的作用；自动报警系统的作用。本次讲授内容一、热工自动化发展概述二、火电生产特点及要求三、自动化技术作用（实现意义）四、热工自动化技术概述五、控制的分类六、自动控制装置简介七、大型火电机组控制系统功能八、单元机组热工控制系统的组成九、典型热工控制系统功能十、开关量控制系统主要内容一、热工自动化发展概述1、自动控制方式就地控制→炉机电集中控制→综合自动化的发展过（母管制）（单元制）（全厂SIS、MIS）2、热工自动控制装置设备由模拟→数字；常规仪表→计算机控制（DAS→DDC→DCS/FCS）的发展历程。3、运行人员的操作方式手动→自动常规仪表监控方式→CRT监视操作方式现在大型火电机组多以DCS操作站作为主要监控方式。二、火电生产特点及要求电力工业的特点：其产品有生产、运输、销售和使用的过程，集产运销为一体；一般不能大量储存，其生产过程连续，发、输、变、配电和用电同一瞬间完成，发、供、用之间必须保持平衡。要有备用容量，必须接受调度严格控制，及时避免事故产生和扩大。大电网、大机组、大容量、高参数、高自动化大机组：监视点多、参数变化快、操作对象多、对象关联多，监操要求严，仅人工难以胜任。三、自动化技术作用（实现意义）对提高机组安全经济运行水平行之有效。（1）正常运行调节，提高经济效益；（2）工况异常报警，及时事故处理；（3）危及人身设备安全，紧急跳闸保护；（4）机组启停自动化，延长机组使用年限；（5）电网AGC自动发电控制的基础是单元机组协调控制CCS和调度自动化ADS。注意：单元机组的自动化系统在必要时需要人工干预。四、热工自动化技术概述大型火电机组热工自动化技术主要包括四个方面（简称MACP技术）：检测(Monitor)、报警(Alarm)、控制(Control)、保护(Protection)这四个方面既相互独立，又相互联系，综合应用。MACP技术功能作用自动检测技术的作用是检测反映生产过程运行情况的各种参数（温度、压力、流量、转速等）和设备的工作状况（启动、停止、跳闸等），用以监视生产运行工作状况；自动报警技术的作用是当生产过程参数越限、设备异常时，以声、光等形式提醒运行人员注意并进行处理。自动保护技术的作用是为了防止事故产生，避免事故扩大，确保人身和设备安全。如锅炉保护、汽轮机保护等。自动控制技术的作用就是利用控制装置取代人的操作，自动操纵机器设备或生产过程，使其具有希望的状态或功能。。五、控制的分类按照控制信号（控制指令）的类型和控制运算的特点，可以分为顺序控制和自动调节两大类自动控制技术。模拟量控制信号指的是随时间连续变化的控制信号，其计算判断一般采用连续函数运算，如：算术运算、PID运算等。开关量控制信号指的是随时间不是处于0N状态就是处于OFF状态的二位控制信号（1/0、通/断等），其计算判断一般采用逻辑关系运算，如：AND、OR、NOT、计时、记忆、计数等。顺序控制-开关量控制顺序控制的控制信号（控制指令）是二位控制状态的开关量控制信号（即打开或关闭、启动或停止、1/0、通/断、0N/OFF等），它的控制运算特点是：按照工艺要求事先确定好的顺序、条件、时间、逻辑，对相关设备进行一系列的自动操作。顺序控制可以起到减少监视操作面，减少误操作，提高效率和效果等作用。顺序控制一般用于经常性的有规律性的操作或操作过程较复杂的设备组的启动、停止等控制项目或工艺系统上。如：锅炉的点火顺控、制粉系统顺控，送、引风机顺控，吹灰顺控、汽轮机自启停顺控等。开关量控制信号通常用于自动报警、顺序控制和自动保护之中。自动调节-模拟量控制自动调节的控制信号（控制指令）是随时间连续变化的模拟量控制信号（即开大及关小，增大及减小，工程信号范围一般为4～20mA，0～1，0～100%等），它的控制运算特点是：控制指令连续地在数量上或程度上对生产过程参数进行调整、控制和操纵，不使过程参数任意活动或超出规定的范围，使其达到生产工艺要求。自动调节是连续正常运行条件下最经常起作用的自动化职能，它对生产的经济性和安全性有极大的影响。如：锅炉的水位调节、汽温调节、燃烧调节、汽轮机的转速调节、功率调节等。由此可见，自动调节就是一种模拟量控制。开关信号与模拟信号相互作用在实际热工计算机综合控制系统中，一般是既有开关量信号，又有模拟量信号，除了完成各自的运算控制任务外，还要二种信号共同完成具体的运算控制任务。此时，一般用开关量信号主要是对模拟量信号通路进行切换或选择，以实现工作方式的切换或信号的切换，通过自动跟踪，以实现无扰切换等。而模拟量信号则是通过比较器开关，也可以转换为开关量信号，以实现报警信息或逻辑运算控制的条件生成等。具有开关量控制的基础知识就为学习热工自动报警、自动保护和顺序控制奠定了基础。六、自动控制装置简介计算机控制装置：4C技术：computer、control、communication、CRTPLC：可编程序逻辑控制器IPC：工业控制计算机DCS：分布式控制系统/分散控制系统FCS：现场总线控制系统上述内容均在计算机控制技术、 PLC、DCS等课中详细学习七、大型火电机组控制系统功能在机组启动、停止、正常运行、事故处理的全过程中进行自动检测、自动报警、自动保护、顺序控制、自动调节、管理和信息处理等。大型单元机组的主机与辅机、主系统与辅助系统之间相互渗透、相互牵连，使炉、机、电成为一个有机的整体，而机组的高度自动化系统的实现使运行人员可以在集控室进行单元机组的启动、停机、正常运行及事故处理。为此，对于典型的热工控制系统基本功能的学习很有必要。八、箩单元害机组蔬热工槐控制底系统量的组伯成1、机蛋组控泪制DC缘瑞S：DA机S、MC盏S、SC粪S、FS层SS2、随京设备脾成套熊装置赴：锅炉鸦：火燃焰、券烟气狐、飞株灰、披管泄去漏监摧控，开吹灰版等SC泰S汽轮泼机：BP活C、DE席H、TS钓I、ET榨S、TD晓M、胶埋球清拌洗小汽够轮机包：ME椅H、MT沟SI、ME陪TS等3、厂锣区辅挡网控铜制：拐输煤光、除捉灰出设渣、押脱硫煌、脱卸硝、兴水处赚理（刻补给蜘水、国废水猫、净采水）若等控圾制系代统4、闭饲路电毙视监录控系碑统；5、厂辩级信里息系秒统：SI痰S，MI琴S。九、紫典型臭热工组控制昼系统悄功能1、DA晋S系统扯功能世作用2、MC剖S系统类功能拦作用3、单择元机摇组协煎调控医制系弟统CC术S4、TC获S系统已功能尾作用5、BP极C系统惨功能灵作用6、其待他控忧制系朗统7、管绍理和盈信息店处理州系统1、DA否S系统丛功能趟作用计算寄机监鸽视系臣统，Co泡mp杯ut获er摄M余on你it恋or长in扮g倒Sy惜st揭em，简累称CM是S数据蜜采集尖系统盲，Da穴te胆A贱cq非ui筒si勺ti荒on雹S开ys拦te束m简称DA舅S具有芽模拟押量、崭开关炊量等障检测屡信号目的屏徒幕显黄示、站越限评报警仪、制但表打薪印，兔操作姐指导举、经拒济性锅能分剖析、秋事故齿追忆踪蝶、事肤件顺裹序记摇录、这历史铺数据者记忆聚和事垄故分哈析等益功能卵。即稀开环清监控馆形式旦。2、MC洋S系统钞功能谅作用模拟伸量控杠制系斑统侵，Mo颈du恨la男ti甲on帆C储on雹tr查ol鹿S缝ys突te守m)，简带写MC鼓S锅炉压、汽祝轮机华有各竹自的节模拟寇量控遥制系掠统，锯如：怪给水植调节剩、汽汽温调带节、眯燃烧营调节兵，转裤速调炊节、浙负荷叼调节迟等模厨拟量药控制杆系统众。它牵以模存拟量叮闭环谷控制暖为主织要形尿式。3、单疑元机殊组协透调控歪制系迷统CC弄S协调案控制取系统千（Co虫or仪di贤na负te障C倚on舰tr罩ol廊S贺ys宁te麻m)，简薄称CC涌S对于寒火电纵单元穷机组涝，机铁是指袜汽轮登机，狼炉是赛指锅蓬炉。痛机炉抱协调纷控制举（Co可or励di随na您te拍d贝Co汪nt料ro细l借Sy苗st痛em姨,艇CC是S）主陆要是景指锅吸炉和括汽轮遣机协碌调动夏作，螺通过新调节虑进入粗炉膛盐的燃排料量惩和主网蒸汽遮调节遭阀开容度，绒在兼数顾主箱蒸汽叠压力的控制魔相对辉稳定疑的同墙时，亭迅速禾满足味机组镇的外僻界负贱荷需框求。闭环破控制飞，模渡拟量狠信号固为主恢。4、TC在S系统肿功能刑作用汽轮垫机控筐制系膛统(Tu顽rb辨in乓eC籍on帖tr绩ol叹Sy冬st差em，简较称TC云S)汽轮碰机数调字电型液调径节系缴统，要简称DE揪H（Di拉gi论ta孕l雀El夏ec凝tr哲o-晨Hy攻dr县au喂li竹c戒C0游nt鄙ro待l股Sy列st丙em御);汽轮复机控烫制系在统的悦功能抹是对寇汽轮圆机在卧各种镰运行涝工况形下进晚行监鬼视和返控制罪。DE绢H作为怖汽轮期机的毯控制拆手段串，用零来对残汽轮才机组劫进行份启动叹、并皂网、唯带负底荷过救程中广的转值速和园负荷皂控制李，并女具有伞阀门旦管理蝴、监尽视保岂护等顶功能红。它赛以模土拟量最闭环羞控制婚为主钥。汽轮袖机安量全监凳视仪勉表(T贴ur柏bi殊ne欲S厉up畜er但vi货so乏ryln闯st栗ru揉me什nt，简阿称TS东I)。汽轮诊机监唉视仪捞表TS钉I系统糖用于避监视俩汽轮慨机的闲机械安量参捧数，汗如：疑转速舟、轴古向位段移、捡振动裤、缸腥胀和盈差胀系、偏归心度龄等，重并可详提供宏保护爽信号榨。它贩主要拆用于跟检测着监视促与保甲护。5、BP怀C系统纯功能表作用旁路窝控制跨系统(B胖y索Pa岗ss歌C款on兴tr信ol扯S统ys最te屈m，简存称BP锁C)其主矿要功签能是翻改善谢机组被冷、挨热、惰温态覆的启含动特恐性，矛能自狭动满筑足机忍组滑量参数揉启动物的要尝求；只当电毙网故腔障或滩汽机涝跳闸占时，乡丰能快抚速开乐启旁怒路阀乏，配洞合机捆组快暖速甩袄负荷FC叶B事故肺处理功，防客止汽庄压越斗限；车保护升再热讲器等城。它铅以模训拟量尊闭环嫂控制追为主砌。6、其粥他控纪制系楚统还有返其它刮一些徒热工级辅助池控制殿系统都如：丑除氧恼器控慰制，眯煤、雀灰、召渣、隔水处渐理等锁控制缠，以益及脱留硫、概脱硝桑等环锻保控锁制系喊统。随着鲁火电嚼技术梢和计帖算机鸭控制挑技术组的发佩展，五电气倡控制市系统EC傅S等也困归入积到单酸元机失组控弱制之常中。7、管羊理和积信息去处理殖系统厂级弱监控穷信息剩系统SI非SSu辛pe赴rv匆is醉or裤y后In泄fo在rm妖at吊io血n标Sy伯st车em扭o熔f尽Pl骆anSI没S面向料生产枪管理辩人员SI震S主要弹收集巨和处含理电对厂生上产过映程的轮实时哀数据康，以锅优化狗电厂宣生产拜运行肯。厂级纯管理饮信息做系统MI翁SMa伙na哑ge辽me青nt块I霉nf钉or低ma摊ti是on抹S岂ys狱te喜mMI警S主要浪面向泼厂级区全面益管理针人员MI绣S主要毙收集吩和处词理非从实时订的生绝产经游营、竟管理总数据就以优攻化电胡厂经址营管脏理。系统甩自动休运行能与人恰工干拉预自动苦控制劫系统灰一般瓣情况抗下可珠以不铁需人劝工干快预。但是草，实役际运馆行中告会必磨然出雹现一醋些问跨题和恼故障嘱，这华就需栋要运餐行人笼员人述工干瞎预。十、开关炸量控侨制系茧统主敏要内叶容热工涝开关洲量控脖制的绑主要宪内容放：自动族报警享、自动句保护秀、顺序堆控制菊。自动娱报警报警欢系统(A狂nn妹un何ci片at饶io西n六Sy堡st死em或Al慎ar袜m旦Sy富st志em筋)的基本醒作用是参荡数越泽限，增设备脚异常最，声摘光报削警。它本揭身是歇开环凯监视由，其宪输出戒信号鞭以开扭关量状信号灯为主图。自添动报斑警系粪统是征生产誓过程符自动常化的膝一个快重要篇组成轨部分睁。它汤的“景