火力发电厂DCS系统ppt课件
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DCS系统基础教程ppt课件
5
1) 控制器(CPM) 2) 冗余模件 3) I/O 连接模件 4) 现场总线接口模件 5) 控制网接口模件 6) 冗余电缆
I/O Link
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• HLAI • AO16 • STIMV • DI24V • DISOE • DO32 • LLMUX
16
PM I/O 特 点
所有输入/输出卡板均为智能型 数据采集与输出处理均在前端完成 丰富的在线诊断信息 卡件面板LED显示设备状态 可选1:1冗余配置,自动切换 均可带电插拔 可远程安装(冗余光纤连接, 可达8公里) 通用数字量IOP,减少系统备件 (24Vdc, 120Vac, 240Vac DI/DO等) 表层密封套装--额外的防腐蚀保护
内置的批量设备和相位逻辑
内置的配方处理用于单个装置内的通讯
完全与TotalPlant
Batch集成，与S88.01标准兼容
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15
ControlNet
经过多年现场考验冗余 PM I/O 1234
冗余 I/O 智能变送器接口卡 全球已有8百万个通道在使用中 每个C200 可接多达64对冗余卡
可同时实现: 连续回路控制, 逻辑连锁控制, 和顺序 控制 两种运行环境： 50毫秒CEE: 50ms, 100ms, 200ms, 500ms, 1s, 2s 5毫秒CEE: 5ms, 10ms, 20ms, 50ms, 100ms, 200ms 每个控制回路可分别运行不同的周期 使用单一的工程师工具，用于组态和维护
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3
4、 DCS的控制程序是由谁执行的？ DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控
制程序是由过程控制站执行的。
火电厂DCS系统介绍
实时多任务操作系
统
提供稳定的、可靠的、高效的任 务调度和资源管理功能，确保 DCS系统的实时性和稳定性。
网络通信协议栈
支持多种网络通信协议，如 TCP/IP、Modbus等，实现DCS 系统内部及与其他系统的数据交 换。
系统安全机制
提供用户权限管理、数据加密、 防火墙等功能，确保DCS系统的 安全性和可靠性。
可靠性
DCS系统是火电厂运行的核心，其可靠性直接关系 到电厂的安全和经济运行，需要采取多种措施提高 系统的可靠性。
兼容性
不同厂商和不同时期的DCS系统存在兼容性 问题，需要进行系统升级和改造，实现不同 系统之间的互联互通。
市场前景
市场需求
随着全球能源结构的转型和 环保要求的提高，火电厂需 要更加高效、清洁、灵活的 运行方式，对DCS系统的需
优点与不足
DCS系统能够实现脱硫脱硝设施的实时监控和自动调节，提高环保设施运行效率，但在 实际应用中可能受到设备老化、测量误差等因素的影响。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
06
火电厂DCS系统发展趋势及挑战
发展趋势
智能化
随着人工智能和机器学习技术的发展，火电厂DCS系统将更加智能 化，能够实现自适应控制、智能优化等功能。
数据库软件
实时数据库
存储DCS系统实时数据，提供高效的数据读写和 查询功能，支持历史数据存储和追溯。
关系数据库
存储DCS系统配置信息、历史数据等，提供灵活 的数据管理和分析功能。
数据库管理工具
提供数据库创建、配置、备份、恢复等功能，方 便用户对数据库进行维护和管理。
控制策略组态软件
控制策略编辑器
火力发电厂完整系统流程图课件
循环水泵与冷却塔
循环水泵
负责将冷却水从冷却塔送至凝汽器，吸收汽轮机排汽热 量后返回冷却塔进行降温。循环水泵通常采用轴流泵或 混流泵，具有流量大、扬程低的特点。为提高冷却效果 ，循环水泵通常采用多台并联运行。
冷却塔
通过自然通风或机械通风方式，将循环水中的热量散发 至大气中，降低循环水温度。冷却塔通常由填料、配水 系统、通风设备等组成。为提高冷却效果，冷却塔需定 期进行清洗和维护。
受体防护
对厂界和敏感点进行噪声监测，确保噪声达 标排放。
08
运行管理与维护保养制 度
运行操作规程和应急预案演练
运行操作规程
严格执行操作规程，确保机组安全稳定运行，包括启动、停机、负荷调整等操作规范。
应急预案演练
定期组织应急演练，提高员工应对突发事件的能力，包括设备故障、安全事故等紧急情况的处理方法。
锅炉
汽轮机
包括燃烧室、水冷壁、过热器、再热器等 ，负责将燃料燃烧产生的热能传递给水， 生成高温高压的蒸汽。
由高压缸、中压缸和低压缸组成，蒸汽在 汽轮机中膨胀做功，驱动汽轮机旋转。
发电机
辅助设备与系统
与汽轮机同轴连接，将汽轮机产生的机械 能转换为电能输出。
包括燃料输送系统、给水系统、冷却水系 统、烟气处理系统等，保障火力发电厂的 稳定运行。
火力发电厂完整系统 流程图课件
目录
• 火力发电厂概述 • 燃料供应系统流程图 • 锅炉系统流程图 • 汽轮机系统流程图 • 发电机及变压器系统流程图 • 辅助设备及控制系统流程图 • 安全环保设施流程图 • 运行管理与维护保养制度
01
火力发电厂概述
定义与分类
定义
火力发电厂是利用化石燃料（如 煤、石油、天然气等）燃烧产生 的热能来发电的工厂。
火电厂DCS系统介绍
集中管理
DCS系统通过计算机网络技术将各个控制 器连接起来，实现集中管理和监控，方便 了操作和管理。
开放性
DCS系统采用开放式设计和标准化的通信 协议，方便与其他系统和设备的连接和集 成。
实时性
DCS系统具有快速的数据处理能力和实时 响应能力，能够及时处理生产过程中的各 种信号和数据。
DCS系统的应用范围
工程师可以使用工程师站进行系统配置、控制逻辑设 计、图形界面制作等任务，以满足生产工艺的需求。
操作站是DCS系统中用于监控现场设备运行状 况的人机界面。
工程师站是用于组态和维护DCS系统的计算机。
通讯设备
01
通讯设备是DCS系统中用于实现各硬件设备之间信 息传输的设备。
02
它包括通讯卡、交换机、中继器等设备，以确保系 统各部分之间的可靠通讯。
蒸汽。
蒸汽驱动涡轮机
蒸汽进入涡轮机，驱动 涡轮机旋转，从而产生
电力。
蒸汽冷凝和回收
蒸汽在涡轮机中释放完 能量后，被冷凝成水， 经过处理后再次循环利
用。
DCS系统在火电厂的配置方案
控制单元
DCS系统通过控制单元实现对火电厂设备的 远程控制和监测。
数据采集
DCS系统实时采集火电厂设备的运行数据， 如温度、压力、流量等。
智能运维
DCS系统将实现智能运维管理，通过实时监测和数据分析， 自动预测设备维护需求和故障风险，提高运维效率和安全 性。
DCS系统的安全性提升
安全防护
DCS系统将加强安全防护措施，采用更加先进的安全技术和加密算 法，保护系统免受网络攻击和恶意软件的侵害。
容错与冗余设计
DCS系统将采用容错与冗余设计，确保系统在发生故障时能够快速 恢复运行，降低对火电厂生产的影响。
DCS系统通过计算机网络技术将各个控制 器连接起来，实现集中管理和监控，方便 了操作和管理。
开放性
DCS系统采用开放式设计和标准化的通信 协议，方便与其他系统和设备的连接和集 成。
实时性
DCS系统具有快速的数据处理能力和实时 响应能力，能够及时处理生产过程中的各 种信号和数据。
DCS系统的应用范围
工程师可以使用工程师站进行系统配置、控制逻辑设 计、图形界面制作等任务，以满足生产工艺的需求。
操作站是DCS系统中用于监控现场设备运行状 况的人机界面。
工程师站是用于组态和维护DCS系统的计算机。
通讯设备
01
通讯设备是DCS系统中用于实现各硬件设备之间信 息传输的设备。
02
它包括通讯卡、交换机、中继器等设备，以确保系 统各部分之间的可靠通讯。
蒸汽。
蒸汽驱动涡轮机
蒸汽进入涡轮机，驱动 涡轮机旋转，从而产生
电力。
蒸汽冷凝和回收
蒸汽在涡轮机中释放完 能量后，被冷凝成水， 经过处理后再次循环利
用。
DCS系统在火电厂的配置方案
控制单元
DCS系统通过控制单元实现对火电厂设备的 远程控制和监测。
数据采集
DCS系统实时采集火电厂设备的运行数据， 如温度、压力、流量等。
智能运维
DCS系统将实现智能运维管理，通过实时监测和数据分析， 自动预测设备维护需求和故障风险，提高运维效率和安全 性。
DCS系统的安全性提升
安全防护
DCS系统将加强安全防护措施，采用更加先进的安全技术和加密算 法，保护系统免受网络攻击和恶意软件的侵害。
容错与冗余设计
DCS系统将采用容错与冗余设计，确保系统在发生故障时能够快速 恢复运行，降低对火电厂生产的影响。
火电厂的DCS系统分解共34页文档
的DCS系统分解
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
DCS系统介绍ppt课件
最新课件
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4.1.1 早期的DCS机柜
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18
4.1.2系统柜
控制防火墙 冗余数字与模拟 I/O 电源系统
C300 控制器
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现场总线接口模件
19
4.1.3辅助柜
最新课件
20
4.1.4 辅操台
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21
4.2 操作站
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22
4.3 网络设备
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4.4 可编程控制器PLC
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8
2.5 霍尼韦尔DCS发展
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9
三、DCS系统的组成
• 3.1硬件组成分类：控制器、I/O模块、操作站、通讯网络、 图形及编辑软件
• 3.2管理级别分类：现场控制级、过程控制级、过程管理 级、经营管理级
• 3.3网络结构分类：一级网络、二级网络、三级网络
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10
3.1硬件组成
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39
七、SIS系统
• SIS系统(Safety Instrumented System 安全仪表系统)属 于企业生产过程自动化范畴，用于保障安全生产的一套系 统，安全等级高于DCS的自动化控制系统，当自动化生产 系统出现异常时，SIS会进行干预，降低事故发生的可能性。 SIS系统以分散控制系统为基础，采用先进、适用、有效的 专业计算方法，提高了机组运行的可靠性。
• TCP/IP,网络通讯协议，是Internet最基本的协议、 Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输 层的TCP协议组成。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特 网，以及数据如何在它们之间传输的标准。通俗而言： TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重 新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是 给因特网的每一台联网设备规定一个地址。
火力发电厂DCS系统 ppt课件
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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DCS系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ包含的主要内容
➢ 模拟量控制系统（MCS） ➢ 逻辑控制系统（SCS） ➢ 锅炉安全监控系统（FSSS） ➢ 机组数据监测系统（DAS） ➢ 汽轮机监测保护系统（TSI） ➢ 汽轮机电液调节系统（DEH）
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3.锅炉安全监控系统（FSSS）
➢ 锅炉点火 ➢ 火焰检测监视 ➢ 燃料管理 ➢ 炉膛安全保护
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4.机组数据监测系统（DASS）
数据采集及监视温度 压力 流量 电流 电压
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5.汽轮机监测保护系统（TSI）
➢ 震动 ➢ 涨差 ➢ 位移 ➢ 转速
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6.汽轮机电液调节系统（DEH）
汽轮机调门控制
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谢谢
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负 压
汽轮机主控器
锅炉主控制器
DEH
燃料量控制器 送风控制系统 引风控制系统
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1.3给水控制系统
1.31 汽包炉给水控制系统
30%负荷以下控制旁路门，一般采用单冲量控制汽包水位。 30%负荷以上控制汽泵或电泵，采用三冲量控制汽包水位。
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DCS系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ包含的主要内容
➢ 模拟量控制系统（MCS） ➢ 逻辑控制系统（SCS） ➢ 锅炉安全监控系统（FSSS） ➢ 机组数据监测系统（DAS） ➢ 汽轮机监测保护系统（TSI） ➢ 汽轮机电液调节系统（DEH）
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3.锅炉安全监控系统（FSSS）
➢ 锅炉点火 ➢ 火焰检测监视 ➢ 燃料管理 ➢ 炉膛安全保护
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4.机组数据监测系统（DASS）
数据采集及监视温度 压力 流量 电流 电压
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5.汽轮机监测保护系统（TSI）
➢ 震动 ➢ 涨差 ➢ 位移 ➢ 转速
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6.汽轮机电液调节系统（DEH）
汽轮机调门控制
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负 压
汽轮机主控器
锅炉主控制器
DEH
燃料量控制器 送风控制系统 引风控制系统
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1.3给水控制系统
1.31 汽包炉给水控制系统
30%负荷以下控制旁路门，一般采用单冲量控制汽包水位。 30%负荷以上控制汽泵或电泵，采用三冲量控制汽包水位。
(2024年)DCS系统PPT课件
4
结构与工作原理
2024/3/26
结构
DCS系统通常由过程控制级、控制管理级和生产管理级三级结 构组成。其中，过程控制级负责直接控制生产过程，控制管理 级负责监控和优化控制策略，生产管理级负责整个生产过程的 调度和管理。
工作原理
DCS系统通过分散在各个控制站上的控制器对生产过程进行实 时控制，同时通过通信网络将各个控制站连接起来，实现数据 的共享和交换。控制站之间可以相互独立工作，也可以协同完 成复杂的控制任务。
3
定义与发展历程
定义
DCS系统，全称为分布式控制系统，是一种基于微处理器技术的控制系统，具 有分散控制、集中管理、配置灵活等特点。
发展历程
DCS系统起源于20世纪70年代，随着计算机技术、通信技术和控制技术的不断 发展，DCS系统逐渐从集中式控制系统发展而来，成为工业自动化领域的重要 组成部分。
2024/3/26
加强系统集成
将DCS系统与上位机管理系统、先进过程控制软件等紧密集成， 实现全流程的自动化和智能化管理。
2024/3/26
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面临挑战和未来发展机遇
网络安全挑战 随着DCS系统网络化程度的提高， 网络安全问题日益突出，需要加 强网络安全防护和应急响应机制。
与新兴技术的融合创新 随着5G、物联网、边缘计算等新 兴技术的发展，DCS系统将与之 融合创新，开拓新的应用场景和 市场机遇。
DCS系统PPT课 件
2024/3/26
1
目
录
2024/3/26
• DCS系统概述 • DCS系统硬件组成 • DCS系统软件设计 • DCS系统安装调试与运行维护 • DCS系统在工业领域应用案例分析 • DCS系统发展趋势及挑战
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3.锅炉安全监控系统（FSSS）
➢ 锅炉点火 ➢ 火焰检测监视 ➢ 燃料管理 ➢ 炉膛安全保护
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4.机组数据监测系统（DASS）
数据采集及监视温度 压力 流量 电流 电压
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5.汽轮机监测保护系统（TSI）
量量
压
汽轮机主控器
锅炉主控制器
DEH
燃料量控制器 送风控制系统 引风控制系统
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1.3给水控制系统
1.31 汽包炉给水控制系统
30%负荷以下控制旁路门，一般采用单冲量控制汽包水位。 30%负荷以上控制汽泵或电泵，采用三冲量控制汽包水位。
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1.1常规控制方案（PID控制）
1.11单回路控制原理
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1.12串级控制原理
北京四方继保自动化股份有限公司
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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1.13前馈-反馈控制原理
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火力发电厂DCS系统
主讲人 ：梁伟平
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DCS系统包含的主要内容
➢ 模拟量控制系统（MCS） ➢ 逻辑控制系统（SCS） ➢ 锅炉安全监控系统（FSSS） ➢ 机组数据监测系统（DAS） ➢ 汽轮机监测保护系统（TSI） ➢ 汽轮机电液调节系统（DEH）
➢ 凝汽器 ➢ 低压加热器 ➢ 除氧器 ➢ 高压加热器 ➢ 辅汽联箱 ➢ 一次风压
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风烟系统图
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1.6制粉控制系统
1.61球磨机
出口温度 入口负压 给煤量
1.62中速磨
一次风量 一次风温
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➢ 震动 ➢ 涨差 ➢ 位移 ➢ 转速
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6.汽轮机电液调节系统（DEH）
汽轮机调门控制
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谢谢
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一、模拟量控制系统（MCS）
系统主要包括： 1、协调控制系统（主汽压力控制，功率控制、送风控制、引风 控制、燃料控制系统） 2、给水控制系统 3、主汽温度控制系统、再热汽温控制系统 4、机侧\炉侧控制系统（凝汽器、低压加热器、除氧器、高压 加热器）
6、制粉控制系统 5、汽轮机旁路控制系统（高压旁路、低压旁路）
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1.2协调控制系统
➢主汽压力控制 ➢功率控制 ➢燃料控制系统 ➢送风控制 ➢引风控制 ➢给水控制
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1.21协调控制系统组织方案
负荷指令生成
PT
P1
烟
Pb
气 总含
炉 膛
风氧
负
1.32直流炉给水控制系统
在泵的最小转速以下控制旁路们，在最小转速以上控 制给水泵，保证煤水比值。
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1.4主汽温度控制系统、再热汽温控制系统
主汽温及再热汽温控制采用串级控制 主汽温一般分为三级（也有二级的情况） 再热汽温分两级
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1.5机\炉侧控制系统
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1.7旁路控制系统
1.7.1高压旁路控制 1.7.2低压旁路控制
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2、逻辑控制系统（SCS）
➢ 设备的启停控制
1、给水泵 2、送风机、引风机、一次风机、增 压风机 3、小汽机 4、 磨煤机 5、截止阀、风门挡板等
3.锅炉安全监控系统（FSSS）
➢ 锅炉点火 ➢ 火焰检测监视 ➢ 燃料管理 ➢ 炉膛安全保护
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数据采集及监视温度 压力 流量 电流 电压
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5.汽轮机监测保护系统（TSI）
量量
压
汽轮机主控器
锅炉主控制器
DEH
燃料量控制器 送风控制系统 引风控制系统
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1.3给水控制系统
1.31 汽包炉给水控制系统
30%负荷以下控制旁路门，一般采用单冲量控制汽包水位。 30%负荷以上控制汽泵或电泵，采用三冲量控制汽包水位。
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1.1常规控制方案（PID控制）
1.11单回路控制原理
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1.12串级控制原理
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➢ 模拟量控制系统（MCS） ➢ 逻辑控制系统（SCS） ➢ 锅炉安全监控系统（FSSS） ➢ 机组数据监测系统（DAS） ➢ 汽轮机监测保护系统（TSI） ➢ 汽轮机电液调节系统（DEH）
➢ 凝汽器 ➢ 低压加热器 ➢ 除氧器 ➢ 高压加热器 ➢ 辅汽联箱 ➢ 一次风压
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1.6制粉控制系统
1.61球磨机
出口温度 入口负压 给煤量
1.62中速磨
一次风量 一次风温
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6.汽轮机电液调节系统（DEH）
汽轮机调门控制
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一、模拟量控制系统（MCS）
系统主要包括： 1、协调控制系统（主汽压力控制，功率控制、送风控制、引风 控制、燃料控制系统） 2、给水控制系统 3、主汽温度控制系统、再热汽温控制系统 4、机侧\炉侧控制系统（凝汽器、低压加热器、除氧器、高压 加热器）
6、制粉控制系统 5、汽轮机旁路控制系统（高压旁路、低压旁路）
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1.2协调控制系统
➢主汽压力控制 ➢功率控制 ➢燃料控制系统 ➢送风控制 ➢引风控制 ➢给水控制
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1.21协调控制系统组织方案
负荷指令生成
PT
P1
烟
Pb
气 总含
炉 膛
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负
1.32直流炉给水控制系统
在泵的最小转速以下控制旁路们，在最小转速以上控 制给水泵，保证煤水比值。
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1.4主汽温度控制系统、再热汽温控制系统
主汽温及再热汽温控制采用串级控制 主汽温一般分为三级（也有二级的情况） 再热汽温分两级
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1.7.1高压旁路控制 1.7.2低压旁路控制
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2、逻辑控制系统（SCS）
➢ 设备的启停控制
1、给水泵 2、送风机、引风机、一次风机、增 压风机 3、小汽机 4、 磨煤机 5、截止阀、风门挡板等