ITCC与CCS控制系统
机组协调控制系统(CCS)
第一节 协调控制系统的基本概念 第二节 协调控制系统的基本方案分析 第三节 单元机组协调控制系统实例分析 第四节 协调控制系统的整定
2021/10/10
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第一节 协调控制系统的基本概念
一、基本概念
当前随着大型发电机组的日益增多，大容量机组的汽机和锅炉都是组成单元制热 力系统。
单元机组在处理满足负荷要求并同时维持机组主要运行参数稳定这两个问题时，
ADS指令 频差信号 值班员指令
PB
负荷指令
LD
机炉主控
处理回路
制器回路 Pμ
图11-1 单元机组协调控制系统组成原理示意图
2021/10/10
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由上图，协调控制系统是由负荷指令处理回路和机炉主控制回路这两部分组成。 负荷指令处理回路接受中央调度所指令、值班员指令和频率偏差信号，通过选择和运 算，再根据机组的主辅机实际的运行情况，发出负荷指令。机炉主控制回路除接受负 荷指令信号外，还接受主蒸汽压力信号根据这两个信号的偏差，改变汽机调节阀的开 度和锅炉的燃烧率。
（２）方式II－－汽机根随锅炉而汽机输出功率可调方式 这种调节方式时，锅炉、汽机自动系统都投入，但机组不参加电网调频，调度所
也不直接改变机组的负荷。只有机组运行人员可以改变机组的给定功率，机组输出功 率能自动保持等于给定功率。
（３）方式III－－汽机跟随锅炉而机组输出功率不可调节方式 这时汽机运行正常，锅炉部分设备有故障，机组维持它本身实际输出功率，不接
是将机炉作为一个整体来看待的。然而汽机、锅炉实际上又是相对独立的，它们通过 各自的调节手段，如汽轮机调节阀开度、锅炉燃烧率，满足电网负荷的要求并保持机 组主要参数（主蒸汽压力）的稳定，但它们的能力不尽相同，差异较大。若在单元机 组控制系统的设计中，充分考虑它们的差异，以及各自的特点，采取某些措施（如引 入某些前馈信号、协调信号），让机炉同时按照电网负荷要求的变化，接收外部负荷 的指令，根据主要运行参数的偏差，协调地进行控制，从而在满足电网负荷要求的同 时保持主要运行参数的稳定。这样的控制系统称为协调控制系统。
机组综合控制系统(ITCC)在三台离心机组综合控制中的应用
浅议机组综合控制系统（ITCC）在三台离心机组综合控制中的应用摘要：itcc （integrated turbine & compressor control system）全称为透平压缩机组综合控制系统。
它是集蒸汽透平的速度控制及抽汽控制和压缩机防喘振控制、性能控制、解耦控制、负荷分配控制等机组特有的控制以及自保护联锁逻辑控制为一体的集成综合系统。
它将传统上需要多个分立仪表如防喘调节器、联锁自保系统、电子调速器、负荷调节器等实现的功能集成在一套可靠性极高的三重模件（tmr）冗余容错控制系统中完成；因此，减少了各个系统间的连接和故障率，降低了长周期运行成本，并提供了先进的控制技术和良好的监控界面。
机组综合控制系统包括：机组联锁esd、soe事件顺序记录、机组控制pid（例如：防喘振控制及调速控制等）及常规指示记录功能、故障诊断功能。
目前，itcc控制系统已经成为离心式机组的标准配置。
关键词：itcc ts3000 tricon 综合控制系统三台机组一套控制系统净化工段离心压缩机组可行性分析技术基础及条件稳定性要求中图分类号：th45 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）08（c）-0071-021 itcc系统的主要控制功能（1）机组安全联锁保护。
（2）原动机-压缩机的启停及升速的联锁保护。
（3）机组的安全运行联锁保护。
（4）机组的紧急停机联锁保护。
（5）机组的轴振动/轴位移监视及联锁保护。
（6）机组的超速联锁保护。
（7）机组润滑油/调节油系统联锁保护。
（8）机组辅助设备的联锁保护。
我公司净化工段压缩机厂房内共有四台离心式压缩机组：co2机组（电拖，电动机额定功率：5700kw，电动机额定转速： 1485r/min）。
氨压机（电拖，额定功率：4500kw，电动机额定转速：1490r/min）。
co机组（汽拖，机组额定功率：4960kw，机组额定转速：7200r/min）。
ITCC-----循氢机控制系统
第六章ITCC控制系统培训手册1 ITCC控制系统基本描述ITCC控制系统完成C6101压缩机机组的控制、数据采集、实时监测和联锁保护，同时具有报警，数据记录，打印等功能。
该系统还具有SOE-时间顺序报警记录功能。
6.1 ITCC控制系统的主要功能如下1.完成机组C6101开车前允许启动条件的自动检测机组允许启动条件为：润滑油压、油温正常、与机组有关的全部锁定状态消除、与机组有关的阀门位置正常等，条件满足，系统将自动给出允许开车指示；2.启动机组，自动控制机组进入正常运行状态；允许启动指示灯亮后，启动机组，经过升速阶段（包括自动越过临界转速），机组达到工作转速后，机组进入正常运行阶段。
3.机组运行后，该系统具有自动/手动切换能力，既可以自动运行，也可以由用户手动操作运行；4.该系统可以根据压缩机的入口压力，也可以由用户设定转速进行调节，以达到节约能源的目的；5.具有动态的防喘振能力。
系统采用具有国际先进水平的动态防喘振技术，依据机组流量、入口压力、出口压力、入口温度等多参数函数控制，机组的动态防喘振技术使机组具有最大运行空间，在保证机组安全运行前提下提高运行效率。
6.2 防喘振技术要求的基本功能•某种原因（如:压缩机磨损造成喘振曲线的漂移，变送器超程回流阀有故障等）发生喘振，喘振安全边界自动重新调整。
•工作点突然移向喘振区，自动打开回流阀。
•指定控制器有适配增益和快开、慢关功能。
•比例功能可忽略控制器的调节，强制打开回流阀。
•喘振控制器可灵活地调用或禁止。
•使用软手动控制功能有助于故障检测与测试。
•工作点接近喘振线时，阀门预置特性打开回流阀泄压进行调整。
•联锁停车，打开回流阀进行放空。
6.备用油泵自动启动，油箱加热器，热井备泵，集液箱备泵等设备的自动启停功能；在机组运行时，当润滑油总管压力信号低报警时自动启动备用油泵，保证油压正常，确保机组安全运行，备油泵停止采用手动方式。
7.机组的所有运行参数进行实时监控和调节，具有报警和联锁停机功能；8.自动正常停机、联锁停机等功能。
CCS(协调控制系统)解读
Water Demand 给水主控指令－－－焓控制
Boiler Demand
设计给水
设计焓增
饱和度修正
实际焓增
启动循环泵出口流量
实际减温水量
给水指令
CCS撤出条件
CCS条件：汽机主控自动&锅炉主控自动；汽机、锅炉主控 任一自动撤出，CCS撤出；
汽机主控自动撤出条件：
• • • • • • 1、主汽压力测量信号坏值（三取二）； 2、锅炉主控自动且发电机功率坏值； 3、汽机负荷指令坏值（三取二）； 4、DEH未在远控； 5、旁路阀未全关； 6、DEH未跟踪（汽机指令与调节器设定偏差大）；
FD Fan control 送风主控指令
送风主控的任务是保证燃料充分燃烧，接受氧量修正 的风量指令，对送风机动叶进行控制。 六台磨一次风量之和、二次风箱风量之和、OFA风量 之和构成了实际总风量信号；送风机主控对风量偏差进行 控制，同时通过电流平衡回路逐步调整动叶开度，是风机 电流逐步平衡。
FD Fan control 送风量主控指令
Fuel demand 燃料主控指令
BTU校正 Boiler Demand O2校正后风量 风量限制
PID
实际煤量偏差
去除燃油量
Fuel demand
Feeder A~F
Water Demand 给水主控指令
• 焓控制
控制原理： 实际给水指令 ＝设计给水×设计焓增/实际焓增
• 煤水比控制
控制原理： 给水指令＝F(修正的锅炉负荷指令)
F(X) Boiler Demand 风量偏置
O2 TRIM
PID FDF PITCH CURREMT BALANCE
风量偏差
Fuel demand 燃料主控指令
ITCC综合控制系统
ITCC综合控制系统
ITCC综合控制系统应用于透平驱动压缩机的控制系统，要求具有三个基本控制功能：透平控制(SIC)
压缩机性能控制(PIC)
压缩机控制(UIC)
压缩机运行控制和过程控制
ITCC 能实现压缩机性能控制或入口压力控制和喘振时的解耦控制。
罐体液位控制回路和其它过程控制回路也是ITCC 的组成部分。
它们同时具备过程和反喘振控制间的解耦功能。
压缩机/汽轮机附属系统保护。
ITCC 为压缩机/汽轮机附属系统提供持久监测和保护功能，并且输出报警或停机和关机。
顺序控制和起机停机
ITCC 包含几个程序，都用来辅助起动压缩机、汽轮机。
其中一个程序使汽轮机自动升速到暖机速度, 到达暖机速度后，将根据压缩机工况使汽轮机速度增长到额定转速。
另一个程序可使汽轮机组冲过临界转速区。
这种起动过程可以为操作者做其它重要工作嬴得更多的时间。
试论大型煤化工型空分设备及其自动控制技术
试论大型煤化工型空分设备及其自动控制技术摘要：自动化控制系统作为整套空分设备的重要组成部分，与空分设备流程不同，其控制特点也不同。
大型煤化工型空分设备的流程控制特点，分析空压机、增压机、汽轮机三大机组的控制技术、高压氧气阀门的应用技术、高压液氧泵和相关阀门的控制技术以及机组相互关联控制技术。
关键词：大型煤化工型空分设备；控制技术前言在煤化工生产中，空分设备是不可或缺的重要组成部分之一，它的运行稳定与否直接关系到煤化工产品的质量和生产能效。
为进一步提升空分设备的运行安全性和可靠性，可将自动化控制技术合理应用到空分设备当中。
借此，本文就大型煤化工空分设备及其自动化控制技术展开论述。
1、空分设备中的IT CC控制技术在煤化工生产过程中，蒸汽通常采用的都是自产方式，一台汽轮机可拖动空压机组、增压循环压缩机组。
ITCC又被称之为CCS压缩机组综合控制技术，具体是指采用独立于DCS系统的CCS系统对汽轮机、空压机和增压机进行自动化控制。
在这种控制方式下，控制系统中所有与自动化控制功能有关的器件全部通过TUVAK6级安全认证，主要包括内部总线、I/O接口、主处理器、容错装置、系统电源等等。
CCS将自动化控制与连锁保护进行了集成，从而使两者形成了一个有机整体，具体的控制功能有机组负荷自动调节、防喘振控制、汽轮机调速、回路控制以及程序控制等等。
借助CCS系统的操作站，可对机组中相关的单元设备进行远程启停，同时还能进行监控和报警，不仅如此，利用工业以太网，还能实现与DCS系统之间的数据通信，由此使得整个控制过程更加有效。
2、空分设备中的自动变负荷技术2.1、自动变负荷技术该技术根据后续用氧的负荷变化对氧气量进行设定，自动调整空压机入口导叶，进而达到调节空分设备回路、流量、液位的目的，并在规定时间内使氧气产量达到要求。
自动变工况需要在预测阶段人为设定空分设备需要的液氧量，并对设备回路进行调节，如调整膨胀机的膨胀量，以保证液氧量达到设定量要求。
CCS(协调控制系统)解读
Fuel demand 燃料主控指令
BTU校正 Boiler Demand O2校正后风量 风量限制
PID
实际煤量偏差
去除燃油量
Fuel demand
Feeder A~F
Water Demand 给水主控指令
• 焓控制
控制原理： 实际给水指令 ＝设计给水×设计焓增/实际焓增
• 煤水比控制
控制原理： 给水指令＝F(修正的锅炉负荷指令)
Water Demand 给水主控指令－－－焓控制
焓控制器：
分离器出口压力、温度对应的焓值作为焓控制器实际值，锅炉主 控对应的焓设定值经过锅炉温控器输出修正后作为焓控设定值，经过 焓控制器后输出指令送入给水控制回路。 由锅炉主控输出负荷指令对应的设计给水量－对应设计过热减温 水量得出负荷对应的设计给水量；锅炉负荷指令对应的省煤器出口设 计焓－锅炉出口设计焓得出锅炉设计焓增；设计焓增经过焓控制器输 出修正获得实际焓增；
FD Fan control 送风主控指令
送动叶进行控制。 六台磨一次风量之和、二次风箱风量之和、OFA风量 之和构成了实际总风量信号；送风机主控对风量偏差进行 控制，同时通过电流平衡回路逐步调整动叶开度，是风机 电流逐步平衡。
FD Fan control 送风量主控指令
Water Demand 给水主控指令－－－焓控制
Boiler Demand
设计给水
设计焓增
饱和度修正
实际焓增
启动循环泵出口流量
实际减温水量
给水指令
CCS撤出条件
CCS条件：汽机主控自动&锅炉主控自动；汽机、锅炉主控 任一自动撤出，CCS撤出；
汽机主控自动撤出条件：
• • • • • • 1、主汽压力测量信号坏值（三取二）； 2、锅炉主控自动且发电机功率坏值； 3、汽机负荷指令坏值（三取二）； 4、DEH未在远控； 5、旁路阀未全关； 6、DEH未跟踪（汽机指令与调节器设定偏差大）；
机组协调控制系统CCS
一、CCS控制系统简介。
协调控制系统CCS又称为单元机组的负荷控制系统,是将锅炉、汽机及辅机作为一个整体加以控制的十分复杂的多变量控制系统,该系统有机的、协调的控制锅炉的燃料、送风、给水以及汽机调节阀门开度,使各变量间的影响最小。
它是建立在汽机控制子系统和锅炉控制子系统基础上的主控系统和机、炉子控制系统组成的二级递阶控制系统。
处于调节级的主控系统是协调控制系统的核心,它对负荷指令进行运算处理形成控制决策,给出汽机负荷指令和锅炉负荷指令。
处于局部控制级的各子系统在机、炉主指令下分工协调动作,完成给定的控制任务。
单元机组协调控制系统的任务是:既要保证机组快速响应负荷需求,又能使机组的主要参数机前压力在变负荷的过程中保持相对稳定。
二、CCS协调控制系统的控制方式。
协调控制系统有以下五种控制方式：1、炉跟机方式（BF）。
当锅炉主控自动，汽机主控手动时为BF方式，锅炉主控控制机前压力，汽机调节机组功率。
2、机跟炉方式（TF）。
当汽机主控自动，锅炉主控手动时为TF方式，汽机主控控制机前压力；锅炉调节机组功率。
3、协调炉跟机方式（CCBF）。
当锅炉主控自动，汽机主控再投入自动时为CCBF方式，锅炉主控控制机前压力，汽机主控控制负荷。
4、协调机跟炉方式（CCTF）。
当汽机主控自动，锅炉主控再投入自动时为CCTF方式，汽机主控控制机前压力，锅炉主控控制负荷。
5、机炉手动方式。
汽机主控和锅炉锅主控均为手动方式，由锅炉调节压力，汽机改变调节汽门开度，调节实发功率。
控制方式之间通过负荷管理中心（LMCC）由运行人员实现无扰切换。
；每种方式下均有相应的调节器自动，其余的调节器跟踪。
协调方式下当因辅机故障发生RB时，锅炉主控自动将目标负荷降至正在运行的辅机所承担的负荷水平（即RB目标值），汽机主控则自动控制机前压力至设定值，RB结束后机组维持CCTF方式。
三、机组协调控制投入和切除条件及投、退协调控制的操作1、机组协调控制投入的条件：（1）机组负荷达到60%额定负荷以上，运行稳定。
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ITCC与CCS控制系统
一、ITCC综合控制系统
ITCC综合控制系统应用于透平驱动压缩机的控制系统，要求具有三个基本控制功能：
透平控制(SIC)
压缩机性能控制(PIC)
压缩机控制(UIC)
压缩机运行控制和过程控制
ITCC 能实现压缩机性能控制或入口压力控制和喘振时的解耦控
制。
罐体液位控制回路和其它过程控制回路也是ITCC 的组成部分。
它
们同时具备过程和反喘振控制间的解耦功能。
压缩机/汽轮机附属系统保护
ITCC 为压缩机/汽轮机附属系统提供持久监测和保护功能，并且输
出报警或停机和关机。
顺序控制和起机停机
ITCC 包含几个程序，都用来辅助起动压缩机、汽轮机。
其中一个
程序使汽轮机自动升速到暖机速度, 到达暖机速度后，将根据压缩机
工况使汽轮机速度增长到额定转速。
另一个程序可使汽轮机组冲过临
界转速区。
这种起动过程可以为操作者做其它重要工作嬴得更多的时
间。
二、CCS系统主要应用于锅炉和汽轮机行业,国内外尚无统一的标准格式,一般是各个分散控制系统制造厂家根据各自的习惯和特点来设计，在具体实现相同的控制功能方法上可能会有不同，通过实现以下功能多少可以了解CCS系统功能和组成
CCS系统的组成
•机炉协调控制系统
•燃料控制---给煤机转速控制系统
•磨煤机出口温度控制系统
•磨煤机风量控制系统
•燃油压力控制系统
•炉膛压力控制系统
•一次风母管压力控制系统
•汽包水位控制系统
•送风控制系统
•甲（乙）过热蒸汽温度控制系统
•摆动火嘴控制系统
甲（乙）再热器喷水控制系统
•空预器冷端温度控制系统
•凝汽器水位控制系统
•5～8号低加水位控制系统
•1～3号高加水位控制系统
•除氧器水位控制系统
•除氧器压力控制系统
•给水泵最小流量控制系统•主凝结水泵最小流量控制系统•小汽机冷油器控制系统
•二次风控制系统
•雾化汽压力控制系统。