第一章 热工过程自动控制系统组成

一电厂热工控制DCS系统设计

| 67 PLC and DCS 一电厂热工控制DCS系统设计 刘景芝，孙　伟 （中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏　徐州　２２１００８） 摘 要：以西山孝义金岩公司自备电厂为背景，主要结合循环流化床锅炉机组的运行特点和控制特性，对其热工系统运用集散控制方式进行控制，并采用浙大中控的ＷｅｂＦｉｌｅｄ　ＪＸ－３００Ｘ系统对单元机组的热工控制系统做了初步的整体设计。 关键词：热工控制系统；集散控制系统（ＤＣＳ）；循环流化床锅炉 中图分类号：ＴＰ３９３．０３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－７２４１（２００７）１２－００６７－０３ A DCS system for thermal control of a power station LIU Jing-zhi, SUN Wei (The School of Information and Electrical Engineering ,China University of Mining and Technology , Xuzhou 221008 China) Abstract: This paper introduces a distributed control system for the power station of the Xishan Jinyan company. According to the operation and control requirements of the circulating fluidized bed boiler, the distributed control for the thermal system of a power unit is designed with the SUPCON WebFiled JX-300X. Keywords: thermal control system; distributed control system(DCS); circulating fluidized bed boiler １ 引言 火力发电是现代电力生产中的一种主要形式，火力发电厂 运行系统多而且复杂，各系统之间要协调运行又要对负荷变化 具有很强的适应能力，因此有效的控制火力发电厂运行极其重 要。目前火电机组都普遍采用ＤＣＳ［３］，因为ＤＣＳ系统给电厂在 安全生产与经济效益方面带来巨大作用，使以往任何控制系统 无法与其相提并论。随着各项技术的发展和用户对生产过程控 制要求的提高，一种全数字化的控制系统——现场总线控制系 统（ＦＣＳ）问世了，并得到了快速发展。虽然现场总线控技术 代表了未来自动化发展的方向并将逐步走向实用化，但由于火 电厂的具体环境和控制特点，经过论证与分析，近期内热控系统 只能以ＤＣＳ为主［１］［２］。 西山孝义金岩公司自备电厂包括２台７５ｔ／ｈ循环流化床锅 炉、２台１５ＭＷ抽汽式汽轮发电机组。本文主要针对循环流化床 锅炉，将其改造为单元机组运行。根据循环流化床锅炉和火电机 组的运行特点，分析其热控系统的功能要求，采用集散控制系统 （ＤＣＳ）实现热工自动化，并以浙大中控的ＷｅｂＦｉｌｅｄ　ＪＸ－３００Ｘ为 例，进行具体系统的初步设计。 收稿日期：２００７－０７－０３ ＪＸ－３００Ｘ集散控制系统全面应用最新的信号处理技术、高 速网络通信技术、可靠的软件平台和软件设计技术和现场总线技 术，采用高性能的微处理器和成熟的先进控制算法，兼具高速可靠 的数据输入输出、运算、过程控制功能和ＰＬＣ联锁逻辑控制功 能，能适应更广泛更复杂的应用要求，是一套全数字化的、结构灵 活、功能完善的新型开放式集散控制系统。 ＪＸ－３００Ｘ体系结构如下图： ２ 系统介绍及方案描述 ２．１ 系统总体方案描述 根据单元机组运行特点及要求，其控制系统一般配有以下系统： （１） 数据采集系统（ＤＡＳ）； 图１ JX－３００X体系结构图

电厂热工自动化技术及其应用

电厂热工自动化技术及其应用分析 摘要:电力系统自动化是我国电力技术近年来的主要发展方向，本文针对电厂热工自动化技术及其应用情况展开了论述与探讨。文章首先就电厂热工自动化的概念及其在我国的发展现状进行了阐述，在此基础上就电厂热工自动化技术的构成及应用情况进行了论述与分析。?关键词:电力系统；热工自动化;自动化技术；技术应用??随着科学技术的发展,我国电力系统自动化程度越来越高。电厂热工自动化随火力发电技术的发展而不断进步，是我国的电力系统的重要组成部分。目前,我国电厂热动自动化已经得到了很大的发展。从自动装置看，组装仪表已经向现在的数字仪表发展,系统控制设备也提升到了新的档次,一些机组有专门的小型计算机进行监督和控制,配以ｃrt显示,监控水平较以前大大提高。??一、电厂热工自动化及其在我国的发展?（一)电厂热工自动化的概念?火力发电厂热工自动化的主要概念是以火力发电过程中数据的测量、信息的处理、设备的自动控制、报警和自动保护为基础,通过自动化系统的控制来达到无人操作的过程。在火力发电厂生产过程中为了使发电设备的安全有所保障,需要对设备进行自动化控制，以避免重大事故的发生，同时也减少了一定的人力资源。一般的火电自动化系统都分为四个子系统,其中以自检系统、控制系统、报警系统、保护系统为主。?（二）电厂热工自动化在我国的发展?我国火力发电厂的热工自动化技术近年来得到了非常迅猛的发展，其核心技术 distrｉｂuted cｏntrol ｓyｓtｅm（ｄｃs）更是被我国发电企

业所应用。dcs技术主要是通过设备的分散控制来达到数据和信息的自动化处理，在我国3５0ｍw以上的火电机组上应用较为广泛，其经济性和安全性被我国发电企业所认同。近年来随着计算机软件可视化效果的提高,ｄcｓ技术得到了极大的发展和应用,通讯接口的识别和管理系统数据的共享为火力发电厂的信息化处理提供了必要保障，同时dcｓ的分散控制也起到了非常好的效果。 二、电厂热工自动化技术构成?（一）热工测量技术方面 1、温度测量，火电厂热工测量控制系统中的温度测量传感器（s ｅnsｅr），采用热电偶热电阻,少数地方采用其他热敏元件如金属膜(双金属膜)水银温包等作为温度测量的一次元件; 2、压力（真空)测量，传感器为应变原理的膜片,弹簧管,变送器为位移检测原理或电阻电容检测原理,(4-２０mａ），二次仪表以数显为多； 3、流量测量,以采用标准节流件依据差压原理测量为主，少数地方采用齿轮流量计或涡轮流量计，如燃油流量的测量。大机组中的主蒸汽流量测量许多地方不用节流件，利用汽机调节级的压力通用公式计算得出;４、液位（料位)测量，液位测量以差压原理经压力补偿测量为主流，电接点，工业电视并用。料位测量以称重式或电容式传感器配４－20ｍa变送器测量,也有用浮子式或超声波原理。 ?（二）关于dcs??目前大机组的仪控系统大多选用dｃｓ系统。ｄcｓ系统在火电厂发电机组控制中的应用已有10多年的历史了,而且正在越来越多地得到应用。dcs系统是相对于计算机集中控制系统而言的计算机（或微机)控制系统,它是在对计算机局域网的研

热工过程自动调节

热工过程 自动调节及其发展方向 2014年01月08日 前言 热工过程自动调节这门课，主要是以火力发电厂为对象，学习如何通过实现热力过程自动化调节，达到机组安全、可靠、经济运行的目的。自动调节具有下列几方面好处： 1．提高机组运行的安全可靠性 2．提高机组运行的经济性 3．减少运行人员，提高劳动生产率 4．改善劳动条件 火电厂自动调节的范围是极其广泛的，它包括了主机、辅助设备、公用系统等的自动化调节，大致可以分为四个基本内容。 1．自动检测 自动检测是对生产过程及设备的参数、信号自动进行转换、加工处理、显示并记录下来。

2．自动调节 自动调节一般是指正常运行时操作的自动化，即在一定范围内自动地适应外界负荷变化或其它条件变化，使生产过程正常进行。 3.远方控制及程序控制 远方控制是通过开关或按钮，对生产过程中重要的调节机构和截止机构实现远距离控制。 4．自动保护 自动保护是利用自动化装置，对机组(或系统、设备)状态、参数和自动控制系统进行监视，当发生异常时，送出报警信号或切除某些系统和设备，避免发生事故，保证人身和设备的安全。 热工过程自动调节在热能工程的作用有以下几点： 1．产品与系统研发 零、部、组件通过集成形成产品或系统，所有零、部、组件的研发都应基于产品或系统集成的需要，充分考虑集成的要求。例如，在超燃冲压发动机结构研制过程，必须考虑基于自动控制的燃油供给的要求。 2．热能工程 通识教育、学科基础、专业基础诸多课程可以通过自动调节课程这一纽带提高并加深对专业的理解和认识，属于专业“顶层”课程之一。 热工过程自动调节重要性 1.自动调节实现安全、可靠、高效的目的，现代化体现； 2.自动调节的普遍性存在的要求； 3.在未来专业研发工作中可以站在系统性高度。 学习火力发电热工过程的自动调节，要结合其它热力循环动力系统的自动调节。第一章的基本概念入手，通过第二章到第六章自动控制基本原理和方法的学习，认识自动调节的途径与手段；第七章到第十章分别就供水、汽温、燃烧和机组系统的自动调节普遍方法及发展给出分析。 第一章自动调节的基本概念 调节就是为了达到一定的目的,对和生产过程有关系的设备进行操作.利用人来完成所需要的操作过程叫人工调节.由仪器、仪表完成的这一操作过程称为自动调节. 一、基本概念： 被调对象：被调节的生产设备和生产过程 被调量：通过调节需要维持的物理量 给定值：根据生产要求，被调量的规定数值 扰动：引起被调量变化的各种原因。它分为内扰和外扰两种.内扰是指发生在调节通道内的扰动.外扰是指发生在调节通道外的扰动. 调节作用量：在调节作用下，控制被调量变化的物理量 调节机关：在调节作用下，用来改变调节作用量的装置 系统方框图：将实际的生产设备以及它们相互间的连接关系用抽象的形式表示，是一种对调节系统进行描述或分析的有力工具和非常直观的表达方式，主要由环节方框和信号线组成。 环节：环节是一个抽象体。 每个环节都有对应的输入量(input singal)和输出量(output signal)，输入量是引起该环节发生作用的原因，输出量是该环节发生作用的表现和结果。 同类环节：两个环节的物理系统不同，但它们数学模型的形式完全相同，两个环节的因

热工控制系统课程设计样本

热工控制系统课程设计 题目燃烧控制系统 专业班级: 能动1307 姓名: 毕腾 学号: 02400402 指导教师: 李建强 时间: .12.30— .01.12

目录 第一部分多容对象动态特性的求取 (1) 1.1、导前区 (1) 1.2、惰性区 (2) 第二部分单回路系统参数整定 (3) 2.1、广义频率特性法参数整定 (3) 2.2、广义频率特性法参数整定 (5) 2.3分析不同主调节器参数对调节过程的影响 (6) 第三部分串级控制系统参数整定....................... (10) 3.1 、蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统 (10) 3.2 、炉膛负压控制系统 (10) 3.3、系统分析 (12) 3.4有扰动仿真 (21) 第四部分四川万盛电厂燃烧控制系统SAMA图分析 (24) 4.1、送风控制系统SAMA图简化 (24) 4.2、燃料控制系统SAMA图简化 (25) 4.3、引风控制系统SAMA图简化 (27) 第五部分设计总结 (28)

第一部分 多容对象动态特性的求取 某主汽温对象不同负荷下导前区和惰性区对象动态如下: 导前区: 136324815.02++-S S 惰性区: 1 110507812459017193431265436538806720276 .123456++++++S S S S S S 对于上述特定负荷下主汽温导前区和惰性区对象传递函数, 能够用两点法求上述主汽温对象的传递函数, 传递函数形式为 w(s)= n TS K )1(+,再利用 Matlab 求取阶跃响应曲线, 然后利用两点法确 定对象传递函数。 1.1 导前区 利用MATLAB 搭建对象传递函数模型如图所示:

《热工过程自动调节》实验指导书

《热工过程自动调节》 实验指导书 高伟鲁录义编 华中科技大学 能源与动力工程学院 二O一三年

实验一 典型环节的动态特性 一、 实验目的 1． 通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的响应曲线，熟悉它们的动态特性。 2． 了解各典型环节中参数变化对其动态特性的影响。 二、 实验仪器与软件 1．PC 机 1台 2． MATLAB10.0环境 三、 实验内容 分别改变几个典型环节的相关参数，观察它们的单位阶跃响应曲线变化情况（曲线至少3条），并得出规律。 1) 比例环节（K ） 2) 积分环节（S T i 1） 3) 一阶惯性环节（ S T K c +1） 4) 实际微分环节（D T S ） 5) 典型二阶环节（222n n n S S K ωξωω++） 同时显示三条响应曲线时的仿真框图可采用如图1－1所求形式，其中传递函数的形式根据不同环节进行设置。

图1-1 多响应输出示意图 四、 实验原理 1． 比例环节的传递函数为 K R K R R R Z Z s G 200,1002)(211212==-=-=-= 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-2所示。 图1-2 比例环节的模拟电路及SIMULINK 图形 2． 积分环节(I)的传递函数为 uf C K R s s C R Z Z s G 1,1001.011)(111112==-=-=-= 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-3所示。 图1-3 积分环节的模拟电路及及SIMULINK 图形

3． 惯性环节的传递函数为 uf C K R K R s C R R R Z Z s G 1,200,10012.021)(121121212===+-=+-=-= 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-4所示。 图1-4 惯性环节的模拟电路及SIMULINK 图形 4． 微分环节(D)的传递函数为 uf C K R s s C R Z Z s G 10,100)(111112==-=-=-= uf C C 01.012=<< 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-5所示。 图1-5 微分环节的模拟电路及及SIMULINK 图形 5． 典型二阶环节的传递函数为 22()2n n n K G s S S ωξωω=++ 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-6所示。

热工控制系统课程设计56223

热工控制系统课程设计 ----某直流锅炉给水控制系统设计 二○一○年十二月 目录 第一部分多容对象动态特性的求取 (2) 第二部分单回路系统参数整定 (4) 一、广义频率特性法参数整定 (5) 二、临界比例带法确定调节器参数 (6) 三、比例、积分、微分调节器的作用 (9) 第三部分串级控制系统参数整定 (10) 一、主蒸汽温度串级控制系统参数整定 (10) 二、给水串级控制系统参数整定 (13) 三、燃烧控制系统参数整定 (15)

第四部分 某电厂热工系统图分析 ........................................................ 16 参考文献： (19) 第一部分 多容对象动态特性的求取 选取某主汽温对象特定负荷下导前区和惰性区对象动态特性如下： 导前区： 1 40400657 .12++-s s 惰性区： 1 1891542269658718877531306948665277276960851073457948202 .1234567+++++++s s s s s s s 对于上述特定负荷下主汽温导前区和惰性区对象传递函数，可以用两点法求上述主汽温对象的传递

函数，传递函数形式为n Ts K s W )1()(+=，利用Matlab 求取阶跃响应曲线，然后利用两点法确定对象 传递函数。 导前区阶跃响应曲线： 图1-1 由曲线和两点法可得： 657.1=K 637.28,663.0657.14.0)(4.01==?=∞t y 165.61,326.1657.18.0)(8.02==?=∞t y 2092.25.0075.12 121≈=??? ? ??+-=t t t n ，8.2016.22 1≈+≈n t t T 即可根据阶跃响应曲线利用两点法确定其传递函数：2 ) 18.20(657 .1)(+-= s s W 惰性区阶跃响应曲线：

热工过程及设备

目录 实验一流体力学综合实验 (2) 实验二燃料热值的测定（氧弹法） (7) 实验三球体法导热系数的测定. (12) 实验四套管换热器液-液换热实验 (16) 附录1 铜－康铜热电偶分度表 ...... 错误！未定义书签。附录2 精密数字温度温差仪使用方法 . (21)

实验一流体力学综合实验 流体力学综合实验台为多用途实验装置，其结构示意图如图1所示。 图1 流体力学综合试验台结构示意图 1.储水箱 2.上、回水管 3.电源插座 4.恒压水箱 5.墨盒 6.实验管段组 7.支架 8.计量水箱 9.回水管10.实验桌 利用这种实验台可进行下列实验： 一、雷诺实验； 二、能量方程实验； 一、雷诺实验 1．实验目的 （1）观察流体在管道中的流动状态； （2）测定几种状态下的雷诺数； （3）了解流态与雷诺数的关系。 2．实验装置 在流体力学综合实验台中，雷诺实验涉及的部分有高位水箱、雷诺数实验管、阀门、伯努力方程实验管道、颜料水（蓝墨水）盒及其控制阀门、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，秒表及温度计自备。 3．实验前准备

（1）、将实验台的各个阀门置于关闭状态。开启水泵，全开上水阀门，把水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱的水有少量溢流，并保持水位不变。 （2）、用温度计测量水温。 4．实验方法 （1）、观察状态 打开颜料水控制阀，使颜料水从注入针流出，颜料水和雷诺实验管中的水迅速混合成均匀的淡颜色水，此时雷诺实验管中的流动状态为紊流；随着出水阀门的不断的关小，颜料水与雷诺实验管中的水渗混程度逐渐减弱，直至颜料水与雷诺实验管中形成一条清晰的线流，此时雷诺实验管中的流动为层流。 （2）测定几种状态下的雷诺系数 全开出水阀门，然后在逐渐关闭出水阀门，直至能开始保持雷诺实验管内的颜料水流动状态为层流状态。按照从小流量到大流量的顺序进行实验，在每一个状态下测量体积流量和水温，并求出相应的雷诺数。 实验数据处理举例： 设某一工况下具体积流量Q=3.467×10-5m 3/s ，雷诺实验管内径d=0.014m ，实验水温T=5℃，查水的运动粘度与水温曲线，可知微v=1.519×10-6m 2/s 。 流 速 s m F Q V /255.0014.04 10467.325 =??= =-π 雷诺数 207510519.1/225.0014.0/Re 6=??=?=-v d V 线

热工仪表与自动装置安装工艺及技术.

热工仪表与自动装置安装工艺及技术 一．热控取源部件及敏感元件的安装 1．概述：包括温度、压力、差压、流量等仪表的取样点选择、取样孔开孔、取源部件安装等工作。 2．仪表测点的开孔和插座的安装 2.1测点开孔位置的选择 a测点开孔位置应以设计或制造厂的规定进行。如无规定时，可根据工艺流程 系统图中测点和设备、管道、阀门等的相对位置，依据《电力建设施工及验收规范》（热工仪表及控制装置篇）的规定按下列规则选择： b、测孔应选择在管道的直线段上。测孔应避开阀门、弯头、三通、大小头、挡板、人孔、手孔等对介质流速有影响或会造成泄漏的地方。 c、不宜在焊缝及其边缘上开孔及焊接。 d、取源部件之间的距离应大于管道外径，但不小于200mmo压力和温度在同一地点时，压力测孔必须选择在温度测孔的前面（按介质流动方向而言。下同），以避免因温度计阻挡使流体产生漩涡而影响测压。 e在同一处的压力或温度测孔中，用于自动控制系统的测点应选择在前面。 f、高压（＞6M P a管道的弯头处不允许开凿测孔，测孔距管道弯曲起点不得小于管子的外径，且不得小于100mm。 g、取源部件及敏感元件应安装在便于维护和检修的地方，若在高空处，应有便于维修的设施。 2.2测点开孔：测点开孔，一般在热力设备和管道正式安装前或封闭前进行，禁止在已冲洗完毕的设备和管道上开孔。如必须在已冲洗完毕的管道上开孔时，需证实其内没有介质，并应有防止异物掉入管内的措施。当有异物掉入时，必须设法取

出。测孔开孔后一般应立即焊上插座，否则应采取临时封闭措施，以防止异物掉入。 根据被测介质和参数的不同，在金属壁上开孔可用下述方法： 在压力管道和设备上开孔，应采用机械加工的方法； 风压管道上可用氧乙炔焰切割，但孔口应磨圆锉光。 使用不同的方法开孔时，应按下列步骤进行： 使用氧乙炔焰切割开孔的步骤：用划规按插座内径在选择好的开孔部位上划圆；在圆周线上打一圈冲头印；用氧乙炔焰沿冲头印内边割出测孔（为防止割下的块掉入本体内，可先用火焊条焊在要割下的铁块上，以便于取出割下的铁块）；用扁铲剔去溶渣，用圆锉或半圆锉修正测孔。 使用机械方法（如板钻或电钻）开孔的步骤：用冲头在开孔部位的测孔中心位置上打一冲头印；用与插座相符的钻头进行开孔，开孔时钻头中心线应保持与本体表面垂直；孔刚钻透，即移开钻头，清除孔壁上的铁片；用圆锉或半圆锉修去测孔四周的毛刺。 2.3插座的安装：测温元件插座在安装前，必须核对插座的形式、规格和材质，应与设计相符，丝扣应与测温元件相符。对于材质为合金钢的插座必须进行光谱分析并作记录和标识。 插座安装应遵照焊接与热处理的有关规定及下列要求进行： a插座应有焊接坡口，焊接前应把坡口及测孔的周围用锂或砂布打磨，并清除测孔内边的毛刺。 b、插座的安装步骤为找正、点焊、复查垂直度、施焊。焊接过程中禁止摇动焊 件。 c、合金钢插座点焊后，必须先预热方可施焊。焊接后的焊口必须进行热处理。

热工自动控制B-总复习2016

热工自动控制B-总复习2016

在电站生产领域，自动化（自动控制）包含的内容有哪些？ 数据采集与管理；回路控制；顺序控制及联锁保护。 电站自动化的发展经历了几个阶段，各阶段的特点是什么？ 人工操作：劳动密集型；关键生产环节自动化：仪表密集型；机、炉、电整体自动化：信息密集型；企业级综合自动化：知识密集型； 比较开环控制系统和闭环控制系统优缺点。 开环：不设置测量变送装置，被控制量的测量值与给定值不再进行比较，克服扰动能力差，结构简单，成本低廉；闭环：将被控制量的测量值与给定值进行比较，自动修正被控制量出现的偏差，控制精度高，配备测量变送装置，克服扰动能力强； 定性判断自动控制系统性能的指标有哪些？它们之间的关系是什么？ 指标：稳定性、准确性、快速性。关系：同一控制系统，这三个方面相互制约，如果提高系统快速性，往往会引起系统的震荡，动态偏差增大，改善了稳定性，过渡过程又相对缓慢。 定性描述下面4 条曲线的性能特点，给出其衰减率的取值范围。 粉：等幅震荡过程，ψ=0；绿：衰减震荡过程，0<ψ<1；红：衰减震荡过程，0<ψ<1；蓝：不震荡过程，ψ=1； 在热工控制系统中，影响对象动态特性的特征参数主要有哪三个？容量系数，阻力系数，传递迟延 纯迟延与容积迟延在表现形式上有什么差别，容积迟延通常出现在什么类型的热工对象上？ 容积迟延：前置水箱的惯性使得主水箱的水位变化在时间上落后于扰动量。纯迟延：被调量变化的时刻，落后于扰动发生的时刻的现象。纯延迟是传输过程中因传输距离的存在而产生的，容积迟延因水箱惯性存在的有自平衡能力的双容对象 建立热工对象数学模型的方法有哪些？ 机理建模：根据对象或生产过程遵循的物理或化学规律，列写物质平衡、能量平衡、动量平衡及反映流体流动、传热等运动方程，从中获得数学模型。实验建模：根据过程的输入和输出实测数据进行数学处理后得到模型 了解由阶跃响应曲线求取被控对象数学模型的方法、步骤及注意事项，能对切线法、两点法做简单的区分。 注意事项：1实验前系统处于需要的稳定工况，留出变化裕量；2扰动量大小适当，既克服干扰又不影响运行；3采样间隔足够小，真实记录相应曲线的变化；4实验在主要工况下进行，每一工况重复几次试验；5进行正反两个方向的试验，减小非线性误差的影响。方法：有自平衡无延迟一阶对象：切线发和0.632法；有自平衡有延迟一阶对象：切线发和两点法；有自平衡高阶对象：切线发和两点法；无自平衡对象：一阶近似法和高阶近

热工过程自动调节

Q、自动调节系统按给定值如何函数分类？按结构又如何分类？ 答：按给定值：1恒值调节系统生产过程中，（自动调节系统的给定值恒定不变，也就是使被调量保持为一固定数值）、2程序调节系统（系统的给定值是时间的已知函数，给定值随时间变化是预先设定的，调节系统用来保证被调量按预先设定的随时间变化的数值来改变）、3随机调节系统（系统的给定值是不可预知的，其数值决定于一些外来因素的变化，所以调节结果使被调量也跟随这个给定值随时改变） 按结构及其特点：反馈调节系统（特点在调节结束时，可以使被调量等于或接近于给定值；当调节系统受到扰动作用时，必须等到被调量出现偏差后才开始调节，所以调节的速度相对比较缓慢） 前馈调节系统（由于扰动影响被调量的同时，调节器的调节作用已产生，所以调节速度相对比较快；由于没有被调量的反馈，所以调节结束时不能保证被调量等于给定值） 复合调节系统（吸取前馈和反馈系统各自长处，调节时间缩短，调节质量得到改善） 按调节系统闭环回路的数目分类：单回路调节系统，多回路调节系统 按调节作用的形式分类：连续调节系统，离散调节系统 按系统的特性分类：线性调节系统，非线性调节系统 Q、什么是静态特性、动态特性、传递函数？ 答：静态特性：在平衡状态时，输出信号和引起它变化的输入信号之间的关系。 动态特性：在不平衡状态时，输出信号和引起它变化的输入信号之间的关系。 传递函数：线性定常系统在零初始条件下，系统（或环节）输出信号的拉普拉斯变换与输入信号的拉普拉斯变换之比。 传递函数性质：1传递函数是复变量s的有理真分式函数，其分子多项式次数m低于或等于分母多项式次数n，且所有系数均为实数2传递函数是描述动态特性的数学模型，它表征系统的固有特性，和输入信号的具体形式，大小无关，且不能具体表达系统的物理结构3传递函数只能表示一个输入对一个输出的关系4系统传递函数的分母就是系统的特征方程，从何能方便判断动态过程的基本特性 建立微分方程的步骤：1，根据输入信号，输出信号分析各变量间的关系；2依次写出每一元件的动态特性方程3在可能条件下，对各元件的动态特性方程进行适当简化，略去一些次要因素或进行线性化处理4校区中间变量5化为微分方程的一般形式输出有关的在等号左侧，输入有关的放在等号右侧，降幂形式排列 Q、什么是有自平衡能力对象？无自平衡能力对象？内扰？外扰？ 答：（1）有自平衡能力对象：指对象在阶跃扰动作用下，不需要经过外加调节作用，对象的输出量经过一段时间后能自己稳定在一个新的平衡状态。 （2）无自平衡能力对象：指对象在阶跃扰动作用下，不经过外加调节作用，对象的输出量不能自己稳定在一个新的平衡状态。 （3）内扰：经过调节通道作用到对象上的扰动 （4）外扰：经过干扰通道作用到对象上的扰动 输入信号与输出信号之间的联系称为通道。 调节作用至被调量之间的信号联系为调节通道。 干扰作用至被调量之间的信号联系称为干扰通道。

热工控制系统故障专项应急预案

热工控制系统故障专项 应急预案 1总则 1.1编制目的：为防止热工控制系统故障导致事故扩大，避免由于热工控制系统故障导致设备损坏事件的发生，特制定本预案。 1.2编制依据：本应急预案依据《火力发电厂设计技术规程》、《火力发电厂热工控制系统运行检修导则》、《火力发电厂热工仪表及控制装置技术监督规定》、《枣庄市建阳热电有限公司公司重大突发事件应急预案》等结合《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》编写。 1.3热工控制系统故障：指热工控制系统硬件、软件以及系统出现故障导致锅炉、汽轮发电机组本体设备、辅助设备、其他相关系统及设备的控制故障，造成设备被迫停止运行，对机组安全运行及设备健康状况构成严重威胁的事件。 1.4适用范围：本应急预案适用于枣庄市建阳热电有限公司热工控制系统故障事件的应对工作。 1.5热工控制系统现况：枣庄市建阳热电有限公司#1、#2炉、1 #机DCS系统为XDPS分散控制系统。DCS系统的控制范围覆盖模拟量控制系统MCS、顺序控制系统SCS、燃烧器管理系统BMS、数据采集

系统DAS、汽轮机控制系统DEH、给泵汽轮机控制系统MEH和电气控制系统ECS。控制室里，采用CRT控制并辅以大屏幕显示。 2事故类型和危害程度分析 2.1分散控制系统操作员站和过程控制单元等故障，导致控制信号消失或被控对象失去控制； 2.2分散控制系统网络或模件总线通信故障，导致信息传输中断或坏质量； 2.3热工控制系统软件存在缺陷、错误，导致控制系统发出错误指令； 2.4热工控制系统电源故障，导致控制系统停止工作； 2.5汽机控制系统（DEH）或给水泵汽机控制系统（MEH）故障，导致汽机或给水泵汽机不能正常控制和运行。 3应急处置基本原则 3.1当分散控制系统局部故障，重要的局部区域信号异常、部分主重要运行参数失去控制或其显示不能真实反映实际工况时，由值长按照规程，通过运行方式的调整、现场监视和操作等可以利用的一切手段，尽可能使机组运行稳定、设备处于安全状态。当部分操作员站（OIS）出现故障时，应由可用操作员站继续承担机组监控任务（此时应尽量减少操作），同时迅速排除故障。 3.2当全部操作员站出现故障时（所有OIS"黑屏"或"死机"），若主要后备硬手操及监视仪表可用且暂时能够维持机组现况，则转用后备操作方式运行，同时排除故障并恢复操作员站运行方式，由值长

《热工过程自动控制》课程设计

（注意：保持清洁，设计结束后装订在设计说明书正文的第1页） 《热工过程自动控制》课程设计任务书 专业方向：热能与动力工程 班级： 学生姓名： 指导教师： 周数：1 学分：1 一、设计题目 600MW单元机组直流锅炉给水控制系统的组态设计 二、原始资料 1. 控制对象 600MW超临界机组直流锅炉给水控制系统采用两台分别带50%负荷的汽动给水泵作为正常负荷下的供水，设置一台可带50%负荷的电动给水泵，作为启动及带低负荷或两台汽动泵中有一台故障时作备用泵使用。 2. 控制要求 直流锅炉必须使燃烧率和给水量随时保持适当的比例。 （1）给水流量控制回路仅当锅炉运行在纯直流工况下，才能对锅炉出口的主蒸汽温度起到粗调的作用。为保证锅炉本身的安全运行，要求任何工况下省煤器入口给水流量不低于35%MCR； （2）给水泵串级控制回路的副调节器根据给水流量偏差输出给水泵控制指令，调节各台泵的转速以满足机组负荷变化的需要； （3）为保证给水泵的运行安全，给水流量调节阀控制回路通过调节给水阀门的开度维持泵出口母管的压力在适当范围内； （4）汽动给水泵再循环阀调节回路需保证通过每台汽泵的流量不低于最小允许流量。 三、设计任务 1、了解大型单元机组控制系统概貌和集散控制系统概貌及其组态原理；

2、了解ABB贝利公司Symphony集散控制设备及其重要功能模块的作用； 3、掌握控制对象（包括工艺流程）及控制任务； 4、根据控制系统原理进行相应集散控制系统的组态设计； 给水控制系统包括三个部分：（1）给水流量指令形成回路（2）汽动给水泵转速控制回路（3）给水流量调节阀控制回路，可任选其中两部分做组态设计。 5、对所设计的部分进行组态分析。 四、建议时间安排 课程设计时间安排 序号内容时间 1 收集资料，学习相关理论知识1天 2.5天 2 进行集散控制系统的组态设计 并绘制组态图 3 整理报告1天 4 答辩0.5天 5 合计5天 五、成果要求 1、课程设计报告 （1）字数约5000左右，统一用A4纸手工书写，字迹工整。 （2）主要内容及装订顺序：封面、扉页、成绩考核表、课程设计任务书、目录、正文、参考文献、设计体会及附录。 （3）正文部分应该包括以下几项内容：大型单元机组控制系统概述、集散控制系统概述及其组态原理、Symphony集散控制设备简介及重要功能模块的作用、系统控制对象（包括工艺流程）及控制任务、所选定部分的组态设计和组态分析。（4）设计报告严禁抄袭，即使是同一小组也不允许雷同，否则按不及格论。 2、图纸要求：图纸要求手绘，以附录的形式放在报告最后。 六、成绩评定 设计成果主要由设计报告体现，成绩评定等级为优、良、中、及格、不及格五级制。设计成绩根据以下四个方面综合确定：（1）设计报告（40%）（2）设计期间表现（20%）（3）设计答辩（40%）。

热工过程自动调节试卷2

试题第1页（共8页） 试题第2页（共8页） ○—○—○— ○—○—○— 密封线 内 不 要 答 题 试卷代号： 座位号 宁夏大学继续教育学院2012—2013年学年度第二学期期末考试 《热工过程自动调节》试题2 2013年4月 一、填空题（每空2分，共20分） 1、传递函数的定义为：在零初始条件下，系统 的拉氏变换和输入的拉氏变 换之比。 2、根据热工对象阶跃响应曲线，热对象动态特性可分为两大类： 和无自平 衡能力对象。 3、系统稳定的必要条件是闭环控制系统特征多项式（设首项系数a n >0）各项系统均 。 4、某标准二阶系统的阴尼比ζ＝0，则其衰减率ψ＝ 。 5、可变逻辑的控制器有可编程逻辑控制器和 。 6、前馈调节系统由于无闭合环路存在，亦称为 。 7、积分作用调节器也称为 。 8、调节器依据 、 和 三个信号进行调节， 称为三冲量调节系统。 二、单项选择题（每小题2分，共20分。从每小题的四个备选答案中， 选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。） 1、自动控制系统的稳定性是指遇到阶跃扰动时，过渡过程结束后，被控量是否趋于（ ） ① 有限值 ②零 ③1 ④无穷 2、单回路控制系统控制通道纯迟延时间τ μ 增大，被控量动态偏差（ ） ①一定增大 ②一定减小 ③不变 ④可能增大，也可能减小 3、在过热汽温控制系统中，为克服汽温被控对象的迟延和惯性，常常引入的辅助被控量是（ ） ①过热器入口蒸汽温度 ②过热器出口蒸汽温度 ③减温器出口蒸汽温度 ④减温水流量 4、下列热工对象中，属于有自平衡能力对象的是（ ） ①燃烧率扰动下汽轮机负荷不变时的汽压控制对象 ②燃烧率扰动下汽轮机调门开度不变时的汽压被控对象 ③汽轮机进汽量扰动引起负荷变化时的汽压被控对象 ④给水量扰动下的汽包水位被控对象 5、直流锅炉是一个多输入，多输出的被控对象，其主要输入量为（ ） ①汽温、汽压和蒸汽流量 ②给水量、燃烧率和汽轮机调门开度 ③汽温、汽压和汽轮机调门开度 ④给水量、燃烧率和蒸汽流量 6、0＜ψ＜1是（衰减振荡的调节过程） ①是非周期的调节过程 ②是等幅振荡的调节过程 ③衰减振荡的调节过程

热工控制系统重点

热工控制系统重点 1.反馈、前馈、复合控制系统的图形、特点。 例题：例题：反馈控制系统的特点是( A 基于偏差、消除偏差，调节及时果的准确性 )。 B 调节不及时，无法保证结 D、调节 C 基于偏差、消除偏差，调节不及时及时，无法保证结果的准确性 2.自动调节系统性能指标及它们之间的关系。 例题：评价一个自动调节系统调节过程好坏的性能指标是（ A 峰值时间、衰减率、上升时间）。 B 静态偏差、动态偏差、稳定 D 上升时性 C 静态偏差、动态偏差、衰减率、控制过程时间间、超调量、衰减率 3.环节连接方式，方框图等效变换（必考），传递函数定义 4.热工对象的分类，利用阶跃响应曲线法求取对象高阶传递函数。 5.P、I、D调节的规律。四种调节器的参数变化对调节品质的影响（选择、判断） 例题：单回路控制系统中 PI 控制作用下，如下所示哪组参数可使稳定性增强（） B、δ增大，Ti 增大 C、δ减小，Ti 增A、δ增大，Ti 减小大 D、减小，减小 6.二阶系统标准方程及符号意义。阻尼系数范围，会求取时域性能指标。 7.劳斯判据在判定系统稳定性中的应用。 8.单回路控制系统三种整定方法及其区别，开环试验与闭环试验的区别。 9.什么是串级系统，主、副调各有何种任务。 例题：串级控制系统比单回路控制系统控制性能好的原因之一在于副回路的加入改善了调节对象的动态特性。（） 10.串级系统及导前微分系统的参数整定（大题）（两种出题方式：（1）给出阶跃响应曲线（或对象高阶传递函数）（2）给出减温器与总对象的特征参数 Tc、τ） 11.串级过热汽温控制系统采用喷水减温而非烟气侧调节或蒸汽量D 进行调节的原因。 12.再热汽温控制系统的控制策略，不采用喷水减温作为主控方案的原因。 13.水位的组成，三扰动、三冲量，虚假水位图形及原因，何种扰动对水位影响最大。三冲量应分别采用何种控制方案。前馈控制方案对系统稳定性有无促进作用。

最新热工过程自动调节试卷1

精品文档 试卷代号： 座位号 宁夏大学继续教育学院2012—2013年学年度第二学期期末考试 《热工过程自动调节》试卷A 2013年4月 一、填空题（每空2分，共20分） 1、用数学模型可以描述系统的特性，这种特性又可分为 和动态特性。 2、根据热工对象阶跃响应曲线，热对象动态特性可分为两大类： 和无自平衡能力对象。 3、某二阶系统传递函数为4 4s s 8 R(s)C(s)2++=,其无阻尼荡振频率为 。 4、炉膛压力的测量应在炉膛 的不同侧面装设三个压力测点，然后进行“三取二”判别。 5、集散系统的分散性主要表现在 级。 6、前馈调节系统由于无闭合环路存在，亦称为 。 7、积分作用调节器也称为 。 8、电液转换器是将 转换成液压信号的转换元件。 9、汽包炉通常选燃料量、 和 作为相应的控制量。 二、单项选择题（每小题2分，共20分。从每小题的四个备选答案中， 选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。） 1、在程序控制系统中，给定值的变化是（ ） ① 固定的 ②未知的 ③按一定时间函数 ④随机的 2、单回路控制系统采用比例控制器，比例带δ减小，被控量静态偏差（ ） ①一定增大 ②一定减小 ③不变 ④可能增大，也可能减小 3、下列参数中，不属于三冲量给水控制系统冲量信号的是（ ） ①水位信号 ②蒸汽流量信号 ③给水流量信号 ④燃料量信号 4、直流锅炉是一个多输入，多输出的被控对象，其主要输入量为（ ） ①汽温、汽压和蒸汽流量 ②给水量、燃烧率和汽轮机调门开度 ③汽温、汽压和汽轮机调门开度 ④给水量、燃烧率和蒸汽流量 5、反馈控制作用的方向与被调量的变化相反，也就是反馈作用的方向应（ ） ①正反馈 ②负反馈 ③正增益 ④负增益 6、0＜ψ＜1是（ ） ①是非周期的调节过程 ②是等幅振荡的调节过程 ③衰减振荡的调节过程 ④是渐扩振荡的调节过程 7、 在导前微分信号中断时，系统能够正常工作，调节品质（ ） ①不变 ②提高 ③下降 ④不一定 8、 在非低负荷工况下，一般取满负荷的25%左右为界宜采用（ ），所以，单冲量系统和三冲量系统的切换在全程调节系统也是必要的。解决的方法是在调节系统中增加逻辑控制功能。 ①单冲量调节系统 ②双冲量系统

热工过程控制系统

热工过程控制系统 第一章 过程控制系统概述 1.1过程控制定义及认识 1.2过程控制目的 *1.3过程控制系统的组成 1.4过程控制系统的特点 *1.5过程控制系统的分类 *1.6过程控制性能指标 1.7 过程控制仪表的发展 1.8 过程控制的地位 1.9 过程控制的任务 1.1过程控制定义及认识 过程控制定义 所谓过程控制（Process Control ）是指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。 1.3 过程控制系统组成 被控过程（Process ）， 指运行中的多种多样的工艺生产设备； 过程检测控制仪表（Instrumentation ）， 包括： 测量变送元件（Measurement ）； 控制器（Controller ）； 执行机构（Control Element ）; 显示记录仪表 1.5 过程控制系统的分类 按系统的结构特点来分:：反馈控制系统，前馈控制系统，复合控制系统（前馈-反馈控制系统） 要求 观察 思考 调节变换显示记录调节给定值 执行 机构检测仪表 记录仪显示器调节器 控制器 测量变送 被控过程 执行器 r(t)e(t) u(t) q(t) f(t) y(t) z(t) -

按给定值信号的特点来分： 定值控制系统，随动控制系统，程序控制系统 性能指标： 对自动控制系统性能指标的要求主要是稳、快、准。 最大超调量σ%反映系统的相对稳定性,稳态误差ess 反映系统的准确性，调整时间ts 反映系统的快速性。 第三章 过程执行器 主要内容 执行器 电动执行器 气动执行器 调节阀及其流量特性 变频器原理及应用 本节内容在本课程中的地位 执行器用于控制流入 或流出被控过程的物 料或能量，从而实现 对过程参数的自动控 制。 3.1 调节阀（调节机构）结构 调节阀是一个局部阻力可以改变的节流元件。由于阀芯在阀体内移动，改变了阀芯与阀座之间的流通面积，即改变了阀的阻力系数，被调介质的流量也就相应地改变，从而达到调节工艺参数的目的。 3.1 调节阀 功能：接受控制器输出的控制信号，转换成直线位移或角位移，来改变调节阀的流通截面积。 3.1.1 调节阀的组成 执行机构：执行机构是指根据控制器控制信号产生推力或位移的装置； 控制器 测量变送 被控过 程 执行器 r ( t ) e ( t ) u ( t ) q ( t ) f ( t ) y ( t ) z ( t ) -

热工过程自动调节试卷1

试题第1页（共6页） 试题第2页（共6页） ○—○—○— ○—○—○— 密 封线内 不 要 答 题 试卷代号： 座位号 宁夏大学继续教育学院2012—2013年学年度第二学期期末考试 《热工过程自动调节》试卷A 2013年4月 一、填空题（每空2分，共20分） 1、用数学模型可以描述系统的特性，这种特性又可分为 和动态特性。 2、根据热工对象阶跃响应曲线，热对象动态特性可分为两大类： 和无自平衡能力对象。 3、某二阶系统传递函数为4 4s s 8 R(s)C(s)2++=,其无阻尼荡振频率为 。 4、炉膛压力的测量应在炉膛 的不同侧面装设三个压力测点，然后进行“三取二”判别。 5、集散系统的分散性主要表现在 级。 6、前馈调节系统由于无闭合环路存在，亦称为 。 7、积分作用调节器也称为 。 8、电液转换器是将 转换成液压信号的转换元件。 9、汽包炉通常选燃料量、 和 作为相应的控制量。 二、单项选择题（每小题2分，共20分。从每小题的四个备选答案中， 选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。） 1、在程序控制系统中，给定值的变化是（ ） ① 固定的 ②未知的 ③按一定时间函数 ④随机的 2、单回路控制系统采用比例控制器，比例带δ减小，被控量静态偏差（ ） ①一定增大 ②一定减小 ③不变 ④可能增大，也可能减小 3、下列参数中，不属于三冲量给水控制系统冲量信号的是（ ） ①水位信号 ②蒸汽流量信号 ③给水流量信号 ④燃料量信号 4、直流锅炉是一个多输入，多输出的被控对象，其主要输入量为（ ） ①汽温、汽压和蒸汽流量 ②给水量、燃烧率和汽轮机调门开度 ③汽温、汽压和汽轮机调门开度 ④给水量、燃烧率和蒸汽流量 5、反馈控制作用的方向与被调量的变化相反，也就是反馈作用的方向应（ ） ①正反馈 ②负反馈 ③正增益 ④负增益 6、0＜ψ＜1是（ ） ①是非周期的调节过程 ②是等幅振荡的调节过程 ③衰减振荡的调节过程 ④是渐扩振荡的调节过程 7、 在导前微分信号中断时，系统能够正常工作，调节品质（ ） ①不变 ②提高 ③下降 ④不一定 8、 在非低负荷工况下，一般取满负荷的25%左右为界宜采用（ ），所以，单冲量系统和三冲量系统的切换在全程调节系统也是必要的。解决的方法是在调节系统中增加逻辑控制功能。 ①单冲量调节系统 ②双冲量系统