复杂控制回路图
复杂过程控制系统--串级控制
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对于一个控制系统来说，当它在给定信号作用 下，其输出量能复现输入量的变化，即Y1(s)/X1(s) 越接近于1时，则系统的控制性能越好；当它在扰 动作用下，其控制作用能迅速克服扰动的影响，即 Y1(s)/F2(s)越接近于0时，则系统的控制性能越 好，系统的抗干扰能力就越强。 ❖ 图4-5串级控制系统抗干扰能力可用下式表示： Q C 2 ( s )= Y Y 1 1 ( ( s s ) ) / /X F 2 1 ( ( s s ) )= W C W 1 ( s * ) 0 W 2 ( 's 0 2 ) ( s )= W C 1 ( s ) W C 2 ( s ) W V ( s )
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二、串级控制系统的特点与分析
在结构上与电力传动自动控制系统中的双闭 环系统相同(比单回路系统多了一个副回路)，其 系统特点与分析方法亦基本相同。
主回路(外环)：定值控制系统 副回路(内环)：随动控制系统 与单回路系统相比，串级控制系统多用了一 个测量变送器与一个控制器(调节器)，增加的投 资并不多(对计算机控制系统来说，仅增加了一个 测量变送器)，但控制效果却有显著的提高，其原 因在于串级控制系统中增加了一个包含二次扰动 的副回路。
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单回路控制系统的抗干扰能力为
Y(s)/X(s) QD2(s)=Y(s)/F2(s)=W C(s)W V(s)
串级控制系统与单回路控制系统的抗扰动能力
之比:
QC2(s) =WC1(s)WC2(s)
QD2(s)
WC(s)
设串级与单回路系统均采用比例调节器，其比
例放大系数分别为KC1、KC2、KC，则上式变为
第四章 复杂过程控制系统
❖串级控制 ❖前馈控制 ❖大滞后补偿控制 ❖比值控制 ❖分程与选择性控制 ❖多变量解耦控制 ❖模糊控制 ❖预测控制
电气二次接线原理图(详细介绍“回路”共10张)
（1）图中右侧为与二次接线有关的一次接线图，左边为保护回路展开图。 第三列是信号回路，M703、M716为“掉牌未复归”光字牌小母线。 （2）接线图中的全部仪表、继电器等设备以整体的形式来表示。 闭合的动合触点经一定时限后闭合，接通断路器跳闸回路（断路器动合辅助触点在断路器QF合闸时是闭合的），断路器跳闸线圈YT和 信号继电器KS线圈中有电流流过， 图1－1 10kV线路过电流保护原理接线图 （2）在交流回路中，电流互感器TA1的二次统组为该回路的电源，在A、C相各接入一只电流继电器线圈KA1、KA2，由公共线N411连 成交流回路，构成不完全星形接线。 其上为交流回路，下为直流操作回路和信号回路。 图1－1 10kV线路过电流保护原理接线图 由图1－l可见，电流继电器KA经电流互感器TA的二次统组接入系统的A、C相线路，当A相或C相发生短路时，电流互感器一次绕组流过 短路电流I1，其二次绕组感应出I2流经电流继电器KA线圈，KA起动，其动合触点闭合，将直流操作电源正母线经时间继电器KT线圈接至 负母线，KT起动，经一定时限后其延时动合触点闭合，正电源经KT触点、信号继电器KS的线圈、断路器的动合辅助触点QF以及断路器 的跳闸线圈YT接至负电源。 在直流回路中，短路相电流继电器KA1或KA2的动合触点闭合，接通时间继电器KT的线圈回路，KT延时 （2）在图形的上方有对应的文字说明（回路名称、用途等），便于读图和分析。 （1）按不同电源回路划分成多个独立回路。 左列上端为电流图继1电－1器的1动0kV合线触路过点电K流A保1护、原K理A接2，线图两者并接起动下端的时间继电器KT的线圈。
左列上❖ 端为展和电开 检接 修流线 的继图 重电是 要器根 技的据术动原图理纸合接，触线也点图是K绘绘A制制1、的安K。装A展接2开线，接图两线的者图主并是要接将依二据起次。动设下备端按的其时线圈间和继触电点器的K接T线的回线路圈展。开分别画出，组成多个独立回路，是安装、调试 （3）❖在直展流开回接路线中图，的正特电点源如在下上：，负电源在下，其回路分别用101和102标出。
典型电气二次回路识图
断路器控制回路图控制回路是二次回路的重要组成部分,电气设备的种类和型号多种多样,控制回路的接线方式也很多,但其基本原理是相似的;这里以某变电站控制回路图为例,简要说明看图的基本方法;完整的二次回路原理图一般由四张图构成：原理图—端子图—端子图—原理图;完整的控制回路图一般包括操作箱接点联系图—保护屏端子图—汇控柜端子图—断路器控制回路图;按照上述顺序联接;下面逐一进行说明：1、操作箱接点联系图我们以A相合闸回路为例来简要说明一下识图方法图1;图1 A相合闸回路先来看图上的两种端子：是箱端子,位于保护装置后侧,是屏端子,一般位于保护屏后两侧,固定在保护屏上;图的左边为装置的逻辑回路,右侧相对于逻辑回路标有继电装置的种类及回路名称;如图中根据回路名称,我们可以快速找到A相合闸回路,其中包括跳位监视回路、合闸回路、防跳回路;跳位监视回路从正电源101通过4D62屏端子接至4n76箱端子,通过跳闸位置继电器TWJa接至4n44,并引至屏端子4D168,从屏端子通过电缆连接至断路器操作机构箱;图中的7A为回路编号功能相同的回路在不同型号的设备中都有统一编号,比如合闸回路的编号一般为7,跳闸回路编号一般为37;合闸回路的启动靠手动合闸继电器SHJ或重合闸继电器ZHJ,手合命令发出后启动SHJ,重合闸命令发出后启动ZHJ,然而合闸命令只是一个脉冲,保证合闸回路导通直至断路器合上的是合闸保持继电器HBJa;SHJ或ZHJ发出合闸脉冲后,HBJa线圈励磁,启动合闸回路的HBJa长开接点,这时合闸回路靠HBJa接点继续导通,直至A相合闸成功,机构箱内的合闸回路断开,HBJa线圈失磁,HBJa长开触点才断开,切断合闸回路;图中1TBJa为跳跃闭锁继电器,它有两个线圈,一个是电流启动线圈,串联在跳闸回路中,以便当继电保护装置动作于跳闸时,使1TBJa可靠的启动;一个是防跳回路中的电压保持线圈,其主要作用是在继电器动作后能可靠地自保持;直到SHJ或ZHJ返回,1TBJa的电压线圈失电为止,1TBJa继电器复归;使用1TBJa与2TBJa这两组接点是为了增加回路的可靠性;2、保护屏端子图端子图是表示屏与屏之间电缆的连接和屏上设备连接情况的图纸图2;图2 保护屏端子图端子排上的4D等为端子排编号.以端子排4D为例,其中间编号1、2、3…167、168、169…为端子排的顺序号;端子排4D左侧的标号,是到屏内各设备的编号,如4D169左侧的4n161,表示到屏上装的设备标号为4n的装置的第161号接线柱图3;图3同样,屏上设备4n的第161号编号接线柱也应标有到端子排的标号,即4D169图4;图4端子排4D右侧标明了引出电缆的去向;如4D168接的是回路7A,用编号为120A的电缆与B、C相合闸回路7B、7C一同引出至本线路机构箱图5;图53、汇控柜端子图图6 汇控柜端子图在汇控柜端子图上图6,我们找到“至本线路光纤电流差动保护柜”的电缆,电缆编号为120A,和保护屏端子图后的电缆编号一致;顺着电缆找到端子排接线柱I2-1,I2-2,I2-3,也分别标明合闸回路编号7A,7B,7C,我们仍然以A相为例,I2-1引至10A02;4、断路器控制回路图7 断路器控制回路断路器控制回路中绘制的是控制回路图中汇控柜及机构箱内的部分图7;我们先把图中的各部件简要作一下说明;图中的43R1为就地/远方把手图8,选择操作方式是远方还是就地;SRCA为合闸线圈的辅助电阻,其作用是分流,防止合闸线圈因电流过大而烧毁;CB1A 为断路器的辅助触点图9;CCA为合闸线圈图10;63Q3X1,63Q3X2为油压力接点,63G1X1为SF6压力接点,保证油压和SF6压力在正常范围内才能接通回路;图8 就地/远方把手图9 断路器的辅助触点图10 跳合闸线圈图11 油压力接点根据图7中上部的回路名称合闸回路7A,找到10A02,接至断路器远控/近控把手43R1;图7中的CB1-1A,CYA接点为汇控柜内的远方防跳回路,但因为我们一般情况下都是使用操作箱内的防跳回路,此远方防跳回路并没有接入;当操作把手打至远动位置时,标有“远”的接点闭合,“就”接点打开,合闸命令从10A02接点前的操作箱传过来;当操作把手打至“就地”位置时,标有“就”的接点闭合,“远”的接点打开,合闸命令电源取自101PS21经43R1的就地接点接至合闸按钮;按下合闸按钮,图中“合”接点闭合,接通合闸回路;刀闸控制回路：图12 刀闸控制回路电动刀闸的分合依靠电机的正转或反转;如果刀闸操作回路中的操作电源是直流,电机的正转、反转通过正负极的正接和反接实现,如果操作电源是交流,电机的正转、反转通过A/B/C三相的相序排列不同来实现,但其接通的基本原理都是相同的;图12中的电机M为交直流两用电机,在本处使用直流电源;我们来看看电机操作电源的正负极是如何导通带动电机旋转的此处的正转/反转是相对而言,并无统一标准;电机M正转时,其D2端接正极,D1端接负极;电源正极B3通过KE1的长开接点33/34接至电机M的D2端,再从M的D1端引出,依次通过KE1的长开接点23/24,KA1的长闭接点71/72导通至负极N;可以看出来,电机正转的条件是合闸辅助继电器KE1线圈励磁,分闸辅助继电器KA1线圈失磁;电机反转时,电机D1端应接通正极,D2端应接通负极,这时候电源正极B3通过KA1的长开接点33/34接至电机M的D1端,再从D2端引出,依次通过KE1的长闭接点71/72,KA1的长开接点23/24导通至负极N;电机反转的条件是分闸辅助继电器KA1线圈励磁,合闸辅助继电器KE1线圈失磁;线圈KE1,KA1的导通和失电在刀闸的控制回路中实现;以合闸操作为例,合闸操作时,KE1线圈需励磁,即合闸回路需导通;KA1的51/52接点因线圈KA1处于失磁状态闭合,刀闸行程开关SF1在刀闸分位时闭合,当满足刀闸操作的逻辑条件时,逻辑接点K15闭合;遥控或现场操作由远控/近控转换开关SA1实现,当通过K1接点给出合闸脉冲时,线圈KE1励磁,KE1的自保持接点43/44闭合,保证KE1处于励磁状态,直到刀闸合到位之后行程开关SF1的常闭接点断开,切断合闸回路;刀闸的分闸回路可参照合闸回路分析;合闸线圈KE1和分闸线圈KA1通过KE1的51/52接点和KA1的51/52接点互相闭锁,防止两线圈同时励磁;断路器失灵保护失灵保护的启动失灵保护一般由线路保护中的失灵辅助装置提供失灵启动接点;图13 失灵启动回路从图13中可以看出线路的失灵启动接点闭合的条件：1、有故障电流存在,即SLA,SLB,SLC,或SL2-2长开接点闭合；2、A/B/C相启动失灵压板1LP9,1LP10,1LP11和三相启动失灵压板8LP3投入；3、断路器的跳闸出口接点TJA ,TJB,TJC或三跳出口接点TJQ/TJR闭合;以上三条件满足,启动该断路器所连母线的失灵出口逻辑;以PB-2B母差保护为例,母差失灵出口回路如图14所示：从开关保护装置接入的失灵启动接点通过刀闸位置判断,第一延时跳开母联开关,第二延时经母差的复压闭锁开入接点跳相应母线上的所有设备;图14 母差失灵出口回路液压机构储能回路图15 液压机构储能回路当液压机构的压力降低时,靠油泵压力打压储能;如图15所示,油泵运转的条件为KM1,KM2线圈的长开接点闭合;那么我们来看一下KM1,KM2线圈的励磁条件;在油泵的启动和停止回路中,包括压力继电器PSY 的常闭接点1/2,常开接点7/8,及时间继电器KT 的常闭接点55/56;当压力不高于28时,PSY1/2的常闭接点闭合,保证油泵油压保持在安全范围;当压力值降低至25时,PSY7/8的长开接点闭合,油泵开始打压,当压力值达到26时,PSY7/8的长开接点打开,油泵停止打压;当压力接点都导通时,KT 时间继电器线圈励磁,其常闭接点经180S 延时后打开,切断打压回路; 复压闭锁 跳闸线路短延时 失灵启动I 母刀闸位置II 母刀闸位置 长延时 跳母联 跳母线。
气动控制基本回路
方向控制阀
单向型控制阀 换向型控制阀：通过改变气体通路使气流方向发生改
变 换向型控制阀按驱动方式可分为气压控制阀、电磁控制 阀、机械控制阀、手动控制阀和时间控制阀
方向控制回路
单作用气缸换向回路 双作用气缸换向回路
单向型控制阀
单向阀：气流只能向一个方向流动而不能反向流动通 过的阀
AB
1
2
1
2
AB
O1 P O2 a)
O1 P O2 b)
P c)
双电磁铁直动式换向阀工作原理图 图17-10
换向型控制阀
时间控制换向阀：使气流通过气阻（如小孔、缝隙等）
节流后到气容（储气空间）中，经过一定时间气容内建立起一定 的压力后，再使阀芯动作的换向阀
K
A
a
POK
延时换向阀 图17-11 延时换向阀 图17-11
“是门”（S=A） “或门”（S=A+B ） “与门”（S=A·B） “非门”(S= Ã)元件 双稳元件
按结构形式分：
截止式 膜片式 滑阀式
或门：S=A+B
或门元件 图17-33 或门元件 图17-33
是门：S=A 与门：S=A·B
A
P(B)
图17-34是门和与门元件 是门和与门元件 图17-34
YT4543动力滑台液压系统：电磁铁动作表、基本回路、 工作原理、特点
气液速度控制回路 图17-32
气动逻辑元件（又称逻辑阀）
工作原理：
均是用压缩空气为工作介质，通过元件内部可动部 件的动作，改变气流方向，从而实现逻辑控制功能
气动逻辑元件的分类
按工作压力分：
高压元件（0.2~0.8MPa ） 低压元件（0.02~0.2MPa ） 微压元件（〈0.02MPa)
DCS(新版与旧版DCS设计规范对比)
名称基础工程设计（初步设计）详细工程设计（施工图设计）系统技术规格及一般要求通信接口及通信网络要求系统维护与故障诊断DCS硬件配置（操作站）DCS硬件配置（控制站）工程师站DCS软件配置DCS报价要求技术评估DCS应用软件组态工厂验收现场验收DCS中央控制室供电，现场接线及接地设计要求《石油化工分散控制系统设计规范》 SH/T3092-1999主编单位：中国石化集团北京设计院发布时间：1999-09-22 实施时间：2000-01-011.拟定DCS监控方案：根据基础工程设计（初设）的工艺管道，及仪表流程图（PID），统计DCS的点数检测回路及复杂控制的要求，初步做出DCS的配置2.完成初步询价3.向有关专业提交初步设计资料：根据DCS的配置提出DCS中央控制室的面积，房间划分，以及向结构，暖通，电气，消防，电信，及概算专业提交初步设计资料，初步制定控制室设备平面图本阶段有关DCS的工作分为：1.技术谈判 2.工程设计 3.应用软件组态1.技术谈判阶段应完成： a.编制DCS系统配置条件，I/O点一览表； b.编制DCS询价书的技术部分c.进行DCS技术谈判，技术评估d.确认合同技术附件e.参与DCS工程设计条件会议2.工程设计阶段应该完成： a.复杂控制系统框图 b.顺序控制，逻辑控制，时序控制原理图c.系统配置图d.机柜硬件配置图e.控制室设备平面布置图f.各类机柜的布置及接线图g.辅助仪表，操作台布置及接线图h.室内仪表电缆，电线平面布置图 i.I/O卡件接线表或回路接线图j.供电系统图 k.接地系统图l.向有关专业提出详细设计技术条件（暖气，消防等）3.应用软件组态阶段应完成：a.系统配置组态 b.DCS监控数据库（包括数据输入调试及修改）c.工艺流程图画面d.顺序控制，逻辑控制时序控制，批量控制等的组态e.当前和历史数据记录分组f.报警分组，分级g.报表h.外围设备接口组态 i.历史数据库的组态 j.其他组态1.所选用DCS应是集成的，标准化的过程控制和生产管理系统，且必须是具有运行经验，成熟可靠的系统2.DCS系统的硬件，软件配置及其功能要求应与装置的规模和控制要求相适应3.控制器应满足过程控制要求，具备PID参数的自整定4.系统应具有存储功能，可将各种工艺参数，检测信号，操作过程，报警事件等按需要存入硬盘5.过程I/O接口应包含AI AO DI DO 串行和并行通信接口，常用可编程控制器接口6.控制器的中央处理器，通信，电源等主要部件必须要1：1配置冗余7.控制器中用于控制的多通道I/O卡应有冗余配置，控制回路的I/O点应有独立的A/D或D/A转换器8.操作站是监视控制生产过程的主要人机接口，应具备高可靠性9.操作站的所有外设接口应该是通用的（硬盘驱动器，软盘驱动器，显示器，通用键盘，鼠标，打印机10.操作站的操作系统应是通用的标准的11.操作站的硬件配置（略）12.操作站的软件操作环境应该：能对网络上的任一控制器数据进行存取，还应具备不同级别的操作权限13.操作站可运行组态软件或作为工程师站的终端14.操作站的数据处理应满足所有数据的记录需要，可由用户选定记录的参数采样时间15.操作站应具有完善的报警功能，对过程变量报警和系统故障报警应有明显区别1.DCS通信网络应符合IOS/IEEE的通信标准，具有开放系统的特点，通信速率应不低于1Mb/S,有长距离 通信能力（1KM）2.通信总线的负荷不应超过60%3.通信速度至少为1Mb/s4.通信距离应满足装置（或工厂）的实际要求5.DCS通信网络必须能与工厂管理网（如：TCP/IP）相连，系统应能与工厂管理网上的设备进行数据通6.通信总线（包括接口设备和电缆）必须1：1冗余配置7.通讯总线应符合国标标准 《工业通信网络现场总线国家标准》发布时间2010.11.16 标准号GB/Z2 ~.3-2010该规范是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准，囊括了 网，分布式自动化网络安全等当前自动化领域的热点，是实现装备制造业 进的重要技术之一。
设备控制图_复杂型PLC接线图纸
断路器控制回路原理图解
断路器控制回路原理图解n一次设备是指直接用于生产、输送、分配电能的电器设备，包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆和输电线路等，是构成电力系统的主体。
二次设备是用于对电力系统及一次设备的工况进行监测、控制、调节和保护的低压电气设备，包括测量仪表、通信设备等。
二次设备之间的相互连接的回路统称为二次回路，它是确保电力系统安全生产、经济运行和可靠供电不可缺少的重要组成部分。
本文简单描述一下断路器控制回路的基本原理，由最基本的回路入手，逐步加入防跳回路和闭锁回路，并对电路做一些完善。
当然，本文所给出的回路原理图仅仅是最最基本的、用于解释其基本原理的，实际应用中的回路要复杂得多。
一、最最基本的回路原理图：SB1:合闸开关SB2:分闸开关QF:断路器辅助触点LC :合闸线圈LT : 分闸线圈其动作原理很简单，不再赘述。
二、增加防跳回路：上面的回路存在一个问题：如果SB1按下，而此时电路中存在故障，继电保护设备会立即动作，使断路器跳闸，此过程几乎瞬时发生，而操作人员尚来不及松开SB1, 则SB1回路中的QF由于断路器跳闸而复又闭合，此时会导致LC再次得电，断路器再次合闸。
如此往复，发生了“跳跃”。
如果合闸成功，但SB1由于某种原因粘连而无法断开，那么在操作人员按下SB2进行分闸时，由于SB1粘连，同样会导致跳跃现象的发生。
跳跃现象对设备和操作人员的安全均构成很大危害，所以需要增加防跳回路。
增加了防跳回路的原理图如下:KCFKCF(I):电流防跳继电器，电流达到限定值时动作，此回路中，防止 合闸于故障时的跳跃KCF(V):电压防跳继电器，电压达到限定值时动作，此回路中，防止 分闸于故障时的跳跃动作过程如下：合闸：SB1按下a 绿灯(GL )失电熄灭，LC 得电a 断路器合闸a QF 改变状态a 红灯(RL )亮，KCF(I)得电【由于有RL 和R 的限流，分 闸线圈LT 不足以动作】a KCF 各辅助触点改变状态a KCF(V)得电 达到上述状态，则合闸动作完成，此过程几乎瞬时完成，SB1尚来不 及松开。
6kV开关柜二次控制原理图
开关柜二次回路控制原理与接线
一、高压二次原理图分类 二、原理图回路功能块划分 三、常用控制功能原理 四、综保的控制原理 五、元件标识及连线
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工程部技术培训
开关柜二次回路控制原理与接线
高压二次原理图分类：
电源进线 PT及避雷器 母线联络 隔离手车 出线（馈线） 变压器出线 电动机出线 发电机出口 电容器出线
航空插头 互感器 加热照明 门板 元件板 外引信号
端子排
各部分之间需要连接的线， 均需要在端子排上连接
小母线
电源 +KM、-KM、+HM、-HM、L、N、 电压 A630，B630，C630，N600 信号 光字牌、信号公共端
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开关柜二次回路控制原理与接线
常用控制功能原理:
合分闸及防跳 储能 联锁 断线监视 PT断线检测 小母线切换 备自投 同期检测 自动准同期 系统接地(绝缘监视)
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开关柜二次回路控制原理与接线
就绪条件 （充电）
自投控制开关允许 手车全在工作位 两进线合闸位 母联分闸位 母线电压正常
闭锁条件 （放电）
自投控制开关禁止 断路器手车未在工作位置
PT手车未在工作位置
备用开关在分闸位置
备用电源低电压
保护跳闸
手动分闸
自投已动作一次
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开关柜二次回路控制原理与接线
电压互感器PT的V-V接法
高压熔断器 高压绕组
低压绕组 手车工作位接点
低压熔断器
一次侧线电压
10/0.1KV
二次侧线电压
电压小母线
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开关柜二次回路控制原理与接线