1.2 计算机控制系统的结构形式及在火电厂的应用
信息与通信计算机控制系统的结构形式及在火电厂的应用PPT课件
北京和利时
• 北京和利时系统工程股份有限公司创业于1993年，已 培育出工业自动化各行业(核电、火电、热电、化工、 石化、水泥、玻璃、制药、造纸等)；轨道交通(城市轻 轨、地铁综合自动化监控系统、铁路信号自动化系统)； 机电产品(数控电机)；电子政务以及电力线载波等管理 系统的专业化设计与实施能力。
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2、机组协调控制系统CCS
• CCS的子系统
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二、大型火电机组过程计算机控制的主要功能 系统
• CAMP • 控制 • 报警 • 监测 • 保护
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1、数据采集系统DAS
数据采集系统对所有模 拟量(包括压力、温度、流 量、料位等)、开关量以及 设备状态和运行方式实时 地进行周期性的扫描采样， 并将采集的信息进行一定 的加工处理。
• SCC＋DDC
人工监管
.给定值
测量值
A/D
生产过程
多路开关
..
检测元件
..
SCC第＋6模页/拟共调54节页器
SCC 管理命令
报告
人工监管
给定值
测量值
.
DDC
A/D
D/A
多路开关
反多路开关
检测元件
. . 生产过程
SCC＋DDC
四、分散控制系统DCS
分散控制系统是一种为满足大型工业生产和日益复杂的 过程控制的要求，从综合自动化的角度出发，按分散控制、 集中操作、分级管理、综合协调的设计原则，以微处理器、 微型计算机技术为核心，与数据通信技术、CRT显示技术、 人机接口技术和输入／输出接口技术相结合，将系统从上 到下分为分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管 理级，具有较高的可靠性，用于生产管理、数据采集和各 种过程控制的新型控制系统。
火电机组智能发电控制系统架构简述
火电机组智能发电控制系统架构简述摘要：目前国内的各个发电厂已在不同程度上完成了数字化和信息化改造，但现在的数字化和信息化发电厂和智能电厂相比还存在一定差距。
火电厂机组控制的先进性、信息化、智能化水平关系到全厂燃煤发电效率，关系到污染物排放达标。
智能发电运行控制平台是以分散控制系统(DCS)为基础，将数字化、信息化、自动化、智能化高度融合，使传统DCS向智能DCS的转型升级。
对智能发电控制系统与传统DCS进行对比分析，阐述了智能发电控制系统架构、特点，以供参考。
关键词：火电机组；智能；发电；控制引言火电厂机组控制的先进性、信息化、智能化水平关系到全厂燃煤发电效率，关系到污染物排放达标。
而传统火电机组的控制系统，不能满足日趋严格的安全生产要求，不能满足复杂工况下运行适应性要求。
因此，迫切需要由传统DCS向智能DCS的转型升级。
1智能发电控制系统与传统DCS对比分析传统分散控制系统(DCS)可实现全厂一体化控制与监控。
智能发电控制系统平台(ICS)在传统DCS基础上可以实现全面、实时、准确的数据服务，实现高效实时信息集成与标准化管理，为各自动化系统和功能的互联互通、生产过程深度分析、运行控制多目标优化与决策支持提供统一的数据基础。
基于PLC的DCS智能控制新机组已经具备了全厂级的管理信息系统和监控信息系统，系统也具备全长设备的信息共享和信息交换功能。
利用各系统之间信息共享的方便，电气自动化控制系统可以实现对全厂设备参数的自动调节和参数自动优化。
因自动化控制系统引入了DCS模块技术、数字电液控制技术、汽轮机危机遮段系统等，DCS系统可以在总线控制的基础上对各个车间的现场设备进行联控自动化控制。
部分电厂还对火电机组的控制系统进行了优化，融入了人工网络神经技术、工业以太网技术等，将部分重要的设备也更换为智能设备。
通过人工智能技术、工业以太网及智能设备的应用，构架起电厂的全过程智能控制与监控系统。
智能控制采用了多种现场协议，方便不同类型的智能设备之间的信息共享及DCS智能控制系统对现场设备执行智能控制。
计算机控制系统及其应用
计算机控制系统及其应用计算机控制系统是一种由计算机控制的系统，该系统可以用于自动化控制各种过程。
与传统的控制系统相比，计算机控制系统具有更高的质量和效率，同时还提高了生产工艺的可重现性和控制精度。
本文将介绍计算机控制系统的概念、分类以及在不同领域的应用。
一、计算机控制系统的概念计算机控制系统是一种集成了计算机技术和控制技术的系统，能够实现对所需过程的自动控制。
该系统由计算机、图形界面、传感器、执行器和控制器等组成。
计算机控制系统可以控制各种工业过程，如自动化制造、机器人应用、温度控制以及数据采集和分析等。
该系统能够提高工业控制系统的工作效率、生产率以及产品质量，并降低成本。
二、计算机控制系统的分类计算机控制系统通常可以分为三类：开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。
1.开环控制系统开环控制系统是指在控制系统中只能对输入进行传递和转换，不能对输出进行反馈调整，只能依靠输入来控制输出。
这种控制系统在很多应用领域中被广泛使用，如测量和参数调节等。
2.闭环控制系统闭环控制系统是一种的行动监控和自适应控制电路，它能够对传感器的反馈信息进行处理，并对输出进行反馈调整。
闭环控制系统通常用于气体和液体处理过程、电力系统、交通系统和电子制造系统等控制领域。
3.半闭环控制系统半闭环控制系统是一种在控制系统中同时采用开环和闭环控制两种技术的控制系统。
开环控制用于对系统进行预先设置，而闭环控制则用于对系统的实时信息进行反馈调整。
这种控制方法通常用于许多高级工业过程的控制领域。
三、计算机控制系统在不同领域的应用计算机控制系统已经应用于许多领域，涉及了从工业制造到医疗保健，再到军事防务的各种应用。
1.工业自动化计算机控制系统是自动化工业的重要组成部分。
自动化工业包括机器人应用、流程控制、光学识别和文本识别等领域。
这些应用都需要高度自动化和可重复性的流程，计算机控制系统在自动化工业的全部过程中起着至关重要的作用。
2.医疗保健计算机控制系统在医疗保健领域中也有着多种应用。
火电厂计算机控制课件
要依据。
火电厂计算机控制系统在节能减排中的应用
01
02
03
能源管理
系统能够对火电厂的能源 使用情况进行实时监控和 管理，优化能源配置，降 低能源消耗。
排放控制
系统能够对火电厂的排放 物进行监测和控制，确保 排放符合环保标准，减少 对环境的污染。
节能技术应用
系统能够支持各种节能技 术的应用，如变频器、永 磁电机等，进一步提高节 能减排效果。
火电厂计算机控制课件
CONTENTS
• 火电厂计算机控制概述 • 火电厂计算机控制系统的主要
构成 • 火电厂计算机控制系统的功能 • 火电厂计算机控制系统的应用
实例 • 火电厂计算机控制系统的未来
发展趋势
01
火电厂计算机控制概述
火电厂计算机控制系统的定义与特点
总结词
火电厂计算机控制系统是指利用计算机技术对火电厂的发电过程进行监测、控制和优化的集成系统。其主要特点 包括自动化、高效、安全和可靠。
提供数据支持。
火电厂计算机控制系统在安全管理中的应用
安全监测
01
系统能够对火电厂的各种安全指标进行实时监测，及时发现安
全隐患，提高安全管理水平。
紧急响应
02
在发生紧急情况时，系统能够快速响应，启动相应的应急预案
，最大程度地减少人员伤亡和财产损失。
事故分析
03
系统能够记录事故发生时的各种数据，为事故原因分析提供重
数据备份
定期备份重要数据，防止数据丢失。
系统故障处理
01
故障诊断
准确判断故障原因，避免误操作 。
紧急处理
02
03
预防措施
在故障发生时采取紧急措施，减 小损失。
火电厂热工自动控制技术及应用知识点总结
自动控制系统基础概论热工对象动态特性常规控制规律PID控制的特点比例控制(P控制)积分控制(I控制)微分控制(D控制)控制规律的选择:单回路控制概述被控对象特性对控制质量的影响:测量元件和变送器特性对控制质量的影响调节机构特性对控制质量的影响单回路系统参数整定串级控制串级控制系统的组成(要求会画控制结构图)串级控制系统的特点串级控制系统的应用范围串级控制系统的设计原则:前馈-反馈控制概述静态前馈,动态前馈前馈-反馈控制前馈-串级控制比值控制分程控制大迟延控制系统补偿纯迟延的常规控制预估补偿控制多变量控制系统耦合程度描述解耦控制系统设计火电厂热工控制系统汽包锅炉蒸汽温度控制系统过热蒸汽温度控制再热蒸汽温度一般控制方案汽包锅炉给水控制系统概述给水流量调节方式给水控制基本方案:给水全程控制:600MW机组给水全程控制实例锅炉燃烧过程控制系统概述被控对象动态特性燃烧过程控制基本方案燃烧控制中的几个问题单元机组协调控制系统概述负荷指令处理回路正常情况下负荷指令处理异常工况下的负荷指令处理负荷指令处理回路原则性方框图机炉主控制器机炉分别控制方式机炉协调控制方式直流锅炉控制系统直流锅炉特点直流锅炉动态特性直流锅炉基本控制方案直流锅炉给水控制系统直流锅炉过热汽温控制系统自动控制系统基础概论1. 控制系统的组成与分类1. 控制系统的组成及术语控制系统的四个组成部分: 被控对象,检测变送单元,控制单元,调节机构.2. 控制系统的分类:按结构分: 单变量控制系统, 多变量控制系统按工艺参数分: 过热汽温控制系统, 主蒸汽压力控制系统按任务分: 比值控制系统, 前馈控制系统按装置分: 常规过程控制系统, 计算机控制系统按闭环分: 开环控制系统, 闭环控制系统按定值的不同分: 定值控制系统, 随动控制系统, 程序控制系统3. 过渡过程: 从扰动发生,经过调节,直到系统重新建立平衡.即系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程,即为控制系统的过渡过程.2. 控制系统的性能指标1. 衰减比和衰减率: 衡量稳定性2. 最大偏差和超调量: 衡量准确性3. 调节时间: 衡量快速性4. 余差(静态偏差): 衡量静态特性热工对象动态特性1. 有自平衡能力对象1. 一阶惯性环节:2. 一阶惯性环节加纯迟延:3. 高阶惯性环节:4. 高阶惯性环节加纯迟延:2. 无自平衡能力对象1. 积分环节:2. 积分环节加纯迟延:3. 有积分的高阶惯性环节:4. 有纯迟延和积分的高阶惯性环节:常规控制规律PID控制的特点1. 原理简单,使用方便2. 适应性强3. 鲁棒性强比例控制(P控制)1. 控制规律: ; :比例增益:比例带,工程上用来描述控制作用的强弱.比例带越大,偏差越大.2. 控制特点:动作快有差控制积分控制(I控制)1. 控制规律:; :积分时间2. 控制特点:动作不及时无差控制3. PI控制: I控制响应慢,工程上很少有单独使用,一般都是PI控制控制规律:; P控制看作粗调,I控制看作细调.控制作用具有: 比例及时作用和积分作用消除偏差的优点.4. 积分饱和及其措施:积分饱和: 积分过量,在单方面偏差信号长时间作用下,其输出达到上下限时,其执行机构无法再增大.措施: 积分分离手段: 当偏差较大时,在控制过程的开始阶段,取消积分作用,控制器按比例动作,等到被调量快要接近给定值时,才能产生积分作用,依靠积分作用消除静态偏差.微分控制(D控制)1. 控制规律: ;2. 控制特点:超前控制3. 实际微分: 为什么采用实际微分控制:理想微分物理上不可能实现避免动作频繁,影响调节元件寿命4. PD控制: 控制规律: ;扰动进入系统的位置离输出(被调量)越远,对系统工作的影响就越小.控制通道的时间常数和迟延时间对控制质量的影响前馈-串级控制的应用场景:分程控制扩大调节阀的可调比大迟延控制系统补偿纯迟延的常规控制1. 微分先行控制方案2. 中间反馈控制方案前馈解耦导前温度: 刚通过减温器之后的蒸汽温度以导前蒸汽温度为副参数,过热蒸汽温度为主参数的串级控制系统3. 过热蒸汽温度分段控制系统:1. 过热蒸汽温度分段控制系统:缺点: 当机组负荷大范围变化时,由于过热器吸热方式不同.一级减温器出口蒸汽温度降低,为保持不变,必须减少一级减温器喷水量;二级减温器出口蒸汽温度升高,因此要增加二级减温器喷水量.造成负荷变化时两级减温器喷水量相差很大,使整个过热器喷水不均匀,恶化二级喷水减温调控能力,导致二级过热器出口温度超温.2. 按温差控制的分段控制系统:与第一种方案的差别在于: 这里以二级减温器前后的温差(-)作为第一段控制系统的被调量信号送入第一段串级的主调节器PI3.当负荷增大时,主调节器PI3的设定值随之减小,这样有(-)>T0,PI3入口偏差值增大,这意味着必须增大一级喷水量才能使下降,从而使温差(-)减小.这样平衡了负荷增加时一级喷水量和二级喷水量.该方案为串级+前馈控制策略. 后屏出口过热器出口蒸汽温度设定值由两部分组成,第一部分由蒸汽流量代表的锅炉负荷经函数发生器后给出基本设定值,第二部分是运行人员可根据机组的实际运行工况在上述基本设定值的基础上手动进行设置.虽然系统是控制后屏过热器出口温度蒸汽,用蒸汽温度信号经过比例器乘以常数K后代表后屏过热器出口蒸汽温度,其原因是蒸汽温度与蒸汽温度变化方向一致;且蒸汽温度信号比蒸汽温度信号动态响应快,能提前反映扰动对蒸汽温度的影响,有利于控制系统快速消除干扰.主调节器PID1的输出与总风量,燃烧器摆角前馈信号组合构成副调节器PID2的设定值,副调节器的测量值为一级减温器出口温度.PID2输出控制一级其控制原理如下:正常情况下即当再热蒸汽温度处于设定值附近变化时,由调节器PID1改变烟气挡板开度来消除再热蒸汽温度的偏差,蒸汽流量D作为负荷前馈信号通过函数模块去直接控制烟气挡板.当的参数整定合适时,能使负荷变化时的再热蒸汽温度保持基本不变或变化很小.反向器-K用以使过热挡板与再热挡板反向动作.喷水减温调节器PID2也是以再热蒸汽温度作为被调信号,但此信号通过比例偏置器±Δ被叠加了一个负偏置信号(它的大小相当于再热蒸汽温度允许的超温限值).这样,当再热蒸汽温度正常时,调节器PID2的入口端始终只有一个负偏差信号,它使喷水阀全关.只有当再热蒸汽温度超过规定的限值时,调节器的入口偏差才会变为正,从而发出喷水减温阀开的指令,这样可防止喷水门过分频繁的动作而降低机组热经济性.2. 采用烟气再循环调节手段的再热蒸汽温度控制系统其控制原理如下:再热蒸汽温度T 在比较器Δ内与设定值(由A 产生)比较,当蒸汽温度低时,偏差值为正信号,此信号进入调节器PID1,其输出经执行器去调节烟气挡板开度,增大烟气再循环量,以控制再热蒸汽温度.在加法器2中引入了送风量信号V 作为前馈控制信号和烟气热量(烟温×烟气流量)修正信号,送风量V 反映了锅炉负荷大小,同时能提前反映蒸汽温度的变化.当V 增加时,蒸汽温度升高,相应的烟气再循环量应减少,故V 按负向送入调节器.函数模块是用来修正风量和再循环烟气量的关系的.通过乘法器由烟温信号调整再循环烟气流量.当再热蒸汽超温时,比较器输出为负值,PID1输出负信号直至关闭烟气再循环挡板,烟气再循环失去调温作用.同时,比较器的输出通过反相器- K 1,比例偏置器±Δ去喷水调节器PID2,开动喷水调节阀去控制再热蒸汽温度,蒸汽温度负偏差信号经反相器-K2去偏差报警器,实现超温报警,同时继电器打开热风门,用热风将循环烟道堵住,防止因高温炉烟倒流入再循环烟道而烧坏设备.当再热蒸汽温度恢复到设定值时,比较器输出为零,PID2关闭喷水门,偏差报警信号通过继电器关闭热风门,烟气再循环系统重新投入工作.3. 采用摆动燃烧器调节手段的再热蒸汽温度控制系统燃烧器上倾可以提高炉膛出口烟气温度,燃烧器下倾可以降低炉膛出口烟气温度.燃烧器控制系统是一个加前馈的单回路控制系统,再热蒸汽温度设定值是主蒸汽流量经函数发生器,再加操作员可调整的偏置量A构成.PID1调节器根据再热器出口蒸汽温度T与再热蒸汽温度设定值偏差来调整燃烧器摆角.为了抑制负荷扰动引起的再热蒸汽温度变化,系统引入了送风量前馈信号,该信号能反映负荷和烟气侧的变化.送风量前馈信号和反馈控制信号经加法器4共同控制燃烧器摆角.A侧再热器出口蒸汽温度和B侧再热器出口蒸汽温度各有两个测量信号,正常情况下选择A,B两侧的平均值作为燃烧器摆角控制的被调量.燃烧器摆角控制为单回路的前馈-反馈控制系统,再热器出口蒸汽温度设定值由运行人员手动给出.再热器出口蒸汽温度设定值和实际值的偏差经PID调节器后加上前馈信号分别作为燃烧器摆角的控制指令.前馈信号由蒸汽流量经函数发生器后给出.当再热蒸汽温度偏低时,燃烧器摆角向上动作;当再热蒸汽温度偏高时,燃烧器摆角向下动作. 2. 再热蒸汽温度喷水减温控制系统汽包锅炉给水控制系统给水控制任务: 使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量,维持汽包水位在规定的范围内,同时保持稳定的给水流量.对象特性: 给水流量扰动的三个体现方面:4. 虚假水位现象: 当锅炉蒸发量突然增加时,汽包水下面的气泡容积也迅速增大,即锅炉的蒸发强度增强,从而使水位升高.给水控制基本方案:1. 单冲量给水控制系统: 汽包水位和水位给定值调节的反馈控制系统某600MW发电机组给水热力系统示意图,机组配三台给水泵,其中一台容量为额定容量30%的电动给水泵,两台容量各为额定容量50%的汽动给水泵.电动给水泵一般是作为启动泵和备用泵,正常运行时用两台汽动给水泵,两台汽动给水泵由小汽轮机驱动,其转速控制由独立的小汽轮机电液控制系统(micro-electro hydraulic control system,MEH)完成,MEH系统的转速给定值是由给水控制系统设置,MEH 系统只相当于给水控制系统的执行机构.在高压加热器与省煤器之间有主给水电动截止阀、给水旁路截止阀和约15%容量的给水旁路调节阀.2. 给水控制系统1. 水位控制系统汽包水位控制系统如图所示,它是单冲量和串级三冲量两套控制系统构成,汽包水位设定值由运行人员在操作台面上手动设定.当锅炉启动或负荷小于15%额定负荷阶段,控制系统是通过调节器PID1调节给水旁路的调节阀开度来控制给水量以维持汽包水位,而此时切换器T2接Y端,通过调节器PID5调节电动给水泵的转速来维持给水泵出口母管压力与汽包压力之差.当旁路调节阀开到80%时,由SCS (Sequence control system, 顺序控制系统)完成开主给水电动阀,关旁路截止阀.当负荷在15%额定负荷以上,但小于30%额定负荷时,切换器T1接Y端,切换器T2接N端,这时汽包水位设定值的偏差经调节器PID2,并经调节器PID6控制给水泵转速来调节给水流量达到维持汽包水位目的.同时当机组负荷升至20%额定负荷时,第一台给水泵开始冲转升速.当负荷大于30%额定负荷,切换器T1接N端,给水控制切换为三冲量给水控制.汽包水位控制指令由两个串级调节器PID3和PID4根据汽包水位偏差、主给水流量和主蒸汽流量三个信号形成.水位设定值与汽包水位偏差经调节器PID3 后,加主蒸汽流量信号作为副回路PID4的设定值,副回路副参数为主给水流量,经PID运算后作为给水泵控制的设定值.当负荷大于30%额定负荷时,第一台汽动给水泵并入给水系统.当负荷达40%额定负荷时,第二台汽动给水泵开始冲转升速.当负荷达60%额定负荷时,第二台汽动给水泵并入给水系统,撤出电动给水泵,将其投入热备用.机组正常时,是通过改变两台汽动给水泵的转速来调节给水量.由于给水泵的工作特性不完全相同,为稳定各台给水泵的并列运行特性,避免发生负荷不平衡现象,设计了各给水泵出口流量调节回路,将各给水泵的出口流量和转速指令的偏差送入各给水泵调节器(PID6、 PID7 和PID8)的入口,以实现多台给水泵的输出同步功能.GAIN CHANGER & BALANCER作用是根据给水泵投入自动的数量,调整控制信号的大小.拇入自动数目越大,控制信号越小.2. 给水泵最小流量控制汽机跟随控制方式:控制特点: 锅炉侧调负荷,汽机侧调汽压. 在保证主蒸汽压力稳定的情况下,汽轮机跟随锅炉而动作.优点: 在运行中主蒸汽压力相对稳定,有利于发电机组的安全经济运行.机炉协调控制方式控制特点: 在负荷调节动态过程中,机炉协调控制可以使汽压在允许的范围内波动,这样可以充分利用锅炉蓄热,使单元机组较快适应负荷变化,同时主蒸汽压力p T的变动范围也不大,因而机组的运行工况比较稳定.调节燃料量M控制主蒸汽压力p T(或机组负荷) 调节送风量V控制过剩空气系数(烟气含氧量) 调节引风量V控制炉膛压力p汽轮机控制系统为工频电液控制系统时:另一种送风控制系统方案. 锅炉指令BD经过函数发生器f2(x)后形成一个风量指令,氧量调节器输出σ对锅炉指令BD进行修正.3. 引风控制系统: 引风控制系统的任务是保证一定的炉膛压力. 由引风量改变到炉膛压力变化其动态响应快,测量也容易,因此一般采用单回路即可.3. 燃烧控制系统基本方案锅炉指令BD作为给定值送到燃料控制系统和送风控制系统,使燃料量和送风量同时改变,使燃烧率与机组要求的燃烧率相适应,保证风量与燃料量比例变化; 同时送风量作为前馈信号通过引到引风调节器PI4,改变引风量以平衡送风量的变化,使炉膛压力p s不变或变化很小.由于所有调节器都采用PI控制规律,因此,调节过程结束时,主蒸汽压力P T,燃烧经济性指标O2和炉膛压力p s,都稳定在给定值上;而锅炉的燃料量M,送风量V和引风量V都改变到与要求的燃烧率相适应的新数值上.总燃料量(总发热量)的构成形式为其中: O为燃油量,k o为燃油发热系数,M c为总煤量,k MQ为煤发热系数.当M c不变,而煤种变化造成发热量增加时,刚开始M也不变,但随着炉膛发热量的增加,D Q增大,D Q>M,由积分器正向积分增大k MQ,使M增大,直至M=D Q3. 增益自动调整乘法器为燃料调节对象的一部分,选择合适的函数,则可以做到不管给煤机投入的台数如何,都可以保持燃料调节对象增益不变,这样就不必调整燃料调节器的控制参数了.增益调整与平衡器,就是完成该功能.4. 风煤交叉限制在机组增减负荷动态过程中,为了使燃料得到充分燃烧,需要保持一定的过量空气系数. 因此,在机组增负荷时,就要求先加风后加煤;在机组减负荷时,就要求先减煤后减风.这样就存在一个风煤交叉限制.锅炉指令BD经函数器f1(x)后转换为所需的风量,风量经函数器f2(x)转换为相应风量下的最大燃料量,燃料量经函数器后转换为该燃料量下的最小风量.当增加负荷时,锅炉指令BD增大,在原风量未变化前,低值选择器输出为原风量下的最大燃料量指令,即仍为原来锅炉指令BD.在风量侧,锅炉指令BD增大,则其对应的风量指令增大,大于原燃料量所需最小风量,经高值选择后作为给定值送至送风控制系统以增大风量.只有待风量增加后,锅炉燃料的给定值才随之增加,直到与锅炉指令BD一致.由此可见,由于高值选择器的作用,风量控制系统先于燃料控制系统动作.由于低值选择器的作用,使燃料给定值受到风量的限制,燃料控制系统要等风量增加后再增加燃料量.同理,减负荷时,由于低值选择器的作用,燃料给定值先减少.由于高值选择器的作用,使风量给定值受到燃料量限制,风量控制系统要等待燃料量降低后再减少风量.上图为煤粉锅炉燃料系统的一般控制方案.其中虚框1的功能是完成总燃料量(发热量)的测量与修正.虚框2的功能是燃料侧的风煤交叉限制.5. 风机调节本节下略单元机组协调控制系统概述1. 单元机组协调控制系统的基本组成2. 机组负荷控制系统被控对象动态特性3. 机组负荷控制系统被控对象动态特性1. 单元机组动态特性:当汽轮机调门开度动作时,被调量p E和p T的响应都很快,即热惯性小.当锅炉燃烧率改变时,被调量p E和p T的响应都很快,即热惯性小.2. 负荷控制系统被控对象动态特性1. 机组主机,主要辅机或设备的故障原因有两类跳闸或切除,这类故障的来源是明确的,可根据切投状况加以确定工作异常,其故障来源是不明确的,无法直接确定,只能通过测量有关运行参数的偏差间接确定.2. 对机组实际负荷指令的处理方法有四种: 负荷返回RB, 快速负荷切断FCB, 负荷闭锁增/减BI/BD, 负荷迫升/迫降RU/RD. 其中,负荷返回RB和快速负荷切断FCB是处理第一类故障的;负荷闭锁增/减BI/BD 和负荷迫升/迫降RU/RD是处理第二类故障的.1. 负荷返回RB负荷返回回路具有两个主要功能: 计算机组的最大可能出力值;规定机组的负荷返回速率.发电机组负荷返回回路的设计方案: 该机组主要选择送风机,引风机,一次风机,汽动给水泵,电动给水泵及空气预热器为负荷返回监测设备.当其中设备因故跳闸,则发出负荷返回请求,同时计算出负荷返回速率.RB目标值和RB返回速率送到如图13-9所示的负荷指令处理回路中去.2. 负荷快速切断FCB当机组突然与电网解列,或发电机,汽轮机跳闸时,快速切断负荷指令,实现机组快速甩负荷.主机跳闸的负荷快速切断通常考虑两种情况: 一种是送电负荷跳闸,机组仍维持厂用电运行,即不停机不停炉; 另一种是发电机跳闸,汽轮机跳闸,由旁路系统维持锅炉继续运行,即停机不停炉.负荷指令应快速切到0（锅炉仍维持最小负荷运行).负荷快速切断回路的功能与实现和负荷返回回路相似.只不过减负荷的速率要大得多.3. 负荷闭锁增/减BI/BD当机组在运行过程中,如果出现下述任一种情况:任一主要辅机已工作在极限状态,比如给风机等工作在最大极限状态燃料量,空气量,给水流量等任一运行参数与其给定值的偏差已超出规定限值.认为设备工作异常,出现故障.该回路就对实际负荷指令加以限制,即不让机组实际负荷指令朝着超越工作极限或扩大偏差的方向进一步变化,直至偏差回到规定限值内才解除闭锁.4. 负荷迫升/迫降RU/RD对于第二类故障,采取负荷闭锁增/减BI/BD措施是机组安全运行的第一道防线.当采用BI/BD措施后,监测的燃料量,空气量,给水流量等运行参数中的任一参数依然偏差增大,这样需采取进一步措施,使负荷实际负荷指令减小/增大,直到偏差回到允许范围内.从而达到缩小故障危害的目的.这就是实际负荷指令的迫升/迫降RU/RD,负荷迫升/迫降是机组安全运行的第二道防线.负荷指令处理回路原则性方框图该负荷指令处理回路功能的1原则性框图,是在正常工况下符合指令处理原则性方案上,添加了异常工况下相应负荷指令处理功能.锅炉跟随方式在大型单元机组负荷控制中只是作为一种辅助运行方式.一般当锅炉侧正常,机组输出电功率因汽轮机侧的原因而受到限制时,如汽轮机侧的主、辅机或控制系统故障,汽轮机控制系统处2. 汽轮机跟随方式机组负荷响应速度慢,不利于带变动负荷和参加电网调频.这种负荷控制方式适用于带基本负荷的单为了克服正反馈,应以汽轮机的能量需求信号而不是实际的消耗能量信号作为对锅炉的能量要求信号,即应以蒸汽流量的需求（称为目标蒸汽流量）而不是实际蒸汽流量作为锅炉的前馈控制信号.为此必须对p1进行修正,以形成目标蒸汽流量信号.直流锅炉控制系统上面两种控制方案均没有考虑过热汽温对燃料量和给水流量的动态响应时间差异,,会造成燃水比的动态不匹配,使得过热汽温波动大.为此提出一种燃料-给水控制原则性方案:可以选择锅炉受热面中间位置某点蒸汽温度(又称为中间点温度或微过热温度)作为燃水比是否适当的信号.这是一个前馈-串级调节系统,副调节器PID2输出为给水流量控制指令,通过控制给水泵的转速使得锅炉总给水流量等于给水给定值,以保持合适的燃水比.主调节器PID1以中间点温度为被调量,其输出按锅炉指令BD形成的给水流量基本指令进行校正,以控制锅炉中间点汽温在适当范围内.控制系统可分同负荷下的分离器出口焓值给定值.焓值给定值加上PID1输出的校正信号构成给定值SP2,由分离器出口压力和温度经焓值计算模块算出分离器出口焓值,该出口焓值与给定值SP2的偏差经调节器PID2 进行PID运算后,作为校正信号,对给水基本指令进行燃水比校正. 调节器PID3的给定值SP3是由,锅炉指令BD指令给出的给水流量基本指令加上调节器PID2输出的校正信号构成.调节器PID3根据锅炉总给水流最与流量给定值SP3的偏差进行PID运算,输出作为给水流量控制指令调节给水泵转速来满足机组负荷变化对锅炉总给水流量的需求.3. 采用焓增信号的给水控制方案在上图所示的给水控制系统中,由调节器PID3根据给定值SP3与省煤器入口给水流量(锅炉给水流量)的偏差向给水泵控制回路发出给水流量控制指令,在给水泵控制回路中,通过调节给水泵转速来实现调节给水流量的要求.在此重点分析给水流量给定值SP3的形成.当锅炉负荷在35%~ 100%MCR范围内,没有循环水流量和省煤器入口最小流量限制时,省煤器入口给水流量(锅炉给水流量)给定值SP3为水吸收的热量焓增焓增修正其中的水吸收的热量和焓增如图所示给出.。
分散控制系统及其在火电厂中的运用
分散控制系统及其在火电厂中的运用摘要：集散控制系（Distributedcontrolsystem），是以多个微处理机为基础利用现代网络技术、现代控制技术、图形显示技术和冗余技术等实现对分散控制对象的调节、监视管理的控制技术。
其特点是以分散的控制适应分散的控制对象，以集中的监视和操作达到掌握全局的目的。
系统具有较高的稳定性、可靠性和可扩展性。
该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。
DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。
其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
关键词：分散控制；操作员站；工程师站；现场控制站；DEH1、DCS特点1.1高可靠性由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。
此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。
1.2开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。
1.3灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。
1.4易于维护功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。
计算机控制系统在火电厂中的应用
计算机自动控制系统在火电厂中的应用2007-11-23 8:03:00 来源：中国自动化网电力是现代人类文明社会的必需品, 而火力发电是电力消费的主要组成部分, 火力发电是指使用化石燃料(即煤炭、石油、天然气)通过燃烧释放出热能加热工质, 再通过热力原动机驱动发电机的发电方式，原动机主要是锅炉和汽轮机, 燃汽轮机或内燃机。
中国电力行业截止到2000 年底，全国发电装机总容量达31600 万千瓦，其中火电装机容量23680 万千瓦，占74.94%；水电装机容量7680 万千瓦，占24.3%；核电及其它装机容量240 万千瓦，占0.76%，火电仍为电力行业的首要组成部分。
目前，中国的电力消费才能已居世界第二，但人均占有发电量却排位靠后。
随着中国经济的高速开展，中国电力工业开展仍有相当大的潜力和市场，但面对越来越竞争剧烈的市场，越来越严格的环境保护的要求，电力消费自动化程度的进步和管理程度的不断进步将越来越重要。
一、火电厂主控系统火电厂主控系统是保证火电厂平安、稳定消费的关键，随着控制技术、网络技术、计算机技术和Web技术的飞跃开展，火电厂主控系统的控制程度和工程方案也在不断进步，火电厂的管理信息系统和主控系统的一体化无缝连接必将成为将来火电厂管控系统的开展趋势，传统火电厂的DCS系统也必将向这一趋势靠拢。
火电厂主控系统以控制方式分类可分为：DAS、MCS、SCS、BMS及DEH等系统。
下面分别加以阐述：※数据采集系统-DAS：火电厂的主控系统中的DAS(数据采集系统)主要是连续采集和处理机组工艺模拟量信号和设备状态的开关量信号，并实时监视,保证机组平安可靠地运行。
■ 数据采集：对现场的模拟量、开关量的实时数据采集、扫描、处理。
■ 信息显示：包括工艺系统的模拟图和设备状态显示、实时数据显示、棒图显示、历史趋势显示、报警显示等。
■ 事件记录和报表制作/ 打印：包括SOE 顺序事件记录、工艺数据信息记录、设备运行记录、报警记录与查询等。
火电厂计算机控制考试资料
1电厂信息化总体结构：第一层DSS（决策支持系统）第二层VMS（视频监控系统），MIS（管理信息系统）第三层SIMU（仿真研究系统），SIS（厂级监控信息系统）第四层DCS/PLC（过程控制系统）2、什么是计算机控制系统：以自动控制理论和计算机为基础，采用计算机对生产过程进行数据采集、运行监督、数字控制盒操作管理系统。
3、计算机控制系统的组成：采样器、A/D转换、保持器、D/A转换4、DCS和FCS的区别：（1）干一样的活，设计和技术水平上的差异（2）结构不同（3）通信协议不同(独家通信协议和开放式标准通信协议)(4)成本不同（投资，安装，调试FCS成本均低）（5）服务对象不同（DCS为机组级自动化服务，SIS为全厂综合优化服务）（6）主要功能不同（DCS主要功能是监控，SIS则是管理和优化）（7）系统目标不同（DCS以稳定和安全为目标，SIS以优化运行为目标）5、SIS和MIS的区别：（1）服务范畴不同（SIS属于实时生产过程管理，MIS属于企业管理现代化范畴）（2）实时性要求不同6、大型火电机组热工自动化主要着重于：控制C，报警A，监测M，保护P7、为达到上述目标，需要投入的系统：数据采集系统DAS、机组协调控制系统CCS、顺序控制系统SCS、锅炉炉膛安全监控系统FSSS、汽轮机数字电液控制系统DEH、旁路控制系统BPS、汽轮机监视仪表TSI、汽轮机紧急跳闸系统ETS、电气控制系统ECS8、过程控制计算机硬件由主机、通用外部设备、过程输入/输出设备、人机联系设备和通信设备组成。
软件由系统软件和应用软件组成。
9、计算机控制系统的结构形式：①数据采集系统DAS，功能：不仅具有数据采集和处理的功能，还能为操作人员提供反映生产过程工况的各种数据，并相应的给出操作指导信息供操作人员参考。
特点：结构简单，控制灵活和安全，但是要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象②直接数字控制系统DDC，功能：除了能够实现PID调节规律外，还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解耦控制等复杂的控制规律。
火电厂中计算机自动控制系统的应用现状与发展趋势探讨程凯
火电厂中计算机自动控制系统的应用现状与发展趋势探讨程凯发表时间：2016-09-27T16:33:10.950Z 来源：《基层建设》2015年31期作者：程凯[导读] 摘要：对于火电厂的发电机组来说，自动化控制系统的重要作用就是保证自动化设备安全运行，在自动化控制系统运作的时候可以适当减少劳动强度是劳动条件得到根本改善的重要途径和措施。
文章对火电厂的计算机自动控制系统的特性、应用现状及发展趋势进行了探讨，以供同仁参考。
江西赣能股份有限公司丰城二期发电厂 331100摘要：对于火电厂的发电机组来说，自动化控制系统的重要作用就是保证自动化设备安全运行，在自动化控制系统运作的时候可以适当减少劳动强度是劳动条件得到根本改善的重要途径和措施。
文章对火电厂的计算机自动控制系统的特性、应用现状及发展趋势进行了探讨，以供同仁参考。
关键词：火电厂；计算机自动控制系统；特性；应用现状；发展趋势一、火电厂中DCS分散控制系统的特性（1）可靠性程度高。
DCS的分散控制性能使得系统运行时的风险大大降低，若其中一个操作点出现问题，不会影响其他系统的正常运转。
（2）开放式的运行。
火电厂的系统操作是通过计算机分工合作，进行监视控制来达到执行任务这一目的，完全是自动化的流程。
火电厂为了使DCS信息数据传输和通信更为便捷，对计算机系统的开放性有了更高的要求，配置的升级对DCS的运行有着重要的影响。
（3）灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成火电厂所需的控制系统。
（4）易于维护，功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障，节约了火电厂运行成本。
（5）协调性，火电厂各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。
火电厂热工自动化DCS控制系统的应用及发展分析
火电厂热工自动化DCS控制系统的应用及发展分析摘要：热工自动化控制是火电厂基本的发展趋势。
随着现代信息技术不断进步，热工自动化控制与我国电力发展之间的联系日益紧密，并已成为我国火电厂生产能力的主要推动力量。
并且火电厂热工仪表的自动化控制是火力发电厂系统中的重要组成部分，它在应用中极大的提高和促进了设备的利用性和可靠性。
本文概述了火电厂热工自动化，简述了火电厂热工自动化的应用现状，对DCS应用发展进行了探讨分析。
关键词：火电厂；热工自动化；DCS系统；应用发展引言随着我国电厂机组容量的提升以及发电技术的进步，火电厂发电逐渐在我国供电系统中占据重要位置。
目前，电厂热工自动化技术已经利用新型自动化技术取得了巨大发展。
主要表现在两个部分，一部分，在机组中占据主要地位的DCS 系统使得原有控制结构出现巨大改变，另一部分，随着火电厂运营系统及总线技术的发展，热工自动化控制系统的完善也充满生命力。
1电厂热工自动化的概述电厂热工自动化指的是在不需要人工控制或者无人直接参与的情况下通过自动化仪表和自动化控制装置完成电厂热力参数的控制与测量，对各种信息的处理都能够实现自动化控制、自动化报警和自动保护要求。
热工自动化控制在电厂的应用使得热工设备安全得到了充分保障，大大降低了电厂工作人员的劳动强度，还提高了机组的工作效率和经济性，从而改善了工作条件和工作环境。
它的有效使用可以大大提高现代化企业发展水平。
2火电厂热工自动化的意义火电厂热工自动化技术顾名思义，它就是一种在火电厂热量发电过程中，人们采用相应的科学技术，使得发电设备的控制系统，在没有技术人员参与的情况下，可以自行控制的技术，从而对火电厂发电设备起到测量、控制、检测等作用。
目前在我国火电厂发展的国中，热工自动化技术应用得比较广泛，其意义主要体现在以下几个方面2.1保证设备和人身安全发电机组在运行的过程中，如果出现异常的情况，人们就可以通过自动化技术来对发电机组进行及时、全面的控制，这样就大幅度的降低了机组异常造成的损失，保障人们操作人民院的人数安全。
火电厂智能控制系统体系架构及关键技术
火电厂智能控制系统体系架构及关键技术摘要：随着我国社会经济和科学技术的不断提升，我国电力行业发展的脚步逐渐加快，智慧火力发电厂建设正逐步发展和成熟。
火力发电厂智能控制系统作为智慧火力发电厂建设不可或缺的一部分，相关人员能够借助该系统的多项功能，通过煤场智能生产线技术优化和数据挖掘技术等实现火力发电厂生产效益的优化提升。
关键词：火电厂；智能控制系统；关键技术引言从火电厂的实际应用需求出发，基于ICS应用功能对数据、算法、算力的要求，在分散控制系统的基础上，拓展了ICS的硬件及网络；基于应用功能的根本目标、连接关系以及信息流动过程，提出了ICS的功能架构；在该功能架构下，细化了火电厂智能控制系统的关键技术，为火电厂智能控制系统建设提供依据。
1智能控制系统的体系架构1.1硬件及网络架构智能传感器一般由传感器子系统、数据处理子系统、人机接口、通信接口、电输出子系统、电源单元等构成。
它除了具有普通传感器的测量功能外，还具有一些附加功能，如组态，调整和整定，自测试、诊断、环境监测，外部过程控制，趋势记录和数据存储等。
同时还具有高可靠性，能够适应电站煤厂、炉膛、烟道等复杂恶劣运行环境，为ICS提供准确、有效的数据来源。
智能控制器一般由微处理器、存储器、输入/输入接口、通信接口、控制功能模块和显示功能模块以及运行在这些硬件平台上的系统软件和应用软件组成。
与传统控制器相比，在硬件方面，应采用16位及以上处理器，宜配备四核高性能工业处理器，主频在1GHz以上，内存容量在1024MB以上，文件存储容量应在512MB以上；在软件方面，应开发并封装参数软测量、信号处理、智能控制等算法模块，以满足复杂热力过程控制要求。
服务器一般由处理器、存储设备、网络连接设备及运行在这些硬件平台上的系统软件、数据库、应用软件构成。
服务器的CPU、GPU、存储等应根据实际需求定制化设计。
高性能服务器的配置要求见表1。
智能计算服务器应注重对顺序算力的要求，数据库服务器应注重对存储容量、存取速率的要求，智能分析服务器除注重顺序算力要求外，还应注重并行算力要求，以满足人工智能算法训练、学习的基本需求。
火电厂计算机控制课件
热电联产机组控制系统的基本原理、技术优势及主要设备。
控制方案
详细描述了该系统的蒸汽压力控制、热负荷控制等方案。
经济与环境效益
热电联产机组控制系统投入运行后的经济与环境效益评估。
案例四：燃煤锅炉控制系统改造
原控制系统概述
01
原有燃煤锅炉控制系统的缺陷和不足之处。
改造方案
02
新控制系统的设计原则、改造方案及主要设备选型等。
火电厂计算机控制课件
目录
• 火电厂计算机控制概述 • 火电厂计算机控制系统组成 • 火电厂计算机控制功能 • 火电厂计算机控制系统设计 • 火电厂计算机控制应用案例 • 火电厂计算机控制发展趋势与挑战
01
火电厂计算机控制概述
火电厂计算机控制定义
定义
火电厂计算机控制指的是利用计算机技术对火电厂的各个设备和系统进行监测 、控制、优化和管理，以确保其安全、高效、经济地运行。
感谢观看
控制性能优化与节能减排需求
控制性能优化
通过计算机控制技术， 实现火电厂生产的精细 控制和优化，提高生产 效率。
节能减排
利用计算机控制技术， 实现能源的合理利用和 污染物的减排，降低生 产成本和环保压力。
排放监测与控制
通过计算机控制技术， 实现火电厂排放的实时 监测和控制，确保达标 排放。
THANKS
算法选择
根据控制策略选择相应的算法，如比例-积 分-微分(PID)算法、模糊逻辑算法等。
05
火电厂计算机控制应用案例
案例一：300MW火电机组控制系统
控制系统概述
300MW火电机组控制系统的设计原则、主要设备 及功能特点。
控制方案
详细描述了该系统的控制方案，包括燃烧控制、 给水控制、温度控制等。
浅析火力发电厂机组DCS计算机控制系统组成和设计要点
２ Ｖ网适配器 。作为一个 网络传送接 口． ． Ｃ 是连接Ｍ／ Ｆ 控制器和工程师台之间的装置 。该适配器合理处理了上 下层 网间速度难 以匹配 的难题 ，解决 了传统系统的工程
系统配置组态工具等各类组态工具 。组态工具 的都是 比 较通用 的软件 ，因此使用者管理起来非常方便 。应用系
关键词 ：分散控 制 系统 ；实时 ；可靠性 ；Ｍ／ Ｈ控制器 ；操作 员站 ；网络
伴 随控 制技术 及计 算机 网络技 术 的 １益发 展 ，分 ３ 散控制系统从建立不断走向发展 。分散控制系统简称为 ＤＣ 控制系统 ，具有 十分便利 的操作模式 、良好的人机 Ｓ 界 面 ，使工作人员 的劳动强度 大幅度 降低 ，同时也保障 了机组 的完全稳定运行 ，所有 如今在控制行业里得到广
统 的组态将 工程 作为基 础进行 组建 ，所 以可 以实 现多 人 、多任务进行组态 ，这样可 以大幅度提高工作效率。 ２Ｍ／ 控制器 的软件组成 ． Ｆ 在控制器的Ｃ Ｕ Ｐ 模板 中安装 着专用实 时控制软件 ， 可 以实现控 制系统 运行 时可靠 、安全 和及 时性要求 。 Ｍ／控制 器以工 程师站下装的数据及 操作 自动采集转换 Ｆ 信号。
泛 的应 用 。
平 均分配 系统负荷 、优化 配置 系统资源 、 自治功能 强 大 、有灵活的结构组成 以及在总系统 中，各个子系统 之 间的信急交换能够达到最小 。 根据系统划分的原理 ，下 图是该机 组Ｄｅ 控制系统 ｓ
示意图 ：
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控 制 系统 的 结构
顺序控制技术在火电厂的应用—兼论顺控技术与计算机控制系统的协调发展
顺序控制技术在火电厂的应用—兼论顺控技术与计算机控制系统的协调发展1 引言随着计算机技术的发展，分散控制系统（DCS）在火电厂热工自动化领域得到了广泛的应用，其功能的划分也逐渐合理。
通常将辅机顺序控制功能称为顺控（SCS）。
本文通过回顾我国火电厂顺控技术的发展历史和多年来火电厂顺序控制技术的实践,特别是在对引进型机组配置的各种顺控系统进行剖析和综合的基础上，按不同的发展层次，结合各个时期的历史背景，从应用软件的角度澄清一些事实，对于计算机顺序控制系统本身有待改进的一些问题进行深入探讨，籍以说明如何应用好计算机顺序控制技术，进而提高我国火电厂顺序控制系统的应用水平。
2 组件式顺序自动控制装置——TMTM是瑞士BBC公司于70年代制造的TUR－BOMAT的简称，是一套基于晶体管分立元件的组件式顺序自动控制装置，用于汽轮机组的自启停。
我国最早引进的300 MW再热式汽轮发电机组——元宝山发电厂1号机就应用TM实现汽轮机的自启停［1］。
TM是一台控制整套汽轮发电机组自动启、停机的程序控制装置，它按设计好的程序控制汽轮机功频电调和汽轮机辅机设备，从汽轮发电机组启动直到并网带负荷的全部操作完全自动进行，停机时的操作也是自动完成的。
用TM控制汽轮发电机组的启停，若从控制过程来看，它严格遵守运行规程，与手动操作无差异，TM在手动方式下运行时，它的启停程序就是作为手动操作规程使用的。
但是TM的自启停程序，并不是手动操作规程的简单排列，而是综合考虑机组的启停特性、信息的变化规律和故障的处理方法等因素后，进行分析排列，从而整理出自动操作的逻辑关系。
法国CEM公司的300 MW再热式汽轮发电机组，其启动过程从静止状态到带负荷运行分为5个阶段，每个阶段中又分为若干程序步骤。
程序阶段的划分考虑到启动时可以停留在各个阶段进行设备检查，发生故障时也可以根据故障情况退回到适当的程序阶段。
TM中每个程序步骤发操作指令所应具备的条件称作一次判据，一次判据满足之后，步骤单元就发出操作指令，指令时间是2 s。
火力发电厂、变电所中电子计算机和微处理机的应用.doc
火力发电厂、变电所中电子计算机和微处理机的应用
一、发电厂主厂房内机、炉、电共用计算机或微处理机，由热工自动化专业负责总体规划与设计，电气专业配合，其内容为：（1）电气设备保护、信号和测量的模拟量与开关量。
（2）电气运行系统屏幕显示（CRT）画面有：
1）单元控制室的电气主接线画面。
2）高压厂用电系统画面。
3）低压厂用电系统画面。
4）当网络控制部分在单元控制室时，需提供全厂电气主接线画面。
5）当计算机或微处理机的容量允许时，可增加直流系统画面和保安电源系统画面。
（3）电厂电气性能计算项目如下：
1）发电量（有功电能和无功电能）。
2）厂用电量（小时、值和日厂用电量）。
3）厂用电率（小时、值和日厂用电率）。
4）发电机功率因数。
5）主要设备运行小时数。
二、对具有500kV、电压级发电厂的网络控制室和500kV、电压级的变电所宜设微机监测装置，该装置采用单机方式。
微机监控装置的功能宜包括：事故顺序记录、事故追记、数据采集和制表打印等。
若微处理机的容量允许时，也可增加主要运行系统画面显示和部分管理功能。
其它电压等级的控制室可装设事件顺序记录装置、信号可适当简化。
三、计算机与微处理机及变送器应由不停电电源供电。
火电厂热控系统的构成
火电厂热控系统的构成火电厂的热控系统主要是指DCS系统控制下的各类自动化仪表、以及调节控制的阀门装置。
其中DCS系统可以看作是由多个微处理机以控制功能分散、管理集中统一的控制逻辑，对整个火电厂设备系统进行自动化参数控制的微机保护系统。
在火电厂的实际应用中，这种DCS系统往往采用分级子系统的形式对下级锅炉装置、泵组、调压阀门的断通、开合动作与运行参数进行灵活调控，整个系统中子系统以“金字塔”的形式进行排列分布，每一个分支子系统都被分配固定的管理目标任务，而这些大大小小的子系统，主要构成了热控系统的两个主体部分：一是现场控制单元，也就是指设备实际生产工作的现场，DCS热控系统采用的微机化集成芯片先要与配套的电子元件结合成插板形式，然后按照设备线路的性质特点，以一定接线顺序逻辑安置在设备的插板箱内。
通过插板箱，各个控制支路就可以与总线完成物理对接，这就实现了各个子系统与控制枢纽之间的信息互通功能了。
那么在这样的组线方案下，现场控制单元显然还需要下列硬件设备与电子元件来完成对热工动力设备的自动监测控制功能。
首先是现场控制单元的微机保护系统构成，应当根据火电厂设备运行情况，分析系统的控制需求与配置标准，在设备集成化控制单元中配置可供微机运行的CPU插件、二次回路电源、I/O输入输出接口插件以及用于生成信息传递的通信插件等。
因此在DCS系统在火电厂热控系统中的应用，就是指按照设备运行的现场控制单元结构模式，采用微机化的集成插件来实现控制单元与主机之间的信息与指令的生成、传递和运算的，这种过程控制级逻辑的热控系统，它与工业中使用的模块化PLC硬件配置情况具有许多共通之处。
二是操作站单元，也就是电厂的主控制室中设置的热控单元分区信息系统，在整个热控系统中，它主要有两方面的作用：提供人机信息交互的操作接口，例如控制台的异常工况预警、设备运行功率参数的调节以及设备工况报表打印等，均需要在操作站完成；二是显示处理各个子级控制系统单元设备的运行记录，形成可视化的运行过程数据。
计算机控制系统在电力行业的应用分析
计算机控制系统在电力行业的应用分析作者：李恒来源：《计算机光盘软件与应用》2013年第08期摘要：基于计算机控制系统在电力系统建设中所起的重要作用，分析了计算机控制系统应用于电力行业的必要性和优越性；在此基础上，着重对计算机控制系统在我国电力行业中的具体应用进行了较为深入的探讨，这可为相关部门进行决策提供一些参考作用。
关键词：计算机控制系统；电力行业；应用中图分类号：TP391计算机控制系统是基于现代快速发展的计算机及网络技术、其他自动化设备等所构成的一种自动化控制系统；有关计算机控制系统，已在当前电力行业的各种具有自动检测、控制功能和决策的装置系统中得到极为广泛的推广和应用。
因此，当前电网系统的一个极为重要的构成部分就是计算机控制系统，从信息论这个层次来看，计算机控制系统实质上就是检测信息、处理信息以及传递信息的动态过程；实践表明，把计算机控制系统广泛应用于电力行业，基于信号和数据传输系统不仅可自动监视电力系统中的各个子系统、全系统以及各个元件的运行工况，而且还可调节和控制电力系统中的各个子系统、全系统以及各个元件的运行工况，这不仅可有效确保电力系统运行的安全稳定，而且还可把合格的电能源源不断地提供给电力系统，故把计算机控制系统广泛应用于电力行业具有极其重要的意义；正是基于此，以下结合我国电力系统的发展状况，就计算机控制系统在电力行业的应用进行一些探讨。
1关于计算机控制系统在电力行业中应用的必要性和优越性分析1.1计算机控制系统应用于电力行业的必要性分析电力系统是一个持续运转的系统，即同时同步完成有关电能的生产、传输、分配以及消耗；此外，变电站在运行上也是一个持续运转的过程。
为把变电站运行状态进行更好的掌握，有关电气量就很有必要进行连续测量，以便于监视和记录其运行状态；为确保输电线路及变压器的安全稳定运行，就一定要把过压和过流等故障的安全保护实现起来；为把电力系统运行状态及时向电网调度进行提供，就一定要把电网运行的相关信息及时传送到上级调度；为使向用户所提供电脑达到合格要求，就一定要进行必要的控制调节；要达到以上这些要求，仅靠人工，根本就无法实现；因此，要在电力系统中实现这些要求，就一定要把计算机控制系统应用到电力行业中；随着电子技术、计算机技术水平的快速提高，使得计算机控制系统在电力系统自动化中的普遍应用成为可能性，诸如微机监控、微机自动装置、微机故障录波装置、微机型继电保护装置及微机运行装置等在电力系统中的先后出现和应用，就是计算机控制系统在电力行业中得到普遍应用的具体表现；把计算机控制系统应用于电力行业，基于其微机装置，不仅可完成电力系统相关信号的输入、判断、输出、显示及通信等作用，提高电力系统工作效率和运行稳定性，此外，把计算机控制系统应用于电力行业，其微型计算机控制技术还可在电力系统自动化的很多方面进行应用，诸如变电站综合自动化系统、电网调度自动化系统以及配电网综合自动化系统等，这对于提高和完善当前电力系统的综合自动化运行具有极大的促进作用；因此，把计算机控制系统应用于当前的电力行业发展中，是非常有必要的。
计算机自动控制系统在火电厂的应用
在控制水 平上得到了很 大提 高。但如 果还是通过原来 对单元 机组进行控制的方式来 进行 的话 ， 在控制 的盘 台上安装 很多 模拟的仪表光字牌 以及一 些开关按 钮 ， 这就导 致在 Ｄ Ｃ Ｓ控制 中， 在控制室之 内的锅炉 以及汽轮机在控制 上非常不协 调 ， 使
纪的 ９ ０ 年代 ， 是在经典 以及现代 的控 制理论之上 逐渐发展起 来的。这种智能型 的控制 理论 ， 不仅 可 以控制 大规模 的复 杂 系统 ， 还可 以逐渐发 展成为一种 运用 当下发展 比较迅 速的计 算机技 术来进行控制 。运用计算机技术就是控制 技术工具发 生 了变革 ， 保证 了智能控制系统 的正常运行 ， 智能 控制可 以顺
技 术 研 发
Ｖ ｏ １ ． ２ ０， Ｎｏ ． ８ 。 ２ ０１ ３
计 算 机 自动 控 制 系统在 火 电厂 的应 用
曹唬凤， 刘志锋
（ 河 南天壕 电力建设有 限公 司 ， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 对 于火电厂的发 电机 组来说 ， 自动化控 制系统 的重要作用就是保证 自动化设备安全运行， 在 自动化控制 系统运 作的时候 可以适 当减少劳动 强度 ， 是 劳动条件得到根本改善 的重要途径和措施。文章对 火电厂的计算机 自动控制 系统 发展 、 应 用现状及未来前景进 行 了分析 。 关键词 ： 计算机 ； 自动控 制系统 ； 火电厂 ； 发展 应用
方法以及频率 的特性 ， 对于单方 面的输入 和输 出的系统 是非 常有利 的， 现在 还有很 多 电厂在 使用 这种模 式。但 是在 对它 进 行描述 的时候不 能够在 系统 内部 变量传 递的 函数方式 下 ， 在这个基础上也 忽略 了初 始条件 的影 响。所 以说 ， 在 函数进
火力发电厂的设备作用和各系统流程
火力发电厂的设备作用和各系统流程一、燃烧系统生产流程来自煤场的原煤经皮带机输送到位置较高的原煤仓中，原煤从原煤仓底部流出经给煤机均匀地送入磨煤机研磨成煤粉。
自然界的大气经吸风口由送风机送到布置于锅炉垂直烟道中的空气预热器内，接受烟气的加热，回收烟气余热。
从空气预热器出来约250左右的热风分成两路：一路直接引入锅炉的燃烧器，作为二次风进入炉膛助燃；另一路则引入磨煤机入口，用来干燥、输送煤粉，这部分热风称一次风。
流动性极好的干燥煤粉与一次风组成的气粉混合物，经管路输送到粗粉分离器进行粗粉分离，分离出的粗粉再送回到磨煤机入口重新研磨，而合格的细粉和一次风混合物送入细粉分离器进行粉、气分离，分离出来的细粉送入煤粉仓储存起来，由给粉机根据锅炉热负荷的大小，控制煤粉仓底部放出的煤粉流量，同时从细粉分离器分离出来的一次风作为输送煤粉的动力，经过排粉机加压后与给粉机送出的细粉再次混合成气粉混合物，由燃烧器喷入炉膛燃烧。
二、汽水系统生产流程储存在给水箱中的锅炉给水由给水泵强行打入锅炉的高压管路，并导入省煤器。
锅炉给水在省煤器管内吸收管外烟气和飞灰的热量，水温上升到300左右，但从省煤器出来的水温仍低于该压力下的饱和温度（约330），属高压未饱和水。
水从省煤器出来后沿管路进入布置在锅炉外面顶部的汽泡。
汽包下半部是水，上半部是蒸汽，下半部是水。
高压未饱和水沿汽泡底部的下降管到达锅炉外面底部的下联箱，锅炉底部四周的下联箱上并联安装上了许多水管，这些水管内由下向上流动吸收炉膛中心火焰的辐射传热和高温烟气的对流传热，由于蒸汽的吸热能力远远小于水，所以规定水冷壁内的气化率不得大于40％，否则很容易因为工质来不及吸热发生水冷壁水管熔化爆管事故。
锅炉设备的流程一、锅炉燃烧系统1、作用：使燃料在炉内充分燃烧放热，并将热量尽可能多的传递给工质，并完成对省煤器和水冷壁水管内的水加热，对过热器和再热器管内的干蒸汽加热，对空气预热器管内的空气加热。
DCS 控制系统在火电厂中的应用
DCS 控制系统在火电厂中的应用摘要：电能是迄今为止唯一可以和水资源相媲美的基础能源，在我国整体经济建设中发挥了非常大的作用。
随着电子信息技术和网络技术的发展，DCS控制系统的性能不断提高，价格逐年下降，应用范围越来越广，并逐步开始在小型电厂广泛应用。
关键词：DCS控制系统；火电厂；应用引言电力行业的发展推动我国整体经济建设发展迅速，使我国快速进入现代化发展阶段，DCS系统也叫分布式控制系统，是高科技的综合，集合控制技术、信息技术、网络技术、CRT技术等，十分安全可靠。
现阶段，火电厂行业已经广泛应用了DCS控制系统，取得非常不错的发展。
1DCS控制系统概论在这里，我们常提到的DCS其实就是分散控制系统的英文简写，DCS控制系统的应用可以覆盖到全国乃至世界的各个领域和行业（例如电力、冶金、石油等行业），特别是在火电厂大型机组中，DCS控制系统可谓是真正发挥了其具备的威力。
另一方面，现阶段，科技的发展推动生产力水平的提高，二者共同促进了国民经济水平的提高，人们生活质量的提高，使之对于电力的需求度也呈日渐上升的趋势。
因此，为了满足大众对于电力的需求，火电厂应该不断优化和升级自己拥有的各种设备性能，提高机组容量和运行参数，从而提高自己的发电能力，另外，还需要非常重视的一点是一定要保证机组的运行的安全性和可靠性。
2DCS控制系统故障情况分析1.DCS系统自身问题在DCS控制系统使用过程中，系统故障主要包括设计安全、控制器、拖网等问题，亦或者是软件和硬件存在故障，配置不足，接口故障等。
例如，某电厂使用三型的DCS电源，但是设计时，是按照二型电源进行设计的，导致使用过程中，经常出现故障，有着较大的信号浮动，出现硬件损坏、模件故障等问题。
案例中，可以看到DCS控制系统需要选用优质的接地系统，设置相应的电缆屏蔽系统，才能降低DCS系统干扰，避免出现故障问题。
系统配置问题也是比较常见的故障原因，某电厂在进行机组改造时，计算配置负荷率时，没有按照相应的计算流程进行，计算出来的结果准确性较差。
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信号传输成本低、互连性好
《计算机控制系统》 第一章
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
4、FCS的现状
应用模式
与现有的DCS兼容；
利用现场总线系列模块形成现场总线控制系统；
发展趋势
在石化行业FCS已经获得成功应用；
在火电厂自动化方面，目前仍然以DCS为主；
国内外科研机构大力攻关
，在局部系统中已有现场
国外公司垄断电厂DCS
过去，国内大型发电机组分散控制系统一直是从国外 进口，被原能源部、电力部热工自动化领导小组指定 的八种国外产品所垄断。
日立 西门子
ABB
INFI 90
Contronic Procontrol
HIACS Teleperm
Foxboro
西屋
I/A
Ovation
MCS
MAX
《计算机控制系统》 第一章
控制计 算机
操作员站
高速现场总线 现场总线桥路 低速现场总线 现场传感器和执 行器
现场总 线信关
小型PLC
设备级网络
《计算机控制系统》 第一章
3、FCS与DCS比较概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
三层结构 “操作站—控制站—现场仪表
两层结构 “工作站—现场总线智能仪
信号传输成本较高、互连性差ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ表”
成熟阶段
现场总线控制系统
总线智能仪表的应用；
《计算机控制系统》 第一章
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
本节重点及难点
1、数据采集与处理系统DAS的特点； 2、直接数字控制系统DDC的特点； 3、监督控制系统SCC的特点； 4、分散控制系统DCS的特点； 5、现场总线控制系统FCS的特点，与DCS的异同？
《计算机控制系统》 第一章
《计算机控制系统》 第一章
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
北京和利时系统工程股份有限公司HOLLiAS第四代分布式控制系统
《计算机控制系统》 第一章
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
DAS、DDC、SCC、DCS系统之间的关系
以上分类方法带有主观性，事实上，每个处于后面的系 统都包含了前一类系统的一部分或全部。 DAS：数据采集与处理 DDC：直接控制生产过程 SCC：实现生产过程的优化 DCS：对系统进行分级管理
报告
SCC＋模拟调节器 SCC＋DDC
SCC 管理命令
人工监管 给定值
报告 人工监管 给定值 测量值 测量值
.
.
DDC A/D D/A 多路开关
A/D
多路开关
..
检测元件 生产过程
反多路开关 检测元件
..
生产过程
..
SCC＋模拟调节器
SCC＋DDC
《计算机控制系统》 第一章
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
《计算机控制系统》 第一章
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
3、4C技术
分散控制系统是在现代大型工业生产复杂的过程控制需 求推动下，在总结和吸取常规模拟仪表控制和早期计算机控
制的优点的基础上，综合现代科技成果而发展形成的。是
“4C”技术的结晶。 计算机技术—Computer 控制技术—Control
通信技术—Communication
及与国内制造厂家合作等情况，曾先后提出了推荐的DCS产品供工程招标选用。
该指导性意见在DCS技术引进初期，对促进其推广应用，规范市场竞争，降低
造价，促进技术进步，支持国产化等方面发挥了重要的作用。 为适应我国加入WTO后的要求，经公司研究决定撤销原部热工自动化领导
小组，原领导小组关于DCS选型的推荐意见也同时废止，各发电企业在今后的
很多很长的监控仪表盘、台和多人 监控，难实现复杂的控制任务。 只能进行数据处理、安全监视， 不能实现控制功能。 由一台计算机负担多项任务，处理 信息多，负荷重，危险集中，实时 性差,需要冗余设备，投资大。 使用多台计算机，危险分散、 功能齐全；使用灵活。
《计算机控制系统》 第一章
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
制的新型控制系统。
《计算机控制系统》 第一章
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
1、名称
分散控制系统:
(Distributed Control System),简称DCS
集散控制系统:
(Total Distributed System),简称TDCS或TDC 分布式计算机控制系统: (Distributed Computer Control System),简称DCCS
《计算机控制系统》 第一章
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
二、直接数字控制系统DDC
3、采用双机冗余（热备用）或
管理命令 报告
常规仪表+DDC并行运行；
4、必须采用抗干扰措施； 5、由多回路控制向单回路 控制发展； 6、一般选用单片机或微型机；
反多路开关 D/A
人工监管 给定值 测量值
DDC微型机 A/D
计算机控制系统的结构形式 计算机控制系统在火电厂中的应用和发展
《计算机控制系统》 第一章
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
第二节 计算机控制系统的结构形式
一、数据采集与处理系统DAS 二、直接数字控制系统DDC 三、监督控制系统SCC 四、分散控制系统DCS 五、现场总线控制系统FCS
《计算机控制系统》 第一章
《计算机控制系统》 第一章
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
2、 “分散”的含义
地理位置分散：各生产设备的地理位置是分散的，系统
的相应的控制设备在地理位置上也是分散的；
控制系统功能分散：计算机控制系统的数据采集、过程
控制、运行显示、监控操作等按功能分散； 危险分散：功能上的分散意味着危险性的分散，这是分 散控制的主要内涵。 在分散的基础上，操作管理集中。
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
第三节 计算机控制系统在火电厂中的 应用和发展
一、计算机控制系统在火电厂中的应用历史
二、大型火电机组应用过程计算机控制的主要功能系统
三、火电厂计算机控制的发展趋势
沈阳工程学院动力系 崔长春 《计算机控制系统》 第一章 概述 一、计算机控制系统在火电厂中的应用
模拟控制系统 1958-1962 开环计算机系统 1962-1975 集中型计算机控制系统 1975分散型计算机控制系统
DAS DDC SCS DCS
《计算机控制系统》 第一章 概述 五、现场总线控制系统FCS
沈阳工程学院动力系 崔长春
检测控制仪表的发展历史
年代 20世纪50年代 20世纪60-70年代 20世纪80年代现场仪表类型 基地式气动仪表 电动单元组合仪表 以微处理器为核心的智能 化现场仪表 信号类型 20.68-103.41kPa气动标准信号 4-20mA(DC)信号 数字信号
监
显示终端
DDC计算机 或模拟/数 字调节器
输入通道 （AI、DI） 工
督
计
打印机 报警
算 机
输出通道 （AO、DO）
业 对 象
输入通道（AI、DI） 操作台 图1-7 监督控制系统原理框图
《计算机控制系统》 第一章
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
三、监督控制系统SCC
4、两种结构：
SCC 管理命令
《计算机控制系统》 第一章
概述
过程输入/ 输出设备 沈阳工程学院动力系 崔长春 用于工业生产过程控制的计算机，它除
主
机
上节重点及难点 通用外部设备 产过程，与被控制的对象直接交流信息。
通信设备
了同人交流信息外，还要自动地控制生
1、计算机控制系统的原理方框图； 人机联系设备
2、过程控制计算机的特点，与普通计算机有何异同； •实时：是指信号的输入、计算和输
备用DDC 或常规控 制仪表
多路开关
检测元件
生产过程
《计算机控制系统》 第一章
概述 三、监督控制系统SCC
沈阳工程学院动力系 崔长春
1、两级控制
DDC或调节器——直接控制生产过程； SCC监督计算机——实现生产过程优化，开环控制；
2、DDC或SCC故障时
不影响执行控制
任务； 3、一般选用高档微 型机或小型机
DCS招标工作中可根据工程的需要通过公平竞争自行选择适用的产品。
国家电力公司办公室 2000年6月11日
《计算机控制系统》 第一章
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
国产DCS技术的应用
浙大中控：在化工控制等方面业绩突出。
北京和利时：在核电、热电、化工、水泥、 制药以及造纸等方面取得了 优异的业绩。
上海新华：在火力发电方面取得显著成绩。
应用 推广 阶段
80年代 中后期
新建的300MW以上机组均采用 DCS ，老的中小电厂也在进行 DCS改造
由国外8家 垄断到国内 技术逐渐成 熟
由仅限于机、 几乎全部 炉到能覆盖 取消了硬 机、炉、电、 手操与模 辅 拟仪表
取得 理想 的效 果
《计算机控制系统》 第一章
概述
沈阳工程学院动力系 崔长春
3、实时与在线； 出都要在一定的时间范围内完成。
•在线：是指计算机控制系统与生产
4、过程控制计算机的硬件及软件。 设备直接相连。
•一个在线系统不一定是实时系统； 一个实时系统必定是在线系统。
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概述
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第一章 概述
第一节
第二节 第三节
计算机控制系统的组成
沈阳工程学院动力系 崔长春 概述 DCS在600MW及以上容量机组上的部分应用情况