DCS控制系统的实现SAMA图详解

1、对右图中有关符号的具体功能 解释
(1)数1。此处是凝汽器水位变 送器，输出是模拟量信号，通 过功能软件进行定义。 (2)数2。此处是凝汽器水位手 动 自动控制站：<T>是手动 ／自动的方式切换；左侧的A 表示自动／手动转换条件的设 定；右侧的A表示运行人员手 动设定的凝汽器水位给定值。 同样是通过功能软件定义。
例题2：单回路控制系统分析
右图是某分散控制系统中使用 的锅炉给水泵最小流量再循环控 制系统原理图。由于泵在低流量 下运行不但效率很低，而且还会 产生汽蚀现象，所以每台泵都有 一条最小允许流量曲线。为了使 给水系统在机组处于低负荷时能 正常工作，又能使泵的流量不低 于该泵的最小流量限制值，通常 在给水泵的出口装有再循环管。 当机组在低负荷状态下运行时， 测量各给水泵的出口流量，当其 小于给定值时，自动开启并调节 安装在给水泵出口的再循环阀， 使部分给水经此阀流回除氧器， 再循环阀根据泵的流量与最小流 量限制之差来进行调节。
热工自动控制系统的实现 SAMA图学习
热工自动控制系统的实现
1 SAMA图图例 2 SAMA图的简单应用 3Biblioteka BaiduSAMA的应用举例
§1：SAMA图图例
“Scientific Apparatus Makers Association ” 翻译为中文是美国科学仪器制造协会，英文缩写为SAMA, 包括所有控制设备的控制系统结构图，SAMA图例易于理解， 能清楚地表示系统功能，反映控制系统的全部控制功能和 信号处理功能，反应设计者的设计思想。
5、连锁保护 连锁保护系统是指当生产出现严重故障时，
为保证设备、人身的安全，使各个设备按一定 的顺序紧急停止运转或运转在某个特定的状态。
三、SAMA图的图例
§2 ： SAMA图的简单应用
例题1：我们以凝汽器的水位调节为例，作为对SAMA图应 用的具体说明。 通过控制进入凝汽器的补充水量对凝汽器水位凝结水 补充水箱进行调节的简化系统图如下图所示。凝汽器水位 由补水泵和补水调节阀共同完成，补水泵提供补水压头， 补水调节阀负责控制进入凝汽器的补水流量。与下图对应 的凝汽器水位调节的SAMA图如下页图所示，这是一个 单回路调节系统
②控制系统手/自动切换的基本原则：
系统正常时，由操作员在操作器上通过按自动按键使系 统投入自动状态；而在系统有故障或控制系统控制品质 差时，控制系统应由自动状态自动地切换到手动状态。
在系统手动时，控制系统的输出由操作员在操作器上 通过↑、↓按键操作输出。 一般操作器在下列情况应切至手动：
操作器的输入和输出方向有信号异常，则操作器应切 换到手动；
(3)数3。此处表示对运行人员 手动设定的凝汽器水位给定值 进行速率限制，防止当水位给 定值变化大时，引起凝汽器水 位大幅波动，还是通过功能软 件定义。
(4)数4。此处的△表示使 凝汽器水位信号和凝汽器水 位给定值进行比较，差值送 比例积分环节，也是通过功 能软件完成。
(5)数5。此处是比例积分 调节器，即Pl调节器，它接 受△输出的差值信号，并进 行Pl运算，仍是通过功能软 件完成。
(6)数6。此处是执行机构， 在自动状态时，执行机构接 受PI的调节指令控制补水调 节阀的开度；当手动状态时， 执行机构接受运行人员的手 动操作指令以改变补水调节 阀的开度。
凝汽器水位调节的工作原理可简述为：在投入自动时，
水位信号与经过速率限制器限制的水位给定值信号相比较， 差值送人Pl调节器：当水位低于给定值时，Pl调节器的 调节指令指挥执行机构开大补水调节阀；反之，使执行机 构关小补水调节阀。当出现凝汽器水位测量信号故障等情 况时，通过手动／自动控制站的判断，将自动方式切换为 手动方式，由运行人员通过手动操作对凝汽器水位进行控 制。
SAMA图例的特点是流程比较清楚，特别是对复杂回路 画起来和读起来都较容易。SAMA图的输入输出关系及 流程方向与DCS控制组态图比较接近，各控制算法都有 比较明确的标志，国际上各大的仪表公司多采用SAMA 图（即使用SAMA图例的组态图取代即使用功能模块图 例的组态图，如ABB的symphony、艾默生的Ovation和 智深 的EDPF）设计控制工程。 虽然各公司的SAMA图例有些区别，但SAMA图的许多符 号是通用的。常用的SAMA图例有四种
2、自动控制
①反映控制原理图的控制结构；
②反映控制器的动态规律；
③反映控制器作用方向；
④在系统手动时，调节器应具备跟踪功能，以使系统实 现无扰切换。
3、控制系统手/自动切换和手动操作
①在控制系统中一般每一个执行器应配一个操作器；操 作器可根据系统需要手/自动切换、手动操作及阀位显 示、定值和测量值显示；
操作员在操作器面板上按手动按键；
调节器的入口偏差过大或测量值越限；
阀位和控制输出偏差大或阀位达限值；
③ 调节器输出对应的操作器切至手动时，对应调节器的输 出应切至跟踪状态，以使系统实现无扰切换。
4、信号报警 对于关键参数，应根据工艺要求规定其高低报警 值：通常设计的信号报警信号有：
测量值越限； 调节器的入口偏差过大； 阀位和控制输出偏差； 测量质量差； 阀位达限值。
一、SAMA功能图例外形分四类 ① ○ 测量或信号读出功能。 ② 自动信号处理，一般表示控制柜中仪表的功能。 ③ ◇ 手动信号处理，一般表示在操作器的功能。 ④ 执行机构。
二、SAMA图基本功能 1、信号处理
① 现场信号和控制室信号进行转换； ② 对信号的质量进行检验，检验其是否在有效的范围之
内； ③ 重要参数应采用多点测量，综合处理； ④ 对测量信号补偿处理。
用SAMA图例表达控制系统方框图时，常将一些符 号画在一起，表示一个具体的模块（仪表）具有哪些功能， 这样在控制系统方框图主框图中又清楚地表达了使用多少 具体模块（仪表）。
SAMA图是美国科学仪器制造协会颁布的图例，是目前 世界上广泛使用的控制工程图例之一。 在设计火电厂的热工控制系统时，首先要根据控制过 程的要求，按照SAMA图例绘制过程控制系统的SAMA图， 然后根据该SAMA图，再进行DCS组态图的设计。 SAMA图是特别重要的一类工程图。目前虽然有一定的 标准图例，但各仪表公司在工程设计中还是有自己的 一些特殊图形符号。今天我们将讨论我国常用的控制 系统SAMA图。