【精品】火电机组送风控制系统课程设计
专题2大型火电机组热控系统优化设计
课程实验总结报告课程名称专题：大型火电机组热控系统优化设计1 概述 (2)2 热工系统组成 (2)2.1自动检测 (2)2.2 远方控制与程序控制 (3)2.3 自动保护 (3)2.4 自动调节 (3)2.5 自动控制 (3)3 热工自动化 (4)3.1 热工控制 (4)3.2 自动控制 (4)3.3 顺序控制 (4)3.4 自动保护 (5)4 热控DCS (5)4.1 数据采集系统（DAS） (6)4.2 模拟量控制系统 (MCS) (6)4.2.1 MCS简介 (6)4.2.2 送风系统MCS实例 (7)4.3 顺序控制系统 (SCS)及联锁保护 (10)4.3.1 SCS简介 (10)4.3.2 SCS实例 (11)4.4 炉膛安全监控系统(FSSS) (14)4.4 汽机安全监视仪表(TSI)及其紧急跳闸系统(ETS) (15)1 概述火力发电是一个经化学能热能一势能一动能机械能电能的多层次能量转换的过程。
其中涉及的热力设备众多，热力系统庞大，生产过程复杂，并且多数生产设备长期处于高温、高压、高速、易燃、易爆等恶劣条件或某种极限状态下运行，所以对其生产过程进行有效的控制是电力安全经济生产的一项基本任务。
火电厂自动化或自动控制系统的重要组成部分。
用以实现热工过程的自动控制。
自动控制包括对主机、辅助设备和公用系统的控制。
热工控制系统的功能是控制各种热工过程的参数,包括温度、压力、流量、液位(或料位)等，使其处于最佳状态,以达到火电厂的安全、经济运行。
2 热工系统组成热工控制系统一般由感受件或变送单元、连接单元（或中间单元）、调节单元、执行单元组成，包括自动检测（遥测）、自动报警、远方操作（遥控）、自动操作(程控)、自动调节、自动保护和连锁等环节。
图2-1 热工控制系统在火电厂自动化系统中的地位及与其他控制系统的关系2.1自动检测自动地检查和测量反映生产过程进行情况的各种物理量、化学量以及生产设备的工作状态参数，以监视生产过程的进行情况和趋势。
燃烧控制系统课程设计SAMA
燃烧控制系统课程设计SAMA一、教学目标本课程的目标是让学生掌握燃烧控制系统的基本原理、组成和调控方法。
通过本课程的学习，学生将能够：1.描述燃烧的基本过程和燃烧控制系统的功能。
2.识别和分析燃烧控制系统中的关键参数和调控手段。
3.设计和优化简单的燃烧控制系统。
4.评估燃烧控制系统的性能和安全。
二、教学内容教学内容将按照以下大纲进行和安排：1.燃烧基础：介绍燃烧的基本过程、燃烧类型和燃烧特性。
2.燃烧控制系统概述：讲解燃烧控制系统的基本组成、工作原理和分类。
3.燃烧调控技术：探讨燃烧调控的基本方法、技术和应用。
4.燃烧控制系统设计和优化：学习燃烧控制系统的设计原则、方法和步骤。
5.燃烧控制系统性能评估和安全：分析燃烧控制系统的性能指标、评估方法和安全隐患及处理。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，将采用多种教学方法进行教学：1.讲授法：讲解燃烧控制系统的理论知识，引导学生掌握基本概念。
2.讨论法：学生针对燃烧控制系统的实际案例进行讨论，提高学生的分析能力。
3.案例分析法：分析燃烧控制系统的典型应用案例，让学生了解燃烧控制系统的实际应用。
4.实验法：安排学生进行燃烧控制系统的实验操作，培养学生的动手能力和实际操作技能。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将选择和准备以下教学资源：1.教材：《燃烧控制系统》及相关参考书籍，提供理论知识的学习和巩固。
2.多媒体资料：制作课件、教学视频等，以图文并茂的形式展示燃烧控制系统的原理和应用。
3.实验设备：准备燃烧控制系统的实验装置，让学生进行实际操作和验证。
4.在线资源：提供相关学术文献、技术资料等，便于学生自主学习和拓展知识。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的学习态度和课堂表现。
2.作业：布置燃烧控制系统的相关作业，评估学生的理解和应用能力。
3.考试：定期进行燃烧控制系统知识的考试，检验学生的掌握程度。
火电燃烧控制系统设计PPT学习教案
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
主蒸汽压力的动态特性 主蒸汽压力pT受到的主要扰动有二个，其
一是燃烧率μB扰动称为基本扰动或内部扰动；
其二是汽轮机耗汽量D的扰动，称为外部扰动。
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
(1)内扰（燃烧率）下主蒸汽压力的动态特性
主蒸汽压
正常运行时，可靠地完全关闭，截断流量特性； 汽轮机甩负荷时，旁路系统迅速打开，泄压、
保护再热器、维持锅炉正常运行。
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单元机组过程控制系统简介
辅机控制
磨煤机控制：
给煤机转速→给煤率→磨煤机负荷 一次风压、一次风流量调整 热风门、冷风门挡板开度→出口温度
除氧器控制：
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
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2 燃烧过程控制对象的动态特性
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燃烧所释放的热量与蒸汽所携带热量间的平 衡关系，汽压的变化表示两者间失衡，此时 必须相应地调整燃料供应量，以适应变化了 的蒸汽负荷的需要。
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燃烧控制系统的任务
过量空气系数
（2）保证燃烧过程的经济性 （氧量） 保证燃烧过程的经济性是提高锅炉效率
的重要方面，它是通过维持进入炉膛的燃料 量与送风量之间的最佳比值来实现，即在有 足够的风量使燃料得以充分燃烧的同时，尽 可能减少排烟造成的热损失。（如何获得最 大燃烧效率？无法直接测量）
华北电力大学分散控制系统课程设计报告
当今国内火电厂对单元机组的控制多采用分散控制系统（Distribute Control System，以下简称DCS），常见的DCS系统均含有事件顺序记录（Sequence of Event，以下简称SOE）系统。
SOE系统是DCS中用于异常记录的子系统。
随着火电机组日趋规模化和复杂化．生产过程信息瞬间千变万化。
当机组发生故障时，需要查找出真实原因，并采取相应措施．这时就需要对事件进行追忆打印。
而一般的历史数据记录只能做到秒级的分辨率，当事件发生后．往往同一秒内出现的信息很多，且不能分出先后顺序．这就给事故分析造成了很大的困扰。
而事件顺序记录系统(SOE)以毫秒级的分辨率获取事件信息．为热工和电气设备事故分析提供有力的证据。
可以说SOE是电厂重要的运行状态监测、记录、事故分析用设备。
1 SOE 量的采集原理和作用1.1 采集原理SOE 模块产生的信号叫SOE 量，即事件顺序记录（Sequence of event），目前主要应用于要求准确记录开关量输入时间的监控对象，以便区分多个受控对象动作的先后顺序。
SOE 采集模块通常要求能够以毫秒级的时间间隔评估输入信号状态，能对模块的输入进行预处理并以二进制值、计数器值或事件的形式将这些输入传输给PLC。
由于时标的存在，使得SOE 模块与常规的输入模块很不一样。
该类模块通常使用软件时钟创建毫秒级间隔时间。
该软件时钟通常借助外部时间信号（标准时间接受器）以1 min 的时间间隔进行同步。
外部时间信号可采用DCF77 信号或者GPS 时钟对时。
因此，从某种意义上说，SOE 信号相当于一个带时标的开入量，但它的分辨率更高。
1.2 SOE 量的主要作用在电厂监控系统中，国家设计规范要求对机组的运行工况（停机、发电、调相、抽水等）、6 kV 及以上电压断路器、反映厂用电源情况的断路器和自动开关、反映系统运行状况的隔离开关的位置信号、主要设备的事故及故障信号、以及主要设备的总事故及总故障信号进行采集。
风机电气控制课程设计
风机电气控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解风机的电气控制原理，掌握相关电路图识图能力；2. 掌握风机电气控制系统中主要元件的功能、工作原理及选用方法；3. 了解风机电气控制系统的设计步骤和注意事项。
技能目标：1. 能够正确绘制风机电气控制系统的原理图和接线图；2. 能够根据实际需求，选用合适的电气元件，设计简单的风机电气控制系统；3. 能够分析并解决风机电气控制系统在实际运行中可能出现的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电气工程及自动化领域的兴趣，激发他们的求知欲和探索精神；2. 培养学生具备良好的团队合作意识和沟通能力，使他们能够在团队中发挥积极作用；3. 培养学生关注环境保护，认识到风机在节能减排方面的重要作用。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
学生特点：学生已具备一定的电气基础知识，具有较强的动手能力和好奇心。
教学要求：结合理论知识，注重实践操作，充分调动学生的主观能动性，提高他们的实际操作能力和创新能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 风机电气控制系统概述：介绍风机电气控制系统的基本组成、工作原理及在工程中的应用。
- 教材章节：第一章第一节2. 风机电气控制元件：讲解接触器、继电器、开关、保护装置等主要元件的功能、工作原理及选用方法。
- 教材章节：第一章第二、三节3. 风机电气控制电路设计：分析风机电气控制电路的设计原理、步骤及注意事项。
- 教材章节：第二章第一节4. 电气控制电路图的绘制：教授如何绘制风机电气控制系统的原理图和接线图。
- 教材章节：第二章第二节5. 风机电气控制系统的调试与维护：介绍系统调试的方法、步骤及注意事项，分析常见故障及排除方法。
- 教材章节：第三章6. 实践操作：组织学生进行风机电气控制系统的组装、调试及故障排除等实践活动。
- 教材章节：第四章教学内容安排和进度：共6课时，每课时45分钟。
送引风控制系统设计1
送引风控制系统设计一、对象特性分析 1.送风控制系统送风调节的任务在于保证燃烧的经济性，具体的说，就是保证燃烧过程中有合适的燃料于风量比例，送风调节对象是惯性和延迟都较小的自衡对象，可近似比例环节。
当空气量不变，燃料量增加时，使空气量与燃料量比值下降，烟气中的含氧量降低，当燃料量不变，空气量增加时，烟气中的含氧量增加，控制系统应使送风量与燃料量协调变化，以保证经济性。
另外，也有采用锅炉排烟中的氧气量作为调节信号的系统。
种系统具有明显的缺点，一是很难找出能代表整个炉膛含氧量的准确测点，因而样量计测出的信号值得怀疑。
二是氧量计测出的整个炉膛氧量的平均值，不能保证每个燃烧器的完全燃烧。
2.引风控制系统引风控制系统的任务在于维护炉膛负压一定，其被控对象锅炉烟道是惯性较小，调节速度快的自衡对象，被调量负压反应灵敏。
二、控制方案1. 送风控制系统送风控制系统采用氧量信号作为校正信号，如方框图所示。
它是一个串级比值控制系统，主调节器（氧量校正调节器）接受氧量定值信号。
副调节器接受燃料信号B ，反馈信号V 及氧量校正调节器的输出，副回路用以保证风煤的基本比例，起粗调作用。
主回路用来校正氧量，起细调作用。
当烟气中的含氧量高于给定值时，氧量校正器发出校正信号，修正送风控制系统的给定值，使送风调节器减少送风量。
经过校正后的送风量将保证烟气中的含氧量等于给定值。
当系统处于平衡状态时，副调节器的入口信号平衡关系为20O BK V σ-+=因此，校正后的送风量信号应该为：2O V BK σ=+式中，2O σ为氧量校正调节器的输出信号。
可见，在有氧量校正的送风控制系统中，送风量除了需要与燃料量保持比例外，还要附加一个校正送风量信号2O σ ，才能使烟气中的含氧量达到最佳值。
2．引风控制系统引风控制系统为一单回路控制系统，被调量为锅炉负压，它反映吸风量与送风量之间的平衡关系，所以辅以前馈控制，即在送风量改变的同时也改变引风量。
火电机组送风控制系统课程设计报告
淮阴工学院毕业设计(论文)开题报告学生姓名：张与学号：专业：自动化设计(论文)题目：火电机组锅炉送风控制系统的设计指导教师:2015 年 2 月20 日1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文献综述1、课题研究背景及现状在火力发电厂中，过热蒸汽温度是主汽温度、压力、流量等三个基本参数之一，是一个十分重要的参数。
汽温控制系统关系着机组运行的安全性和经济性，其一方面过热汽温是全厂汽水系统中温度的最高点。
过热汽温过高，过热汽器管壁和汽轮机高压缸将使金属的强度下降，以致造成过热器的高温段爆管和汽轮机的高压缸损坏；过热汽温过低，还会使汽轮机尾部的蒸汽湿度增加，甚至带水，将严重威胁汽轮机低压缸、转子和凝汽器的安全。
另一方面过热蒸汽温度降低，还使汽轮机的热效率就降低(过热蒸汽温度降低5℃，汽轮机的热效率就降低1％)。
因此过热汽温是影响机组安全、经济运行的重要参数，运行中要尽量保持稳定，一般要求保持在额定温度的±2度范围内。
因此对汽温的控制的要求非常严格。
但由于该系统被控对象的惯性和迟延较大，受到的干扰因素较多，具有非线性、时变性等特点，尤其由于发电机组向大容量、高参数发展，使得被控对象更加复杂，对控制的要求更高，一般的汽温控制方法已经不能够完全满足汽温控制质量的要求。
分散控制系统（DCS）具有高速度、大容量的运算能力，具有功能强大的软、硬件资源，它在大型火电机组中的广泛应用为采用先进的控制策略提供了技术基础，从而使得现代控制理论和智能控制在汽温控制中的应用得到了很大的进展。
因此，过热气温调节系统应选用调节品质高、稳定性好的控制策略，以提高机组安全性和经济性。
2、横河 CENTUM VP介绍CENTUM VP是横河电机综合生产控制系统(又称DCS或集散控制系统)的最新产品系列。
其中凝结了我们在DCS市场35年之久的开发和销售经验。
CENTUM VP具有更加直观的人机界面，大容量现场控制站能够更加快速无误地处理数据。
热工控制系统课程设计燃烧自动控制系统
中文摘要这次热工控制系统的课程设计是针对燃烧控制系统部份问题进行深切研究和探讨，设计内容包括燃烧自动控制系统的概述、燃料量控制系统和风量控制系统。
主要表现单元制机组在负荷工况变更下燃料量系统与风量系统是如何进行调节的，如何知足负荷变更要求的。
本次设计是通过我个人和组内每一个成员的精心设计论证完成的。
整个设计进程中，全面细致的考虑燃烧自动控制系统的任务，燃烧控制系统需要控制的内容及特点，最终完本钱设计方案。
通过完成此课程设计论文，对热工进程控制系统理论知识有了进一步领会和综合把握。
同时，对提高了对负荷变更下机组调节机制的全面理解。
对所学过的涉及到热工进程控制的内容有所深化。
关键字：燃烧进程自动控制、燃料量控制、风量调节目录总结 .............................................................................................................. - 20 -参考文献 ........................................................................................................ - 22 -1 引言燃烧进程自动控制的任务锅炉燃烧进程控制的大体任务是使燃料燃烧所提供的热量适应汽轮机负荷的需要，保证锅炉的经济燃烧和安全运行。
燃烧控制的具体任务与该台锅炉的运行方式有关，运行方式不同，调节任务也有所区别。
另外燃烧控制系统方案是多种多样的，并无一个统一的模式，归纳起来讲，燃烧进程控制系统有以下控制任务。
1.1.1维持汽压的稳固（除汽轮机跟从锅炉运行方式外）锅炉出口压力或机前压力信号反映了燃料燃烧所释放的热量与蒸汽所携带热量间的平衡关系，汽压的转变表示二者间的失衡，这时必需相应地调节燃料供给量，以适应转变了的蒸汽负荷的需要。
风力发电机组控制系统设计任务书
沈阳工程学院毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目：1.5MW双馈风力发电机组控制系统设计系别自控系班级电自091学生姓名贾立鹏学号2009333131指导教师王森职称助教毕业设计(论文)进行地点：图书馆F-520任务下达时间：2011年2 月28 日起止日期：2011 年2 月28 日起—至2011年6 月17 日止教研室主任年月日批准一、设计任务发展和利用风能是国际的大趋势，风力发电产业已成为一个朝阳产业。
风力发电机组控制系统是实现风力发电系统有效经济运行的关键部分，很大程度上决定了风力发电机组的性能。
近年来，国家采用三叶片、定桨距、失速型、双速发电机的风力发电机组进行研究并掌握了总装技术和关键部件叶片、电控、发电机、齿轮箱等的设计制造技术，并初步掌握了总体的设计技术。
本课题的主要任务是对1.5Mw 风力发电机组的变速恒频控制单元的设计来实现发电机组大范围内调节运行转速，来适应风速变化而引起的风力机功率的变化，从而最大限度的吸收风能，提高效率。
具体有如下要求:1.风力发电机组的并网时必须与电网相序一致，电压标称值相等，三相电压平衡。
2.风力发电机组应具有宽广的调速运行范围，来适应因风速变化而引起的风力机功率的变化，进而最大限度的吸收风能，从而提高效率。
控制要灵活，可以较好的调节有功功率和无功功率。
3.风力发电机组应在整个运行范围内，具有高的效率，更好的提供电能。
另外还要求风力发电机组可靠性好，能够在较恶劣的环境下长期工作，结构简单可大批量生产，运行时噪声低，使用维修方便，价格便宜等。
4.具体指标如下表二、设计（论文）主要内容及要求本课题主要任务是完成双馈风力发电机组的控制系统的设计，并且详细的介绍风力发电机组各个控制部分原理，功能及其在整个风力发电控制系统中的作用。
1.确定风力发电机组控制系统总体方案查阅相关资料，确定控制系统设计方案。
2.风力发电机组控制系统关键系统的设计双馈式风力发电机系统的设计、风力发电系统变桨系统的设计、风力发电机组变速恒频系统的设计和风力发电机组并网技术的设计。
送风控制系统逻辑分析与程序设计
本文论述125M W机组锅炉送风控制系统组成，控制功能，操作步骤，包括送风指令，送风量计算，送风机操作画面，氧量控制和甲乙送风机显示。
1 系统简介送风控制系统根据风量指令送至送风控制系统，去控制甲乙送风机偶合器勺管开度，从而控制送风量如图1，并根据氧量信号修正送风指令，风量指令与实际送风量的偏差经过RAFC 块的PI运算输出，作为前馈信号引入引风控制系统，控制甲乙引风机偶合器勺管开度，从而控制炉膛负压。
图1 送风控制系统送风控制逻辑运算公式如表1。
AFF_CALC3作跟踪与核心计算，如表2。
表2AFF_CALC4作报警输出逻辑运算如表3。
表32 送风指令甲乙烟气含氧量通过二选一，与速度级压力的函数运算值和设定值之偏差，进行PI运算，其输出经过比例系数K与锅炉指令之运算输入乘积，做为风量指令。
图2 风量指令逻辑锅炉指令运算分析，其运算图分解如下：图3 锅炉指令运算从做图可以看出，当锅炉是瞬间扰动量增加时，虚线内的运算值大于LAG运算后数值，即给粉机增加时，实现先加风的原则，而当锅炉指令减少时，正好相反，LAG后为大，被选中，实现了减煤后减风的原则。
通过计算公式也可以得到同样的结论，LAG为一阶惯性环节，即1/（1+TS），△后变为1-1/（1+TS）=TS/（1+TS），TS/（1+TS）是一个实际的微分环节，∑之后，1+ TS /（1+TS）。
图4 风量指令计算步骤BO_CALC作指令计算程序，如表4。
表43 送风量计算实际风量包括一二次风量、磨煤机热风量之和，其中，一二次风量经过空气预热器出口温度修正。
操作器上具有三根显示棒和M、S、O、三个数字显示，分别包括蓝棒及M字符代表送风量测量值，红棒及S字符代表送风量设定值，这个值是锅炉负荷指令与氧量控制器输出的运算值，这个值运行人员不能操作，白棒及O字符代表送风控制器输出值。
风量设定与测量显示操作器仅有自动与跟踪两种情况，在两台送风机都是手动时，字符红F 出现，此时处于跟踪状态，在跟踪状态任一台投自动时，送风设定与测量操作器处于自动状态，其输出随测量值与设定值的偏差改变，送风量高于设定值输出减少，送风量低于设定值输出增加。
火电机组热工自动控制系统
过程控制
第十章
火力发电厂大型单元机组的自动控制
喷水调节阀 减 温 器 去汽机 烟气 I级过热器 汽 包 II级过热器
省 煤 器 W 给水调节阀
过程控制
第十章
火力发电厂大型单元机组的自动控制
二、动态特性分析
w
D B
非沸腾式省煤器炉
H
H
H
1. 非自衡，虚假水位（气泡体积变化产生虚假水位） 2. W 对H的影响惯性大，虚假水位小；D对H的影响惯 性小，虚假水位大； B对H的影响惯性最大，虚假水位 小。
过程控制
第十章
火力发电厂大型单元机组的自动控制
过程控制
第十章
火力发电厂大型单元机组的自动控制
KW - K D Hr H D D0 KH
讨论：
（1）若KW=KD （2）若KW>KD （3）若KW<KD
H Hr D0 D
特点：具有单冲量和双冲量控制的优点，但对比值参
数要求严格。
过程控制
第十章
火力发电厂大型单元机组的自动控制
D
过程控制
第十章
火力发电厂大型单元机组的自动控制
燃烧控制系统这三个系统的构成可以有不同的组合方式：
通常采用：
燃料控制——维持蒸汽压力稳定；
送风控制——保证燃烧过程的经济性；
引风控制——维持炉膛压力稳定，保证燃烧的安全性。
过程控制
第十章
火力发电厂大型单元机组的自动控制
二、 汽压调节对象的动态特性
pT μ B
+
f1(x)
＜
× + PI
+
Σ
V
G
过程控制
速度级压力
基于专家PID算法的火电机组主气温控制系统的设计
题目：基于专家PID算法的火电机组主气温控制系统的设计一、课程设计目的：1、熟悉专家PID控制原理；2、了解专家PID算法对控制效果的影响；3、学会如何用MATLAB编程实现对控制系统进行方针研究。
二、课程设计任务：1、查阅火电机组主气温控制系统的技术资料并了解被控对象的动态特性；2、提出火电机组主气温控制系统的专家PID控制设计方案；3、利用MATLAB的M语言实现专家PID控制系统的仿真，观察主气温的变化，绘制出系统的阶跃响应曲线；4、思考并对比专家PID控制和常规的PID控制的控制效果。
三、课程设计原理：1）专家PID控制的实质是：基于受控对象和控制规律的各种知识，无须知道被控对象的精确模型，利用专家经验来设计PID参数。
专家PID控制是一种直接型专家控制器。
典型的二阶系统单位阶跃响应误差曲线如图所示。
对于典型的二阶系统阶跃响应过程作如下分析图1 典型二阶系统单位阶跃响应误差曲线图中，Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ、…区域，误差朝绝对值减小的方向变化。
此时，可采取保持等待措施，相当于实施开环控制；Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅷ、…区域，误差绝对值朝增大的方向变化。
此时，可根据误差的大小分别实施较强或一般的控制作用，以抑制动态误差。
令e(k)表示离散化的当前采样时刻的误差值，e(k-1),e(k-2)分别表示前一个和前两个采样时刻的误差值，则有根据误差及其变化，可设计专家PID 控制器，该控制器可分为以下五种情况进行设计：（1）当|e(k)| > M 1时，说明误差的绝对值已经很大。
不论误差变化趋势如何，都应考虑控制器的输出应按最大()()()()()()2111---=-∆--=∆k e k e k e k e k e k e（或最小）输出，以达到迅速调整误差，使误差绝对值以最大速度减小。
此时，它相当于实施开环控制。
（2）当e(k)△e(k)>0或△e(k)=0时，说明误差在朝误差绝对值增大方向变化，或误差为某一常值，未发生变化。
电风扇控制系统课程设计
电风扇控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电风扇的基本结构和工作原理，掌握控制系统的组成及其功能。
2. 学生能描述并分析电风扇控制电路图的各个部分，了解电路中各个元件的作用。
3. 学生能运用物理知识解释电风扇转速与电压、电流的关系。
技能目标：1. 学生能通过实际操作，学会正确连接和测试电风扇控制电路。
2. 学生能运用所学知识，设计简单的电风扇控制系统，并进行调试和优化。
3. 学生能运用图表、数据和文字，准确记录实验过程和结果，提高实验报告撰写能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电风扇控制系统，培养对电子技术的兴趣，激发创新意识。
2. 学生在团队合作中，学会尊重他人意见，提高沟通与协作能力。
3. 学生能关注电风扇控制系统在实际应用中的节能、环保问题，增强社会责任感。
课程性质：本课程为初中物理电学部分的实践应用课程，结合实际生活中的电风扇控制系统，帮助学生将理论知识与实际应用相结合。
学生特点：初中学生已具备一定的物理知识和实验技能，对电子技术有一定的好奇心，但需要进一步培养动手操作和团队协作能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力，培养创新思维和团队协作精神，提高学生的问题解决能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程以物理八年级下册电学部分内容为基础，结合以下教学内容：1. 电风扇的基本结构：介绍电风扇的各个组成部分，如电动机、叶片、调速器等。
- 教材章节：第十五章第二节《电动机的工作原理》2. 电风扇工作原理：讲解电动机如何将电能转化为机械能，以及调速器如何改变电动机的转速。
- 教材章节：第十五章第三节《电动机的应用》3. 控制系统组成及其功能：分析电风扇控制电路图的各个部分，包括开关、调速器、保护电路等。
- 教材章节：第十六章第一节《电路图及其表示方法》4. 电风扇控制电路的实际操作：引导学生动手连接和测试电风扇控制电路。
【精品】火电机组送风控制系统课程设计
1引言1.1课题背景火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一，大型火力发电机组在国内外发展很快，是我国现以300MW机组为骨干机组，并逐步发展600MW以上机组。
目前，国外已建成单机容量1000MW以上的单元机组。
单元发电机组是由锅炉、汽轮发电机和辅助设备组成的庞大的设备群。
由于其工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视，操作或控制，而且电能生产还要求有高度的安全可靠性和经济性，因此，大型机组的自动化水平受到特别的重视。
送风量就是其中一项需要监视的重要参数。
本次设计题目是：600MW火电机组送风控制系统。
1.2课题意义锅炉送风量是影响锅炉生产过程经济性和安全性的重要参数。
大型锅炉一般配有两台轴流式送风机，送风量是通过送风机的动叶来调整的。
如果送风量比较大，送风量与燃料量的比例系数K（最佳比例值）随之增大，炉膛内燃烧将不会充分，达不到经济性。
如果送风量比较小，送风动叶开度就会比较小，临近送风机的喘振区，喘振危害性很大，严重时能造成风道和风机部件的全面损坏，而总风量小于25%时，就会触发MFT（主燃料跳闸）动作。
所以，送风量、过高或过低都是生产过程所不允许的。
为了保证锅炉生产过程的安全性、经济性，送风量必须通过自动化手段加以控制。
因此，送风量的控制任务是：使送风量与燃料量有合适的比例，实现经济运行；使炉膛压力控制在设定值附近，保证安全运行。
2送风自动控制系统2.1送风量控制系统实现送风量自动控制的一个关键是送风量的准确测量。
现代大型锅炉一般分设一次风和二次风，有些锅炉还有三次风，因此总风量是这三种风的流量之和。
常用的风量测量装置有对称机翼型和复式文丘里管。
一些简单的测量装置，有装于风机入口的弯头测风装置和装于举行风道内的挡风板等。
在协调控制中，氧量－风量控制是燃烧控制的重要组成部分，其对于保证锅炉燃烧过程的经济性和稳定性起着决定性作用。
在稳态时根据锅炉主控指令的要求协调控制燃料量和送风量，保持适当的风煤比，即保证一定的炉膛出口过剩空气系数a，在动态调节过程中，必须保证增加负荷时先增加送风量再增加燃料量，降负荷时先减少燃料量再减少送风量，保证送风量大于给煤量，以达到空气与燃料交叉限制的目的。
铁岭发电厂4机组送风、引风控制系统设计说明
铁岭发电厂#4机组送风、引风控制系统- -I 中文摘要风量是锅炉运行质量的重要指标之一，风量过高或过低都会影响电厂的安全性、经济性，必须通过自动化手段加以控制。
风量控制的任务是：送风量是当机组负荷变化时要保证燃烧过程中有合适的燃料与风量的比例关系，确保燃烧的经济性和稳定性。
引风量是保持炉膛压力稳定在给定值，确保燃烧的安全性。
风量调节方法采用开大或关小风机动叶或挡板的调节方法。
送风控制系统在平衡状态下，协调来的送风指令与修正后的风量信号相等，调节器的偏差为零，输出不变，送风机动叶保持在某一位置，烟气含氧量为最佳值。
当增加负荷时，送风指令增加，调节器输入有正偏差，积分作用使送风挡板开大，增加送风量直至与送风指令相等，调节器输出不变。
上述过程是比较快的，可以看作是粗调。
在送风内回路控制过程结束后，烟气含氧量也开始变化。
当烟气含氧量大于最佳值时，说明送风量过大，此时调节器输出增加，即送风修正系数增大，总风量信号增大，使调节器输入偏差为负，去关小送风机挡板开度以减少送风量。
同理，当含氧量小于最佳值时，控制系统动作去开大送风机挡板以增加送风量。
引风控制系统是，当负荷改变时，锅炉主控发出改变引风量的指令，引风调节器根据偏差运算，输出改变引风机挡板的信号。
本文正文共分六部分，第一部分是引言，主要对课题背景、选题意义进行简单介绍。
第二部分与第三部分从本设计系统出发，阐述送风自动控制系统与引风自动控制系统，介绍了关于送引风系统的调节、投运及在火电厂中的应用等内容。
第四部分为设计思想，主要讨论本系统应采用什么样的控制方案。
第五部分为实例分析，对SAMA 图的分析，对逻辑图的分析，便于工作人员更好的理解。
第六部分为结论，对本文的高度概括。
关键字：送风量 ，引风量，挡板调节沈阳工业大学毕业设计（论文）AbstractThe air flow is a important guideline about circulate molar of boiler. The safety and economy of plant station will be affect when air flow at max or min. It must be controlled with automatic measure. The assignment of air flow control is : feeded draught will assure fuel and air flow have proportion relation at the process of burning. It assure economy and stability. induced draught keep the hearth press at fixed value.The amount of air regulates adoption to open greatly or closes small air machine to dmp to regulate as a method. At control project , the amount of air regulates the system adoption string class control. feeded draught control system is: Moderate to come under the equilibrium of feeded draught instruction and revise the breeze of empress quantity signal equality, the deviation of the modulator is zero, output constantly, feeded draught machine to dmp to keep at some one position, the smoke spirit contains amount of oxygen for the best be worth. When the increment carry, feeded draught dmd increment, the modulator importation contain positive deviation, the integral calculus function makes to feeded draught to dmp to open greatly, the increment sends to amount of breeze to keep to with feeded draught dmp equality, the modulator outputs constantly. The above-mentioned process is quicker. We can see it make be thick to adjust. After feeded draught the back track control process be over inside the air, the smoke spirit contains amount of oxygen to also start change. When the smoke spirit contains oxygen to have great capacity in the best value, the elucidation feeded draught to measure big, the modulator outputs increment at this time, then feeded draught correction coefficient aggrandizement, total air quantity the signal enlarge, making the modulator input deviation in order to take, close small feeded draught to dmp to open a degree to send amount of air by decrease. Manage together, be to contain amount of oxygen small in the best value, control system the action open to feeded draught to dmp to send amount of air by increment greatly. induced draught control system is: When the burden change, the boiler lord controls to issue the instruction that the change feeded draught dmd, feeded draught modulator according to the deviation operation, outputting a change to feeded draught dmp signal. In the meantime, this signal sends signal through the dynamic state contact module to induced draught modulator, induced draught modulator to output a size and direction with feeded draught to regulate the signal homology to regulate signal, the change induced draught dmp to open a degree.This text is divided into six parts totally, The first part is a preface mainly to theII铁岭发电厂#4机组送风、引风控制系统- - IIItopic background, choose a meaning to carry on simple introduction. The second part with the third part sets out from this design system, elaborating to feeded draught control system automatically with induced draught control system automatically, introduce concerning send to lead the breeze system to regulate, the hurl luck and in the fire power station of applied etc. contents. Four-part is divided into a design thought, main discussion originally the system should adopt what kind of control project. The fifth part is analytical for solid example, to the analysis of the SAMA diagram, to the analysis of the logic diagram, easy to staff member better comprehension. The sixth part is a conclusion, generalizing to the textual height.keywords: induced draught ，feeded draught ，dmp adjust铁岭发电厂#4机组送风、引风控制系统- -1 目 录中文摘要 ............................................................................................................................................................... I ABSTRACT . (II)1 引言 (1)1．1 课题背景 (1)1．2 选题意义 (1)2 送风自动控制系统 (3)2．1 送风量控制系统 (3)2．2 风机的喘振 (5)2．3 送风自动调节系统分析 (5)2．4 送风调节系统的自动投运 (6)2．5 送风控制系统在火电厂中的应用 (8)3 引风自动控制系统 (10)3．1 引风量控制系统 (10)3．2 引风自动调节系统分析 (10)3．3 引风控制系统在火电厂中的应用 (11)4 设计思想 (13)4．1 控制方案 (13)4．1．1 送风控制系统的设计 (13)4．1．2 引风控制系统的设计 (14)5 控制系统SAMA 图及逻辑图分析 (15)5．1 SAMA 图符号与逻辑图功能码说明 (15)5．2 图纸分析 (15)5．2．1 测量回路 (15)5．2．2 空气流量指令形成回路 (16)5．2．3 送风机动叶控制回路 (16)5．2．4 引风机挡板控制回路 (17)5．2．5 送风、引风控制系统逻辑图分析 (19)6 结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)铁岭发电厂#4机组送风、引风控制系统- -1 1 引言1．1 课题背景火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一，大型火力发电机组在国内外发展很快，是我国现以300MW 机组为骨干机组，并逐步发展600MW 以上机组。
MW机组燃烧控制系统设计
M W机组燃烧控制系统设计The document was prepared on January 2, 2021沈阳工程学院课程设计设计题目： 600MW机组燃烧控制系统设计院系自动化学院班级学生姓名学号指导教师职称起止日期：年月日起——至年月日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目:600MW机组燃烧控制系统设计学院自动化学院班级学生姓名学号指导教师职称课程设计进行地点：教学楼F座619室任务下达时间：年月日起止日期年月日起——至年月日止自动化系主任年月日批准沈阳工程学院热工过程控制系统课程设计成绩评定表学院：自动化学院班级：学生姓名：中文摘要目前，我国的电厂大多数是火力发电厂，煤是发电的主要燃料，锅炉燃烧是发电的重要环节之一。
我们要以最经济的方式来利用有限的能源，这就要求我们寻找燃烧的最优方案。
本文在对国内外锅炉控制现状、发展趋势分析的基础上，研究了燃煤锅炉燃烧系统的自动控制问题。
分析了燃烧控制系统的热工控制结构特点，为更大范围符合锅炉燃烧的要求，提高燃烧自动的控制系统的利用率，是在按照传统燃烧自动控制结构设计的基础上优化实现的。
燃烧控制系统是一个复杂的综合性控制系统，从控制理论上讲，它可为是多输入/多输出的多变量控制系统。
它由六个子系统构成：燃料控制系统、磨煤机一次风量控制系统、磨煤机出口温度控制系统、一次风压力控制系统、二次风量控制系统和炉膛压力控制系统。
关键词燃烧量，燃料主控，风煤交叉目录1 绪论单元机组的基本控制方式随着电力工业的发展，高参数大容量的火力发电机组在电网中所占比例越来越大因此要求大型机组具有带变动负荷运行的能力，以便迅速满足负荷变化的需要及参加电网调频。
因此通常采用锅炉汽轮发电机组的单元制运行方式，按锅炉、汽轮机在控制过程中的任务和相互关系的不同，可以构成三种基本控制方式，即机跟炉和炉跟机、机炉协调等控制方式。
图炉跟机控制方式这种控制方式的特点：调压，机调功，负荷响应快，可以利用锅炉蓄能，压力波动大。
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1引言1.1课题背景火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一，大型火力发电机组在国内外发展很快，是我国现以300MW机组为骨干机组，并逐步发展600MW以上机组。
目前，国外已建成单机容量1000MW以上的单元机组。
单元发电机组是由锅炉、汽轮发电机和辅助设备组成的庞大的设备群.由于其工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错,有上千个参数需要监视，操作或控制，而且电能生产还要求有高度的安全可靠性和经济性，因此，大型机组的自动化水平受到特别的重视。
送风量就是其中一项需要监视的重要参数。
本次设计题目是：600MW火电机组送风控制系统。
1。
2课题意义锅炉送风量是影响锅炉生产过程经济性和安全性的重要参数。
大型锅炉一般配有两台轴流式送风机，送风量是通过送风机的动叶来调整的。
如果送风量比较大，送风量与燃料量的比例系数K（最佳比例值)随之增大,炉膛内燃烧将不会充分，达不到经济性。
如果送风量比较小，送风动叶开度就会比较小，临近送风机的喘振区，喘振危害性很大，严重时能造成风道和风机部件的全面损坏,而总风量小于25%时,就会触发MFT （主燃料跳闸）动作.所以，送风量、过高或过低都是生产过程所不允许的。
为了保证锅炉生产过程的安全性、经济性，送风量必须通过自动化手段加以控制.因此,送风量的控制任务是：使送风量与燃料量有合适的比例，实现经济运行；使炉膛压力控制在设定值附近,保证安全运行.2送风自动控制系统2.1送风量控制系统实现送风量自动控制的一个关键是送风量的准确测量。
现代大型锅炉一般分设一次风和二次风，有些锅炉还有三次风，因此总风量是这三种风的流量之和.常用的风量测量装置有对称机翼型和复式文丘里管。
一些简单的测量装置，有装于风机入口的弯头测风装置和装于举行风道内的挡风板等。
在协调控制中,氧量－风量控制是燃烧控制的重要组成部分,其对于保证锅炉燃烧过程的经济性和稳定性起着决定性作用。
在稳态时根据锅炉主控指令的要求协调控制燃料量和送风量,保持适当的风煤比，即保证一定的炉膛出口过剩空气系数a，在动态调节过程中，必须保证增加负荷时先增加送风量再增加燃料量，降负荷时先减少燃料量再减少送风量，保证送风量大于给煤量，以达到空气与燃料交叉限制的目的。
由于到目前为止，还没有找到一种有效的方法来准确地测量给煤量信号,工程实际中一般以烟气含氧量作为给煤量的一种间接反馈信号.烟气含氧量是一个非常重要的指标。
氧量过低，证明燃料没有充分燃烧,浪费燃料又增加了有害气体排放，氧量过高，使送引风机的耗电量增加,造成烟气中的Nox、SO2排放量增多。
锅炉运行中，当过剩空气量增多时，不仅使炉膛温度下降,而且也使最重要的烟气热损失增加。
因此，过剩空气量要有一个最优值，即所谓的最经济燃烧，过剩空气量常用过剩空气系数a来表示,即实际空气量QP与理论空气量QT之比:A=QP/QT过量空气系数α还可以用炉膛出口烟气中的含氧量O2％来衡量，完全燃烧情况下空气系数α与O2％的关系为：α=21/（21-O2％)由上式可知α和O2％成反比关系，控制α就可以达到控制烟气中含氧量O2％的目的，其中含氧量一般都控制在5％左右，含氧量信号具有时间延迟短，对判断是否充分燃烧反映快等优点。
因此，可将送风调节系统直接看成是氧量调节的过程送风控制系统一个带有氧量校正的串级回路控制系统,所谓串级回路控制系统，就是采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输出去操纵调节阀，从而对主被控变量具有更好的控制效果。
2。
2模糊自整PID控制器的调节方案控制策略常规的PID算法为：u（k）=kpE(k)+∑E(k)+KDEC（k）其中E(k）为输入量偏差EC（k)为偏差变化Kp、Ki、Kd分别表示比例系数、积分系数、微分系数。
糊自整PID控制器是模糊控制器与传统PID控制器的结合，在常规PID控制器的基础之上，根据E和EC(E和EC 是输入偏差e和偏差变化率ec经过输入量化后的语言变量），利用模糊推理思想，PID控制器参数与进行在线自整定。
PID参数模糊整定模型在不同情况下被控过程的对Kp、Ki、Kd三个参数的要求可以归纳为：1当｜E|较大时,为了避免系统出现大的超调，须采用积分分离法令Ki＝0；为了让系统有较好的快速跟踪性能,Kp尽可能取较大值,Kd尽可能取较小值。
2当｜E｜中等大时，为了使系统超调量较小，Kp应该取较小值Ki取中等值。
3当｜E|较小时，为了使系统具有较好的稳态性能，Kp、Ki应该取较大值，为了避免系统出现振荡Kd取中等值。
改模糊控制系统是一个二输入三输出的,输入语言变量论域为：E(－33）,EC(－33),Kp(0.51），Ki(00。
5）,Kd(020).在输入输出语言变量各自论域上定义了7个模糊子集，记为﹛NB,NM，NS,ZO,PS，PM，PB﹜，语言值得模糊子集取为三角形隶属函数。
根据参数自要求可以写出Kp、Ki、Kd三个参数的模糊规则。
控制系统建模与仿真使用Matlab建立模糊控制规则在Matlab中输入fuzzy，如图3所示。
图3Matlab 模糊控制系统图对控制系统进行仿真分析，先用凑试法试出控制器最佳的PID参数,再对采用了模糊PID控制器的控制系统进行仿真,讲两者结果进行比较。
可以看出采用模糊PID控制器的系统响应略快与普通PID控制器，但是控制时间只有30s比普通PID控制器的80s大大缩短，并且没超调量而普通PID控制器调量为10％。
仿真结果显示普通PID控制器的控制时间为150s超调量为5％，但模糊PID的控制时间为100s且超调量为0，调节品质好于普通PID。
入口扰动仿真将系统输入设置为0，入口扰动设置为20％再进行仿真。
采用模糊PID控制系统过渡时间为80s,优于普通PID的110s.普通PID控制系统的过渡时间近200s，而模糊PID的过渡时间120s.图4送风控制系统阶跃响应图图5送风调节系统入口扰动响应曲线2.3送风控制系统的分析热风送粉煤粉炉燃烧控制系统是火力发电机组主要的控制系统之一，而送风调节系统的调节作用是这一系统能顺利工作的前提,送风调节系统的任务是通过调节送风机入口挡板,使烟气中的含氧量保持最佳值，从而保证锅炉燃烧系统配置最佳定燃比，使锅炉达到最高的热效率。
恰使燃料完全燃烧所需的空气量标为理论空气量，实际上按理论空气量无法达到完全燃烧的目的,一般总要使送风量比理论空气量多一些.送风系统的被控对象为炉膛，它是惯性和迟延都比较小的自衡对象。
调节量之一为送入膛的空气量，当空气量不变，燃料量增加时,使空气量与燃料量比值下降,烟气中的含氧量降低,当燃料量不变，空气量增加时，烟气中的含氧量增加，控制系统应使送风量与燃料量协调变化，以保证经济性。
另外，也有采用锅炉排烟中的氧气量作为调节信号的系统。
种系统具有明显的缺点，一是很难找出能代表整个炉膛含氧量的准确测点，因而样量计测出的信号值得怀疑。
二是氧量计测出的整个炉膛氧量的平均值，不能保证每个燃烧器的完全燃烧。
2.4风量控制任务和控制方式风量控制子回路用来满足锅炉主控制器发出的风量请求,并维持燃烧稳定以及保证合适的风煤配比,使锅炉燃烧系统达到最高热效率。
入炉总风量等于二次风量和一次风量之和，其中一次风量是运行中各台磨煤机入口的一次风量之和。
为了测量精确，各个风量测量信号均需要经过风温信号的修正。
送风控制系统根据总风量和总风量设定值的偏差给出2台送风机各自入口动叶开度的控制指令。
对于超临界直流锅炉机组的直吹式系统设计有总风量与总燃料量信号之间的交叉限制,以确保锅炉的富氧燃烧。
风量控制主要有两种基本方式：一种是由送风机调节风量,二次风挡板调整风箱与炉膛的差压；另一种是由二次风挡板调节风量，送风机调整风箱压力。
一般来说,采用第一种方式的控制系统能够较快获得风量响应，因为在第二种方式中，用二次风挡板调节风量最终也要等送风机出口风压回复到稳态值才能真正获得风量.2.5送风机的控制本文的分析对象是600MW超临界机组,采用正压直吹式中速磨煤系统,36只旋流燃烧器分3层布置在前后墙,形成对冲燃烧，每个燃烧器配备有高能点火器及点火油枪，另外配12只启动油枪作为低负荷稳燃用.燃烧用风分为直流一次风、直流二次风和旋流三次风.采用每层燃烧器二次风箱配风和每个油枪中心配风的方式，在每层二次风风道上各有2个测风装置作为计量二次风量用，每台磨煤机入口配有风量测量装置,每台磨煤机出口6根一次风管道上分别装有1个可调缩孔,二次风采用热风再循环方式.风烟系统共配备2台静叶可调轴流式引风机、2台轴流式送风机、2台的离心式一次风机、2台离心式密封风机和6台中速辊式磨煤机、6台电子称重皮带式给煤机.本锅炉机组采用大风箱配风形式,每层风室的二次风可以实现远方调节，三次风挡板可以通过远方控制实现旋流强度的调节。
该机组的风量控制系统采用2台各带50%额定负荷的轴流式送风机，控制其动叶开度大小来满足入炉风量要求。
送风控制系统风量调节器的给定值为总风量指令,测量值为总风量实时信号.当总风量的实测反馈信号与总风量指令出现偏差的时候，经过风量调节器输出后作为2台送风机动叶开度大小的共有指令。
为了尽快地满足负荷变化的要求，并保持炉膛压力的稳定,风量控制系统中设计有以总风量指令为前馈信号的加速校正信号通道。
前馈信号和风量调节器输出的主信号在加法块中进行综合，通过切换选择分别向A、B送风机输出自动控制指令。
为了使2台送风机能够带不同的负荷,运行操作人员还可以通过送风机的手自动操作站设定1个偏置值。
本系统除了完成正常工况下的串级控制系统内回路调节作用外,还设计有非正常工况时送风机动叶开度定向闭锁回路，以及2台送风机分别实现手动操作和手自动相互切换时实现无扰动的偏差平衡回路。
若是炉膛压力异常,通过大限制块、小限制块以及切换块的限制功能来闭锁送风机动叶开度指令。
例如,当炉膛压力过低时,切换块的输入端接至S2端，即将切换块的输出值又送回到输入端,从而将该时刻的信号保持并输入大选块中，此时送风机动叶位置指令在输入实际值和保持值之间选择较大值输出，使控制系统只能增加风量而不是减少风量。
同理,当炉膛压力过高时，本闭锁回路逻辑让送风机动叶开度指令在输入实际值和保持值之间选择较小值输出，使得控制系统只能减少风量而不能增加风量。
送风机调节器输出的公共指令同时送到A送风机和B送风机的动叶开度控制回路，再分别与送风机偏置信号相加或相减,该信号经过上、下限幅块后作为两台送风机各自的自动控制指令。
由送风机的M/A 操作站可以引出偏置信号A,它经过速率限制块后，加至2台送风机的动叶开度控制回路.需要指出的是，该偏置信号对2台送风机动叶指令的作用方向是相反的,目的是为了在正常情况下能够调节2台送风机的负荷平衡,使2台送风机的发动机电流相等.送风机偏置信号只能在2台送风机动叶都在自动控制模式时才可以由运行操作人员进行手动改变。