热工过程自动控制
热工过程自动控制
1.被控量:系统中被控参数2.被控对象:被控制得装置3.扰动:影响被控参数的因素4.给定值:根据生产要求被调量规定值5.调节机构:在调节作用下用来改编进入被控对象物质货能量的装置6.系统方框图可以由环节机构构成,一个复杂的控制系统由串并联和反馈连接构成7.自控系统分类:所要控制变量类型,新号传递路径,系统功用8.衡量一个控制系统的质量评定通过:稳定性、准确性、快速性9.稳定性一般用衰减率品质指标反映Ψ=1非周期;Ψ=0等幅振荡;0<Ψ<1衰减振荡;Ψ<0渐扩振荡调节过程;最佳0.75~0.910.动态偏差:T→∞时偏差大小;静态偏差:系统在过渡过程e(t)的最大值11.快速性评定:系统调节时间,受扰动后从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态所需时间12.描写有无自平衡能力对象动态特性参数:有3个,无2个13.热工过程对象特点:是一个不振荡环节常用飞升曲线法一般多输入对象一定延迟和惯性14.控制系统设计任务:分析对象特点选择合适调节器整定合适相关参数15.飞升曲线:常用输入信号是阶跃信号,在阶跃输入下得到对象的阶跃响应曲线;分有自平衡和无两种16.飞升曲线特征参数:有自平衡,延迟时间τ、自平衡系数ρ、时间常数Tc、飞升速度ε;无自平衡,飞升速度ε、响应时间Ta、延迟时间τ17.飞升曲线转换成传递函数常用方法:切线法和两点法18.三种基本调节规律:比例、积分、微分比例:使调节器中调节量M与偏差e成比例保证过程稳定性积分:变化速度与偏差,保证无差运动微分:调节量与偏差e的变化速度成比例,无动态偏差19.四种热工过程自动控制中采用的工业调节器:P:只能保证过程稳定性,不能保证无差运动和无动态偏差PI:能保证稳定性和无差运动,不能无动态偏差PD:能稳定性和无动态偏差,不能无差运动PID:都能保证20.积微分对调节系统稳定性、静动态偏差影响:积分作用越大系统越不稳定,适当微分作用可提高稳定性21.单回路调节系统整定方法:计算、图表、实验;实验整定法:临界比例带、衰减曲线22.工业调节器从实现方式上分:模拟、数字模拟:通过电容、电阻、放大器组成电路来调节,采用惯性环节反馈,可实现PD调节,采用实际微分环节反馈可实现PI调节数字:通过计算机编程实现;能实现复杂控制规律的控制、有很快计算时间,以及分时控制能力,可实现多回路控制、具有很强灵活性、还克实现监控数据采集数字显示等、系统维护简单可靠性高23.采用惯性环节反馈可实现PD调节,实际微分PI24.A/D转换器作用:将模拟信号转换为数字信号25.作为被控对象,温度和流量相比,温度>流量26.常用数字滤波方法:平均、一介惯性;中值滤波适用于迅速过程参数平均值滤波:算数,加板,去极值27.采样开关:实现采样动作的装置;零阶保持器:数字信号恢复为模拟信号最常见的装置28.PID调节规律的数字算法常用法:位置、增量式、速度式29.改进算法:带有死区、积分分离、不完全微分、带有一阶滤波器(+的PID控制)30.DCS:集散控制系统,一种从为处理器为基础的分散型综合控制系统设计理念:集中管理,分散控制特点:自治性、协调性、友好性、扩展性、可靠性组成:操作管理:工程师站、操作员站、显示设置;通讯系统:计算机网络;分散控制:现场控制站、过程监测站31.DCS层次化结构:管理级、监控级、控制级、现场级现场:传感器、变速器、交换器控制:过程控制站、数据采集站监控:操作员站、工程师站32.DCS网络拓扑结构种类:星形、环形、总线形、树形星形:以中央结点为中心与各个结点连接而成,各结点与中央结点通过点到点方式连接,中央结点可直接与从结点连接环形:在网络中各结点通过环路接口连载一条守卫相接的闭合环形通信线路中;结点多影响传输效率,一个站故障影响整个,封闭环不易扩张总线形:比较简单的结构,采用一根中央主点缆称为公共总线的传输介质,各节点直接与总线相连接,信息沿总线介质逐个结点地传播树形:网在总线型网络上加分支形成,传输介质可有多条分支,但不形成闭合回路,通信线路短,网络成本低33.集散控制系统中传输介质性能:双绞线<同轴电缆<光缆34.为了便于实现网络标准化,国际标准化组织提出:ISO/OSI模型分层:物理,链路,网络,传输,会话,表示,应用最底层物理层最高层应用层35.现场总线:测量和控制机器间的数字通讯为主的网络;总线技术发展离不开智能仪表的进步计算机先进过程控制系统主要包括:专家系统。
热工过程自动控制的基本概念
• 热工过程自动控制概述 • 热工过程自动控制的基本原理 • 热工过程自动控制的应用 • 热工过程自动控制的未来发展
01
热工过程自动控制概述
定义与特点
定义
热工过程自动控制是指通过自动 化装置对热工过程中温度、压力 、流量等工艺参数进行自动调节 ,以达到预设目标的过程。
3
物联网技术还可以用于热工过程的能耗监测和管 理,提高能源利用效率和环保水平。
云计算与热工过程自动控制
01
云计算技术为热工过程自动控制提供了强大的计算和存储能力, 使得对热工过程的控制更加高效和灵活。
02
云计算技术可以实现热工数据的集中存储和处理,便于数据的
分析和挖掘。
通过云计算技术,可以实现热工过程的远程监控和管理,提高
快速性
系统对设定值变化的响应速度。
抗干扰性
系统对外部干扰的抵抗能力。
03
热工过程自动控制的应用
工业过程控制
总结词
工业过程控制是热工过程自动控制的重要应用领域,主要用 于提高生产效率和产品质量,降低能耗和减少环境污染。
详细描述
在工业生产过程中,许多物理量需要保持恒定或按照预定规 律变化,如温度、压力、流量、液位等。通过热工过程自动 控制,可以实现对这些参数的实时监测、控制和调节,确保 生产过程的稳定性和可靠性。
02
热工过程自动控制的基本原理
控制系统的基本组成
01
02
03
04
控制器
接收输入信号,根据设定的算 法计算输出信号,控制执行机
构。
执行机构
接收控制器输出的控制信号, 驱动被控对象进行动作。
测量元件
检测被控对象的实际状态,输 出测量信号。
《热工过程自动控制技术》高职
《热工过程自动控制技术》高职(原创实用版)目录一、热工过程自动控制的基本原理二、PID 控制的分析与整定方法三、大型火电机组的主要控制系统四、现代控制理论及其在热工过程中的应用五、离散控制系统的基本内容六、先进的控制策略及其在热工过程中的发展与应用正文热工过程自动控制技术是一种在能源动力系统中广泛应用的技术,它依据自动控制的基本原理,对热工过程进行实时监测和调节,以保证热工过程的稳定性和安全性。
首先,热工过程自动控制的基本原理主要包括反馈控制和前馈控制。
反馈控制是根据系统的输出信号,通过比较和误差放大,来调节系统的输入信号,以使系统输出信号接近于期望值。
前馈控制则是根据系统的输入信号,通过预测和提前调节,来减小系统的输出误差。
其次,PID 控制是一种在热工过程中占有统治地位的控制方法,它通过对比例、积分、微分三个环节的调节,来实现对热工过程的精确控制。
PID 控制的分析和整定方法主要包括根轨迹法、频率响应法和试验法等。
再次,大型火电机组是热工过程中常见的控制系统,它主要包括锅炉、汽轮机和发电机三个部分。
通过对这三个部分的实时监测和调节,可以实现对火电机组的优化控制。
此外,现代控制理论在热工过程中的应用也得到了广泛关注。
现代控制理论主要包括状态反馈控制、观测器设计和模型参考自适应控制等,它可以提高热工过程的控制精度和稳定性。
离散控制系统是另一种在热工过程中常见的控制系统,它主要通过对离散时间的采样和调节,来实现对热工过程的实时控制。
最后,随着科技的发展,一些先进的控制策略在热工过程中的应用也得到了广泛关注,例如模糊控制、神经网络控制和自适应控制等。
这些先进的控制策略可以进一步提高热工过程的控制精度和稳定性。
《热工过程自动控制》课程教学大纲(本科)
热工过程自动控制Automatic Control of Thermal Process课程代码:02410069学分:3学时:48 (其中:课堂教学学时:44实验学时:4上机学时:0课程实践学时:0 )先修课程:能源与动力工程控制基础适用专业:能源与动力工程教材:《热工过程自动控制》(自编讲义)一、课程性质与课程目标(一)课程性质《热工过程自动控制》是能源与动力工程专业教学计划中重要的专业技术基础课,它是在自动化技术、计算机技术、通讯技术、电子技术、传感技术、测量技术、先进制造技术、管理学等课程知识的基础上,将自动控制原理应用到热工过程的一门应用科学。
通过本课程的学习,使学生掌握热工过程自动控制的基本原理以及必要的理论知识和工程实践能力,为学生毕业后从事本专业以及相关专业方面的工作打下坚实的基础。
(二)课程目标课程目标1:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析热工过程自动控制中的复杂工程问题。
课程目标2:能够针对热工过程自动控制中的复杂工程问题,选择恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,提出热工过程自动控制的解决方案、预期的实现目标以及控制质量的综合评定,并能够理解其局限性。
课程目标3:能够就热工过程自动控制中的复杂工程问题与业界同行进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达和解释。
(三)课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系(认证专业专业必修课程填写)1.毕业要求3:系统掌握本专业领域宽广的、必需的技术理论基础,主要包括机械和力学理论(机械原理、机械设计、理论力学、材料力学)、能源动力工程理论、热流体理论(热力学、流体力学、传热学)、电工电子和自动控制理论以及必要的计算机知识。
2.毕业要求4:掌握本专业领域方向所必需的专业知识和基本技能,了解学科前沿及发展趋势,并对其它相关专业方向的有关知识有一定了解。
3.毕业要求5:具有设计和实施工程实验的能力,并能够对实验结果进行分析。
热工过程自动控制 总结完整版
A=1时称为单位斜坡函数。
A L[ At ] 2 s
0
1
t
1 L[t ] 2 拉氏变换: s 斜坡函数的一阶导数为常量A,这种函数表 示由零值开始随时间t作线性增长(恒速增长) 的信号,故斜坡函数又称为等速度函数。
CH2 自动控制系统的数学描述
2.1.4 拉氏反变换 利用拉普拉斯变换对照表,由象函数X(s)求出原函数x(t). 象函数X(s)为s的有理分式时,必须将复杂的拉普拉斯函数式 X(s)分解成若干个简单函数之和.
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1.3 控制系统的静态特征和动态特征
稳态工况
平衡状态:运动中的自动调节系统,其输入信号和输出 信号都不随时间变化时。
系统的静态特性:在系统处于平衡状态时,输出信号和 引起它变化的输入信号之间的关系。 静态特性的描述: 1 )描述系统各变量之间关系的数学 方程为代数方程; 2)在输入、输出为直角坐标图上, 用曲线来表示。 系统的静态特性表达式可以是线性方程或非线性方程。 不是所有的环节都有静态特性,比如:积分环节
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系统的动态特性
系统的静止状态被破坏,系统中各变量随时间发生变化,
微分方程是表征系统动态特性的一种最基本的数学方程 , 它不仅包含变量本身,也包含这些变量的导数. 描述动态特性的两种方式:微分方程和传递函数
1.4 控制系统的分类 1.按给定值的形式分类 (1)定值控制系统: 给定值为常数 (2)程序控制系统: 给定值按预定规律变化 (3)随动控制系统: 给定值随机变化
(1)被调量:表征生产过程是否正常而需要控制的物理量。 (2)扰动:引起被控量偏离其给定值的各种原因。
(3)对象的输入和输出:被控对象的生产过程.以所有扰动
热工自动控制系统的主要内容
热工自动控制系统的主要内容
1. 热工自动控制系统能精准控制温度啊!就像妈妈能精准掌握你最爱吃的菜的火候一样,比如在炼钢的时候,它能确保温度恰到好处,钢材质量杠杠的!
2. 它还可以稳定压力呢!这就像人要保持情绪稳定一样重要,在化工厂里,它让压力始终处在安全范围内,避免出大问题呀!
3. 流量控制也是热工自动控制系统的拿手好戏哟!就如同水龙头调节水流一样,在管道运输中,它能精确控制物料的流量。
比如说石油输送,那可全靠它来把关呢!
4. 它对液位的控制那也是超厉害的呀!好比给杯子倒水要控制好水位,在蓄水池中,热工自动控制系统能确保液位高度正合适。
你能想象没有它会怎样吗?
5. 热工自动控制系统还能实现自动化调节呢!就像你设定好闹钟,它就会自动响一样方便,工厂里不用人工时刻盯着就能自动运作啦,多厉害呀!
6. 它的监控功能也不容忽视啊!这就如同有一双眼睛时刻盯着,一有异常就能马上发现,比如在电站里,它时刻保障着各项参数正常呢!
7. 故障诊断也是热工自动控制系统的强项咧!就好像医生能快速找出病因,它能迅速发现系统的毛病,及时进行处理。
这可太重要了吧!
8. 而且它的适应性很强哦!不管环境多复杂,它都能应对自如,就像一个全能战士,在各种场合都能发挥作用,比如在高温高湿的环境下也能正常工作呢!
9. 热工自动控制系统真的好牛啊!在工业生产中简直就是不可或缺的存在,有了它,我们的生产才能又稳又高效!
我的观点结论:热工自动控制系统具有极其重要的作用,在各个领域都能大显身手,我们真的应该重视并好好利用它!。
《热工过程自动调节》课件
热力发电厂的自动控制系统
总结词
热力发电厂的自动控制系统是实现电厂高效 、安全运行的关键,通过自动化控制技术, 实现对电厂热力系统的实时监测和调整,提 高发电效率并降低能耗。
详细描述
热力发电厂的自动控制系统包括热工测量、 控制和保护等部分,能够实现对汽轮机、锅 炉等设备的自动化控制。通过自动化控制技 术,可以确保电厂在最佳状态下运行,提高 发电效率,同时降低能耗和减少环境污染。
总结词
液位自动调节系统用于控制和稳定设备或工艺过程中的液位高度,确保液位在设定的范 围内波动。
详细描述
液位自动调节系统通过液位传感器检测液位高度,并将液位信号转换为电信号传输给控 制器。控制器根据设定值与实际值的偏差,输出控制信号调节进料或排料的运行,以实
现对液位的自动控制。
成分自动调节系统
总结词
要点一
总结词
网络化控制技术可以实现远程监控和操作,提高热工过程 的自动化和智能化水平。
要点二
详细描述
通过网络化控制技术,可以实现远程监控和操作热工设备 ,实时获取设备的运行状态和参数,提高设备的运行效率 和安全性。
节能减排的需求驱动
总结词
随着环保意识的不断提高,节能减排成为热工过程自动 调节的重要发展方向。
02
热工过程自动调节的基本 原理
自动调节系统的组成
测量元件
用于检测被调参数,并将其转换为可处理的信号。
控制器
接收测量元件的信号,根据设定的参数值进行比较和计算,输出控制信号。
执行机构
接收控制信号,驱动调节阀等执行元件进行动作,实现对被调参数的控制。
被调对象
需要进行自动调节的设备或系统。
自动调节系统的基本特性
化学反应器的自动控制系统
热工过程自动控制
特点:1、积分调节作用与偏差的大小没有直接的关系,故一般不单独使用
2、积分调节作用反映了偏差的累计情况,调节作用随时间而逐渐增强,因此能有效地小炒股系统的静态偏差
3、改善静态品质的同时恶化了动态品质,使过渡过程的振荡加剧,甚至造成系统不稳定
★★★4、调节系统的动态偏差
动态偏差:指系统在过渡过程中e(t)的最大值,记为em,
em=x(t)-y(tp) tp—系统第一次达到最大值的时间
(1) 调节系统的动态偏差em决定于调节器的调节作用,调节作用越强,em值越小
(2) 在稳定性相同的条件下,是PI调节器动态偏差最大,使用PD调节器,动态偏差最小
反馈:系统的输出又通过某个环节作用到输入;
在自动控制系统中,主要运用负反馈,性质有
1如果前向传递函数具有足够大的放大系数,则闭环传递函数等于反馈回路传递函数的倒数,而与前向传递函数无关;
2在负反馈闭合回路中,不论输入输出取什么信号,其传递函数的分母一样,所不同的只是传递函数的分子
信号线:指标是信号的传递关系和传递方向,而不代表物质的流动
采用P调节器的系统,七阶跃响应只有一个主要振荡成分,而采用PI和PD调节器的系统,其阶跃响应除了有一个主要的振荡成分以外,还有一个主要的非周期成分。采用PI调节器的系统中的非周期成分,反映了积分作用消除静态偏差的过程,而采用PD调节器的系统中的非周期成分,反映了微分作用抑制动态偏差的过程。
(2) 有自平衡
飞升速度E
延迟时间t
自平衡能力系数P
时间常数Tc
描写有自平衡能力对象动态特性的特征参数有三种组合:①(E,P,t) ②(E,Tc,t) ③(Tc,P,t)
热工过程自动控制
热工过程自动控制1. 什么是热工过程自动控制热工过程自动控制是指利用自动控制系统来监测和调整热工过程中的参数,以达到预定的目标。
这些参数可能包括温度、压力、流量等。
通过自动控制,可以提高热工过程的效率、稳定性和安全性。
2. 热工过程自动控制的原理是什么热工过程自动控制的原理基于控制系统的闭环反馈原理。
首先,通过传感器获取热工过程中的参数信息,如温度传感器可以测量温度值。
然后,将这些参数信息与预定的目标值进行比较,得到误差。
接下来,根据误差,控制器会采取相应的控制策略,如调整阀门开度或启动/停止加热器等,来实现热工过程的控制。
最后,通过执行器将控制信号转换为实际的操作,如控制阀门的开闭或调节加热器的功率。
3. 热工过程自动控制的优势是什么热工过程自动控制具有以下优势:- 提高效率:通过自动控制热工过程中的参数,可以优化操作条件,提高能源利用效率。
例如,根据实时需求调整加热器功率,避免能源的浪费。
- 提高稳定性:自动控制系统能够实时监测和调整热工过程中的参数,使其保持在预定的范围内。
这有助于防止过程变量的偏离和不稳定,提高过程的稳定性。
- 提高安全性:自动控制系统可以及时响应异常情况,并采取相应的措施来保护设备和人员的安全。
例如,在温度超过设定范围时,自动控制系统可以自动关闭加热器或启动冷却装置。
- 提高生产质量:通过自动控制热工过程,可以减少人为操作的误差,提高产品的一致性和质量。
4. 热工过程自动控制中常用的控制策略有哪些在热工过程自动控制中,常用的控制策略包括:- 比例控制:根据误差的大小,按比例调整控制信号。
这种控制策略适用于线性响应的系统,但可能会导致超调和稳定性问题。
- 积分控制:根据误差的累积值,进行控制信号的调整。
积分控制可以消除稳态误差,但可能导致系统的迟滞和震荡。
- 微分控制:根据误差的变化率,调整控制信号。
微分控制可以提高系统的响应速度,但对测量噪声敏感,可能引入噪声放大问题。
《热工过程自动控制技术》高职
《热工过程自动控制技术》高职随着科技的飞速发展,热工过程在各个领域的应用越来越广泛,对热工过程的控制也成为了各个行业亟需解决的问题。
为了满足高职院校对于热工过程控制技术的需求,本文将探讨《热工过程自动控制技术》这一课题。
首先,我们要明确热工过程的定义。
热工过程是指将热量传递给或从被传递热量的物体所构成的一系列过程。
例如,我们日常生活中涉及的焊接、熨烫、炒菜等,都属于热工过程。
而热工过程自动控制技术,就是利用控制理论、自动控制技术和计算机技术等手段,对热工过程进行控制和优化,使其达到预定的温度、压力、速度等参数。
那么,如何实现热工过程的自动控制呢?这就需要我们掌握一系列专业知识和技能。
首先,我们要了解热工过程的基本原理和特性,包括热量的传递规律、热工过程中的主要问题等。
其次,我们需要掌握自动控制理论和方法,包括传感器选择、信号处理、控制器设计等。
此外,我们还需要掌握计算机编程技术,包括程序设计、数据库操作等。
在实际应用中,如何实现热工过程的自动控制呢?我们可以通过以下几个步骤来实现:1.确定热工过程的性质和要求。
不同的热工过程具有不同的特点和需求,例如温度、压力、速度等。
因此,在实现自动化控制之前,我们需要先明确热工过程的性质和要求。
2.选择合适的传感器。
传感器的选择直接影响到自动化控制的质量和效果。
因此,我们需要根据热工过程的特点和要求,选择合适的传感器,以获取准确的信息。
3.对传感器信号进行处理。
传感器的信号可能存在噪声、漂移等问题,需要对信号进行预处理,以消除这些干扰因素。
4.设计自动控制算法。
根据热工过程的特点和要求,我们可以设计不同的算法来实现自动化控制,如PID控制、模糊控制、自适应控制等。
5.对控制器进行调试和优化。
根据实际需求和实际情况,我们可以对控制器进行调试和优化,以提高控制效果和稳定性。
6.对系统进行优化和调试。
在实际应用中,我们需要对整个系统进行优化和调试,以提高系统的性能和稳定性。
第2章热工过程自动控制的基本概念
发散振荡的品质指标
2.0
过渡时间??? 峰值时间???
1.5
1.0
0.5
0.0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
t
偏差性能指标min
平方误差积分准则 J e2 tdt
0
时间乘误差平方积分准则J te2 t dt
0
误差绝对值积分准则 J e2 t dt
0
时间乘误差绝对值积分准则 J t e2 tdt
衰减振荡(2)的MATLAB模拟
单调过程的MATLAB模拟
汽车ABS刹车时的车速和轮速
三、品质指标
余差(e) :系统过渡过程终了时给定值与被控参 数稳定值之差 最大偏差(A):被控参数第一个波的峰值与给 定值的差 衰减比(n):振荡过程的第一个波的振幅与第二 个波的振幅之比
衰减率(f):经过一个周期后,波动幅度衰减的 百分比 过稳渡定过值程 的5时%间或(2t%s)范:围系内统所过需渡的过时程间曲线进入新的 峰值时间(tp):系统过渡过程曲线到达第一个峰 值所需的时间,反映系统响应的灵敏程度
反应快,按设定的程序控制,必须有模型
人工控制
人在完成一项有目的的任务所经历的过程 眼睛观察 大脑分析决策、预期目标 油门执行 汽车受控对象
预期 分析决策
目标
观察 执行 观察
干 扰
工作对象被控量
预期 目标
设定 速度
汽车定速巡航
干
观察
扰
分析决策 执行 受控对象
调节器
观察 测量 执行
干 扰
受控对象
测量
最 大 偏 差
h(t)
0.8
0.6
0.4
热工过程自动控制原理教学设计
热工过程自动控制原理教学设计1. 前言随着社会的不断发展,科技的不断进步,自动化技术在各行各业的应用越来越广泛。
在热工领域中,也不例外。
为了适应这种社会发展和技术进步,本文探讨了热工过程自动控制原理教学设计。
本文将从以下几个方面进行探讨:•热工过程自动控制的概念及原理•热工过程自动控制的应用场景•热工过程自动控制原理的教学设计2. 热工过程自动控制的概念及原理2.1 热工过程自动控制的概念热工过程自动控制是指通过控制系统来实现对热工过程参数的实时监控与调节,从而实现热工过程的自动化控制。
要完成这项工作,需要采用传感器、执行器等关键的控制部件。
2.2 热工过程自动控制的原理热工过程自动控制的原理基于控制系统基本原理,即控制器接收传感器测量得到的物理量信息,然后根据预设控制策略调整执行器的运动,最终实现对热工过程参数的控制。
3. 热工过程自动控制的应用场景热工过程自动控制的应用场景非常广泛,包括以下方面:•热力发电•工业锅炉•燃煤热电联产•烟气脱硫4. 热工过程自动控制原理的教学设计4.1 教学目标通过热工过程自动控制原理的教学,使学生了解热工过程自动控制的基本概念和实现原理,掌握其在实际生产中的应用场景,并能够运用所学知识分析和解决控制系统遇到的问题。
4.2 教学内容•热工过程自动控制的概念及原理;•热工过程自动控制的应用场景;•热工过程自动控制系统的组成及其作用。
4.3 教学方法•理论课讲解:在理论课讲解中,可以通过讲授基本原理来使学生了解控制系统的结构和运作方式。
•实验课实践:在实验课实践中,可以运用实际案例模拟控制系统的实际运作,使学生深入了解控制系统的组成和运作方式。
•学生讨论:学生可以通过课程的讨论、小组讨论等形式,一起探讨控制系统遇到的问题,分析问题原因,并寻找合适的解决方案。
4.4 教学评估为了评估学生的学习成果,可以采用以下方式进行:•课堂测试:在课程的中间或末尾,根据学生所学的内容,设置相应的笔试或实际操作测试,来检验学生的掌握情况;•课程设计:在课程设计中,要求学生采用所学知识,设计一个热工过程自动控制系统,并在作品中注明设计理念,组成原理,实际应用场景等;•学术研究:学生可以通过学术研究的方式,探讨相关的热工过程自动控制方面的课题,撰写论文或作品,以提高其写作及分析研究的能力。
《热工过程自动控制技术》第六章-PPT课件
热工过程自动控制技术
DEH的超速防护系统(OPC)
2024/1/5
热工过程自动控制技术
手动控制回路
2024/1/5
热工过程自动控制技术
热工过程自动控制技术
DEH系统的速度和负荷控制原理
▪ (一)阀门的自动控制:P227
DEH系统在发电机主开关合闸之前(BR=0)所控制的 是机组的转速,合闸之后(BR=1)控制机组负荷,故又可 将汽轮发电机组的控制分为转速控制与负荷控制,其控 制原理如图6-6所示,DEH控制系统由以下几部分组成:
热工过程自动控制技术
第六章 汽轮机数字电液控制系统
▪ 一、DEH系统的构成: ▪ 二、DEH系统的工作原理: ▪ 三、DEH系统的主要功能: ▪ 四、DEH系统的速度和负荷控制原理:
2024/1/5
热工过程自动控制技术
DEH系统的构成
▪ DEH系统由被控对象、CRT图像站、数字控制器及EH油系 统构成。
转速控制
▪ 阀门控制逻辑图
▪ 转速控制原理图
2024/1/5
热工过程自动控制技术
负荷控制
2024/1/5
热工过程自动控制技术
二级手动
2024/1/5
热工过程自动控制技术
一级手动
2024/1/5
• (1)超速防护系统(OPC): • (2)机械超速和手动脱扣系统: • (3)危急遮断控制系统(ETS):
▪ 5.实现手动控制、无扰动切换、冗余切换:
2024/1/5
热工过程自动控制技术
负荷自动控制
DEH系统在负荷控制阶段,具有下列自动控制方式:
▪ (1)操作员自动控制方式(OA) ▪ (2)远方遥控方式(REMOTE) ▪ (3)电厂级计算机控制(PLANT COMP) ▪ (4)自动汽轮机程序控制方式(ATC)
热工过程自动控制技术
声明:亲们,鉴于有些撸友的课本至今还是空白,特把容嬷嬷课的重点圈出,仅供参考,真诚帮人,高手勿喷。
热工过程控制自动控制技术第一章自动控制原理基础一、自动控制系统的组成自动控制装置(变送器、控制器、执行器)、生产设备(被控对象)二、自动控制系统的基本控制方式开环控制是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程闭环控制是指控制装置与被控对象之间既有顺向作用,又有反向联系的控制过程复合控制就是开环控制和闭环控制相结合的一种控制方式三、自动控制系统的品质指标稳定性(衰减率=0.75~0.98,即振荡2~3次)、准确性(静态偏差y越小越好)、快速性控制系统在阶跃信号作用下过渡过程的基本形式(稳定的控制系统(非周期过渡过程、衰减振荡的过程)、不稳定的控制系统(等幅震荡过程、渐扩振荡过程))四、数学模型数学模型是描述系统输入、输出变量以及内部各物理量(或变量)之间关系的数学表达式建立控制系统数学模型的目的是为了用一定的数学方法对系统的性能进行定性分析和定量计算,乃至综合与校正系统五、环节的基本联接方式环节的串联:串联后总的传递等于各串联环节传递函数的乘积环节的并联:并联环节的总传递函数为各并联环节传递函数的代数和六、控制系统的稳定性分析稳定性是指系统受到扰动作用后偏离原来的平衡状态,在扰动作用消失后,经过一段过渡过程是将能否回复到原来的平衡状态或足够准确地回到原来平衡状态的性能。
稳定性取决于系统本身固有的特征,而与扰动信号无关。
第二章自动控制系统综述一、自平衡能力对象受到干扰作用后,平衡状态被破坏,无需外加任何控制作用,依靠对象本身自动平衡的倾向,逐渐地达到新的平衡状态的性质,称为对象的自平衡能力。
对象自平衡的实质是对象输出量变化对输入量发生影响的结果,或者说,对象内部存在着负反馈。
二、控制器的控制规律比例控制(P)是及时、快速的;比例积分控制(PI)是缓慢的、逐渐的;比例微分控制(PD);比例微分积分控制(PID)三、串级控制系统在结构上形成了两个闭环,一个闭环在里面,称为内回路或者副回路,在控制过程中起着“粗调”的作用;一个闭环在外面,称为外回路或者主回路,用来完成“细调”任务。
热工过程自动控制培训课件(共 45张PPT)
2.3.5超声波液位测量仪表
超声波液位计基本 原理
超声波液位计利用超声 波的各种特性来测量液位,如 利用声波碰到液面(或料面) 产生反射波的原理,测出发射 波和反射波的时间差,从而计 算出液面高度,用于连续测量。 另外利用声波在不同介 质中声阻抗的差异,有液位时, 声阻抗较小,无液位时,声阻 抗最大,放大器使继电器励磁 或释放,来进行液位报警。
测量范围
WZP型铂电阻 测量范围: -200~420℃ Pt100 WZC型铜电阻 测量范围: -50~100℃ Cu50
2.1.3热电偶
基本概念
热电偶分度号:毫伏信号相对应的温度值。 K、J、R、S 。K 分度号(镍铬-镍硅)等。 补偿导线:在一定温度范围内(包括常温)具有与所匹配的 热电偶的热电动势的标称值相同的一对带有绝缘层的导线,用他 们连接热电偶与测量装置,以补偿他们与热电偶连接处的温度变 化所产生的误差。
超声流量计
2.3物位测量仪表
2.3.1直读式液位测量仪表 2.3.2差压式液位测量仪表 2.3.3浮力式液位测量仪表 2.3.4电气型液位测量仪表
2.3.5超声波液位测量仪表
2.3.6雷达液位计
2.3.1直读式液位测量仪表
测量原理
利用仪表与被测量容器的 气相、液相直接连接来直接读取 容器内的液位高低。 这种液位计适宜于就地直 读液位的测量。有时也用于自动 液位计零位和最高液位的校准。
热工过程自动控制培训
内容:1.电厂热工过程自动控制 2.自动化仪表 3.数字控制系统
2015.11
1.电厂热工过程自动控制
1.1热工过程自动控制的目的
电厂热工过程的自动控制主要是对锅炉、 汽轮机及其辅助设备运行的自动控制,控制的 目的是使机组自动适应工况的变化而且保持在 安全、经济的条件下运行。
热工过程自动控制原理课程设计
热工过程自动控制原理课程设计1. 引言本课程设计旨在通过实际的热工过程控制系统,帮助学生更好地理解热工过程自动控制原理。
本次课程设计主要包括以下内容:热工过程自动控制基础、温度控制、压力控制、流量控制和自动化程度优化等方面。
2. 热工过程自动控制基础热工过程自动控制系统是指通过自动化技术实现对热工过程的自动控制。
其中自动化技术包括传感器、执行器、控制器和人机界面等。
热工过程自动控制主要应用于各种生产过程中的热处理、加热、冷却、干燥、燃烧等环节。
热工过程自动控制系统的主要特点包括:控制精度高、响应速度快、控制范围广、操作简单等。
同时,热工过程自动控制系统也具有很强的适应性和可靠性。
3. 温度控制温度控制是热工过程自动控制系统中最常见的一种控制方式。
通过温度传感器采集实时温度信号,传输至控制器,由控制器通过调节执行器的动作实现温度的自动控制。
温度控制的主要方法包括:比例控制、积分控制、微分控制和PID控制等。
其中,PID控制是温度控制中最为广泛应用的一种控制方式,其控制精度高,响应速度快,适用于各种热工过程的自动控制。
4. 压力控制压力控制是一种常见的热工过程自动控制方式。
通过压力传感器采集实时压力信号,传输至控制器,由控制器通过调节执行器的动作实现压力的自动控制。
压力控制的主要方法包括:比例控制和PID控制等。
其中,PID控制同样适用于压力控制,其控制精度高,响应速度快,能够实现对不同范围的压力进行自动控制。
5. 流量控制流量控制是一种能够实现对液体或气体流量自动控制的控制方式。
通过流量传感器采集实时流量信号,并传输至控制器,由控制器通过调节执行器的动作实现对流量的自动控制。
流量控制的主要方法包括:比例控制、积分控制、微分控制和PID控制等。
其中,PID控制同样适用于流量控制,其控制精度高,能够较好地实现对液体或气体流量的自动控制。
6. 自动化程度优化热工过程自动控制系统的自动化程度是评价自动化程度的一个重要指标。
热工过程自动控制课件
有 自 衡
∆h(t)
1.0 0.8 0.6
c(∞)
单 容
0.4 0.2 0.0 0 1 2 t 3 4
(3) 时间常数
当对象受到阶跃输人后,输出 被调量 被调量)达到新的稳态 当对象受到阶跃输人后,输出(被调量 达到新的稳态 值的63.2%所需的时间就是时间常数 所需的时间就是时间常数T 值的 所需的时间就是时间常数 1.2
按 结 构
给定值 控制器 执行器 变送器 被控对象 被控量
2.前馈控制系统(开环) 2.前馈控制系统(开环) 前馈控制系统
按 结 构 分 类
前馈控制 变送器 执行器 扰 动 被控对象 被控量
反馈控制
前馈控制
1)按扰动调节,只能克服某 按扰动调节, 种扰动; 种扰动; 2)无需进行稳定性分析; 无需进行稳定性分析; 3)控制作用及时。 控制作用及时。
(b) 等 幅 振 荡
在输入为阶跃函数时, 阶跃响应函数 :在输入为阶跃函数时,系统 的输出随时间变化的过程。 的输出随时间变化的过程。
(c) 衰 减 振 荡
(d) 单 调 过 程
一、控制过程的基本形式
(a) 发 散 振 荡 (c) 衰 减 振 荡 (b) 等 幅 振 荡 (d) 单 调 过 程
(1) 放大系数
放大系数在数值上放大系数等于对象的输出稳态值与输 入稳态值之比
1.2
有 自 衡
∆h(t)
1.0 0.8 0.6
c(∞)
0.4 0.2 0.0 0 1 2 t 3 4
(2) 自平衡率
被控量每化一个单位所能克服的扰动量,ρ=0时表示没有自平 =0时表示没有自平 衡能力, 越大表示自平衡能力越强。 1.2 衡能力, ρ越大表示自平衡能力越强。
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1、精度为0.5级的温度表,测量范围为50~800°C,该表的允许基本误差是A、±3.75°℃B、±4°CC、±4.25℃D、±0.35°C正确答案:A2、标准化节流装置是()。
A、文丘利管B、偏心孔板C、翼形动压管D、毕托管正确答案:A3、火电厂中,燃油流量的测量普遍地使用A、耙式流量计B、标准孔板C、转子流量计D、恒压降式流量计正确答案:A4、在计算机控制系统中主机与外设备是()。
A、硬件部分B、软件部分C、中间部分D、控制部分正确答案:A5、用孔板测量流量,孔板应装在调节阀()。
A、前B、后C、进口处D、任意位置正确答案:A6、在DDZⅢ型仪表中,现场与控制室之间用()的信号。
A、4~20mAB、0~10MaC、0~10MaD、0~20V。
正确答案:A7、汽轮机润涓油低油压保护应在()投入A、盘车前B、满速后C、冲转前D、带负荷后正确答案:A8、电接点水位计是利用锅水与蒸汽()的差别而设计的,它克服了汽包压力变化对水位的影响,可在锅炉启停及变参数运行时使用。
A、电导率B、密度C、热容量D、电阻正确答案:A9、采用按控制功能划分的设计原则时,分散控制系统可分为DAS、MCS、SCS、FSSS等子系统,其中MCS的中文含义是()A、模拟量控制系统B、数据采集系统C、顺序控制系统D、炉膛燃烧安全监控系统正确答案:A10、锅炉过热蒸汽温度调节系统中,被调量是()A、过热器出口汽温B、减温水量C、减温阀开度D、过热器进口汽温正确答案:A11、主厂房内架空电缆与热体管道应保持足够的距离,控制电缆不小于()mA、0.5B、1C、0.8D、0.3正确答案:A12、数字式电液控制系统用作协调控制系統中的()部分。
A、汽轮机执行器B、锅炉执行器C、发电机执行器D、协调指示执行器正确答案:A13、DEH系统不必由自动切至手动的情况是()A、由单阀切换为多阀运行时。
B、阀门控制卡(VCC卡)故障,在线更换VCC卡C、一只LDT故障,在线更换故障的LVDT时D、DPU(主控站)故障正确答案:A14、协调控制渭压运行方式是以()为基础的协调控制系统。
A、锅炉跟踪协调;B、汽机跟踪协调C、锅炉跟踪D、汽机跟踪。
正确答案:A15、比例调节器的整定参数是()A、比例带B、超调量C、积分时间D、惯性时间常数正确答案:A16、直流锅炉机组运行中丰存在几种比例关系,下列不成比例的是(A、给水量与燃料量B、燃料量与负荷;C、送风量与燃料量;D、给水量与送风正确答案:A17、关于单元制机组“机跟炉和炉跟机”运行方式选择,下列叙述错误的是A、炉跟机适应于锅炉有故障的工况B、炉跟机适应于汽机有故障的工况C、机跟炉适应于锅炉有故障的工况D、机跟炉适应于带基本负荷的机组。
正确答案:A18、氧化锆氧量计要得到佳确的测量结果,其工作温度必须在A、500°C左右B、850°C左右;C、1200°℃左右D、600°左右。
正确答案:B19、自动调节系统中,静态与动态的关系A、是线性关系B、静态是动态的一种特例C、非线性关系D、无任何关系正确答案:B20、基地式调节阀适用于()的场A、流量变化大B、调节精度要求不高C、仪表气源供应方便D、调节精度要求高正确答案:B21、低噪音调节阀常用的是()。
A、单座阀B、套筒阀C、隔膜阀D、角阀正确答案:B22、我们常提到的PLC是()A、可编程序调节器;B、可编程序控制器C、集散控制系统D、总线控制。
正确答案:B23、通过移动特性曲线使频率恢复到额定值,这种调节作用称为A、一次调节B、二次调节C、二次调节D、四次调节正确答案:B24、热工信号和保护装置能否正常运行,将直接影响到设备、人身的安全。
因此,应该在()投入。
A、主设备启动后一段时间B、主设备启动前C、主设备并网后D、总工同意后正确答案:B25、热工仪表的质量好坏通常用()等三项主要指标评定。
A、灵敏度、稳定性、时滞B、准确度、灵敏度、时滞C、稳定性、准确性、快速性D、精确度、稳定性、时滞正确答案:B26、在协调控制系统的运行方式中最为完善、功能最强的方式是()。
A、机炉独自控制方式B、协调控制方式C、汽轮机跟随锅炉方式D、锅炉跟随汽轮机方式正确答案:B27、设备送电后CRT上显示的颜色状态为()A、红色B、绿色C、黄色D、紫色正确答案:B28、发电机组的联合控制方式的机跟炉运行方式、炉跟机运行方式、手动调节方式由运行人员()来选择。
A、随意B、根据机、炉设备故障情况C、由领导决定D、根据电网调度要求正确答案:B29、主蒸汽管的管壁温度监测点设在()A、汽轮机的电动主汽门后B、汽轮机的自动主汽门前C、汽轮机的调节汽门前的主汽管上D、主汽门和调节汽门之间。
正确答案:B30、过热器出口压力为15MPa及以上的锅炉的汽包水位信号应采取()值的方式进行优选A、三取平均B、三取中C、三取二D、三取高值正确答案:B31、锅炉汽包水位高、低保护应采用独立测量的()的逻辑判断方式。
A二取平均值B、三取二C、三取中D、三取中正确答案:B32、锅炉汽包水位高、低保护当有一京因某种原因须退出运行时,应目动转为()的逻辑判断方式A.二取平均值B、二取一C、二取高D、二取低正确答案:B33、关于单元机组目动调节系统中常用的校正信号,下列叙述中错误的是A、送风调节系统中用烟气氧量与给定值的偏差作为送风量的校正信号B、给水调节系统中用给水压力与给定值的偏差作为送风量的校正信号C、在燃料量调节系统中用机组实际输出的功率与负荷要求的偏差来校正燃烧率D、在汽压调节系统中常引入电网频率的动态校正信号,使电网频率改变时,汽轮机进汽阀不动作。
正确答案:B34、DEH的ATC运行方式,下列叙述中错误的是A、目标转速,目标负荷是通过AC程序由主计算机确定的最佳值B、在ATC方式可自动升负荷至额定负荷。
C、升速率和升负荷率是通过ATC程序由主计算机确定的最佳值D、在ATC方式可进行自动升速、暧机、主汽门调节汽门切换正确答案:B35、在DEH阀门管理功能叙述中,错误的是()A、在单、多阀切换过程中,负荷基本上保持不变B、在单、多阀切换过程中,如果流量请求值有变化,阀门管理程序不响应C、阀门管理程序能提供最佳阀位D、能将某一控制方式下的流量请求值转换成阀门开度信号正确答案:B36、仪表的精度等级是用下面哪种误差表示的A、系统误差B、绝对误差C、允许误差D、相对误差正确答案:C37、恒值调节系统、程序调节系统、随动调节系统是按什么来划分的A、按目动调节系统的结构B、按自动调节系统的特性C、按给定值变化的规律D、按自动调节系统的类正确答案:C38、在自动化领域中,把被调量随时间变化的不平衡状态称为()A、动作B、运动C、动态D、稳态正确答案:C39、计算机软件包括A、外部设备B、各种仪表C、用各种语言编写的程序等D、计算机的CPU正确答案:C40、BASC语言属于()。
A、计算机驱动程序B、计算机硬件C、计算机语言D、汇编语言正确答案:D41、补偿导线的正确敷设应从热电偶起敷到()为止。
A、就地接线箱B、二次仪表C、与冷端补偿装置同温的地方D、控制室。
正确答案:C42、在节流装置的流量测量中进行温、压补偿是修正()。
A、随机误差B、相对误差;C、系统误差;D、偶然误差正确答案:C43、调节系统的稳定性是对调节系统最基本的要求,稳定啁节过程的衰减率屮应是:A、屮=0B、屮<0C、0<甲<1D、屮=1正确答案:C44、下面哪一个是分散控制系统的英文缩写()。
A、PMKB、 PLCC、DCSD、PCS正确答案:C45、用万用表判断三极管的好坏,应将万用表置()挡A、直流电压挡B、交流电压档C、欧姆档D、任意。
正确答案:C46、工业现场压力表的示值表示被测参数的()。
A、动压B、全压C、静压D、绝对压力正确答案:C47、协调控制系统由两大部分组成,其一是机、炉独立控制系統,另一部分是()。
A、中调来的负荷指令B、电液调节系统C、主控制系D、机组主控制器正确答案:C48、负逻辑体制中用O表A、电压为0伏B、低电平C、高电平D、断路正确答案:C49、测量仪表的准确度等级是0.5级,则该仪表的基本误差是()。
A、0.01B、-0.01C、-0.5%到+0.5%D、-0.1%到+0.1%正确答案:C50、当一套汽包水位测量装置因故障退出运行时,一般应在()内恢复,最多不能超过24小时A、4小时B、6小时C、8小时D、12小时正确答案:C51、热电偶补偿导线与热电偶连接点的温度,对热电偶热电势无影响,其依据是A、均质定律B、中间导体定律C、中间温度定律D、参考电极定律正确答案:C52、功频电液调节系统的输入信号是()。
A、转速B、功率C、功率和频率D、频率正确答案:C53、DCS上无法记忆的开关跳闸信息是()A、操作员误点操作器B、热工联锁保护动作C、按下就地事故按钮D、操作员正常点操作器正确答案:C54、闭环系统()馈啁节系统。
A、不一定是B、不是C、大多是D、一定是正确答案:D55、调节系统的整定就根据调节对象啁节通道的特性确定()参数。
A、变送器B、传感器C、执行器D、调节器正确答案:D56、下列信号中不是热工信号的是A、主汽温度高报警B、汽包水位低报警C、炉膛压力低报警D、发电机跳正确答案:D57、与AGC相关的自动调节等级最低的一项是()。
A、CCSB、给煤目动C、燃料主控D、给水自动正确答案:D58、在功频电液调节中不能克服的反调现象的措施是()A、除转速信号外,增加采用转谏的微分信号B、在功率测量中加惯性延迟C、在功率信号中加负的功率微分信号D、在功率信号中加积分信号正确答案:D59、电接点压力表用来()。
A、测量瞬时压力值B、测量最大压力值C、测量最小压力值D、当指针与压力高限或低限电接点闭合时,发出动作信号正确答案:D60、为了减小云母水位计的指示误差H,应该()。
A、缩短云母水位计的汽水连通管高度LB、加长云母水位计的汽水连通管高度LC、将云母水位计中心线的安装位置等于汽包中心线D、将云母水位计中心线的安装位置偏高于汽包中心线约4H值正确答案:D61、下列布尔代数运算错误的是()A、A+1+1B.A·A=AC.1+1=1D.1+0=0正确答案:D62、关于数字式电液调节系统,下列叙述不正确的是()A、调节系统中外扰是负荷变化;B、调节系统中内扰是蒸汽压力变化C、给定值有转速给定与功率给定D、机组启停或甩负荷时用功率回路控制正确答案:D63、下列哪些参数超限时,需人为干预停机()。
A、汽机超速;B、润滑油压极低C、真空极低D、蒸汽参数异常,达到极限值正确答案:D64、压力式温度计属于液体膨胀式温度计。