第八章14热工顺序控制系统简介
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第八章 热工顺序控制系统
一、顺序控制系统功能、作用、项目 二、热工顺序控制组成、术语、应用 三、单元机组热工顺序控制的分级 四、顺序控制装置 五、联锁控制技术P250-P252 六、联锁控制例 两台水泵联动控制 七、顺序控制例 锅炉定期排污顺控 八、某锅炉风烟系统图及其顺序控制 九、某电动给水泵系统图及顺序控制
五、联锁控制技术P250-P252
• • • • 1.联锁控制： 联动控制(动)信号、闭锁控制(禁)信号 2.联锁控制实现方法： 联动信号、闭锁信号的引入相应的设备执 行级。 • 一设备可能既有联动信号又有闭锁信号； 两类矛盾信号同时出现时就取决于优先权。
联锁控制技术P250-P252
• 3.联锁保护：当某些设备故障或停运则自动 停止或启动与其相关的设备的状态。 • 4.联动功能和联锁条件：联动备用设备（因 参数异常、设备故障）；联跳（闭锁）相 关设备 • 5.闭锁功能和闭锁条件：禁止不合条件的或 非法操作，禁止矛盾事件同时发生。
4.设备（驱动）级控制P239
• 设备（驱动）级控制是顺序控制的基础级， 它是用于对具体设备进行执行操作的电路 或装置。如电动门控制装置、电动机控制 装置等。对其状态可以在控制室监视和远 方操作，或进行就地监视和操作。 • 设备级控制是一对一的操作，即一个启停 指令对应一个驱动装置。如对某截流阀的 单一性操作可在CRT键盘上操作完成。
2.功能组级控制P238-P239
• 是将相关联的设备相对集中地进行启动或 停止的顺序控制。当功能组级控制未受到 机组级控制而独立工作时也叫功能组手动 方式。 • 它接受机组级下发或其他功能组来的启停 联跳等指令。 • 启/停、自动/手动(A/M)操作； • 闭锁（HALT)/释放(RELEASE)操作； • 首台控制设定操作
人工干预
• 同热工自动调节中有手动/自动方式一样， 在顺序控制中也需要人工干预，如：自动/ 手动、启动/停止、回退/继续、中止/释放、 跳步/选程、选择/确认、工作/备用/首选、 断点的完成/复位等操作。
3.热工顺序控制应用
• 火电厂顺序控制主要用于主、辅机的自动 启停操作和局部工艺系统的运行操作。其 应用范围大致分为以下几部分。 • 锅炉部分：锅炉的点/熄火、燃烧器切投、 制粉系统的顺序控制，空预器、一次风机、 送/引风机及其档板、泵等顺序控制，汽包 锅炉定期排污系统、锅炉吹灰系统、灰渣 系统等顺序控制。
教学要求与教学内容
• 教学要求：掌握控制系统的控制级、操作手段设 置原则、顺控系统控制范围，重点掌握典型顺序 控制例。 • 教学内容： • 概述 顺控项目、组成、级、操作手段设置原则、 顺控范围，设备保护、条件闭锁、顺控装置类型。 • 联锁控制例 两台水泵联动控制 • 顺序控制例 锅炉定期排污顺控或风烟系统顺控。
热工顺控基本作用与典型项目
• 2.顺序控制的基本作用是可以减少误操作， 减少操作监视点，提高操作效率和运行效 益。 • 电厂热工顺序控制常用于输煤制粉、化水 处理、锅炉机组、汽轮机组、辅助设备、 辅助系统的启动停止等方面。
典型热工顺控项目
• 3.典型热工顺控项目 • 锅炉部分：空预器、送风机、引风机、一 次风机、循环水泵、制粉系统、吹灰、定 期排污、除灰、除渣、排汽疏水等； • 汽机部分：给水泵、凝结水、低压油、高 加、低加、汽封、轴封、疏水、冷却水、 密封油等系统；
三、单元机组 热工顺序控制的分级
1.机组级控制P238
• 机组级控制为机组最高一级的控制，它可以在最 少的人工干预下完成整套机组的启动和停止。机 组级控制也叫做功能组自动方式。 • 接到启停指令按设定逻辑综合实际工况，判断采 用启动（温、热、冷）方式或停机，对相关对应 的功能组级发指令，使机组从初态启动到某负荷， 或从某负荷或解列到停机。 • 它需设置少量断点，经运行人员确认后，程序继 续执行。功能完成后，反馈“完成”信号。由人 确认或指令后，继续下一步工作。 • 可见其并非完全全部自动化。
• 对于热工顺序控制来说实质就是采用了 一套自动装置取代人的操作。 • 热工顺序控制中过去主要采用继电器控 制柜、电子逻辑控制柜，现在多采用可 编程控制器PLC和集散控制系统DCS等 来实现顺序控制的逻辑运算。
序控制术语
• 开环与闭环：顺序控制可以是开环的，也 可以是闭环的。开环控制时，顺序的转换 与动作将取决于输入信号，而与动作结果 无关。闭环控制时，顺序的转换与动作不 仅取决于输入信号且受生产现场来的回报 信号的控制，即与顺控动作的结果有关。
PLC与DCS联网实现SCS
DCS实现SCS
DCS实现机组顺序控制
• 机组顺序控制系统按照工艺系统分成40个功能组，其中辅 机93台，阀门139个只，主要挡板约20个，I/O点约2200 个。 • 机组顺序控制是分阶段控制的，每个阶段结束时设置断点， 待新的指令下达后，执行下一个程序段。 • 工程应用中主要有以下几个程序段： • 启动准备1：启动水循环系统、进行水质分析和水的回收、 处理阶段； • 启动准备2：汽机盘车、抽真空、锅炉点火准备阶段； • 锅炉点火阶段； • 汽机冲转阶段； • 发电机并网带初始负荷阶段。
回报信号
• 所谓“回报信号”是指对指令执行动作的 反馈信号，它一般也是进行下一个顺序 （程序）控制步的条件。而所谓顺序（程 序）控制步是指在顺序控制中各关系紧密 的动作组构成的功能阶段，如油层控制的 油燃烧器控制中：推进油枪、点火枪点火、 送油雾化的过程就可以视为一个顺序步。 在顺序控中也要用到联动和闭锁控制技术， 以实现自动操作和顺控中的保护。
一、顺序控制系统功能、 作用、项目
• 1.顺序控制系统(Sequence Control System) 简称SCS或SEQ。 • 顺序控制技术基本含义是按照预先规定好 的顺序、时间或条件、逻辑，对生产工艺 过程中的相关设备自动地依次进行一系列 操作。 • 顺序控制有时也称为程序控制，它属于开 关量控制，现在一般统称为顺序控制。
锅炉点火阶段
• 1.锅炉点火暖炉； • 2.投入油燃烧系统，锅炉蒸汽系统升 温升压； • 3.投入汽机高、低旁路； • 4.投入暖机和疏水系统。
汽机冲转阶段
• • • • 1.汽轮机冲转，低速摩擦检查； 2.汽机中速暖机； 3.汽机自动升速控制； 4.汽机超速试验。
发电机并网带初负荷阶段
• • • • 1.自动励磁及同期装置投入； 2.发电机并网带初负荷阶段； 3.逐一投入制粉系统，准备升负荷； 4.投入汽动给水泵升负荷。
联跳逻辑 停止（闭锁）其它设备运行
闭锁逻辑 停止本设备运行
横向小联锁逻辑 防止工作-备用-工作反复联动
纵向小联锁 设备间启停的先后次序控制
某锅炉大联锁控制
思考题与习题
• 1.试说出顺序控制技术的基本含义，顺控系 统的基本作用。 • 2.试说出热工顺控的应用范围。 • 3.试说出单元机组的顺序控制系统的分级 • 4.常见顺控操作对象，常见人工干预功能项 目，常用顺控术语等。 • 5. 思考题及习题 • P281 1.2.3.4.5.6.
四、顺序控制装置
• • • • 1.固定顺序型： 继电器式、逻辑组件式； 2.可编程序型： PLC、DCS等
PLC硬件接原理结构图
常用开关量编程语言形式简介
• • • • • 1、梯形图(Ladder diagram) 2、语句表(Instruction list) 3、功能模块图(Function block diagram) 4、结构文本(Structured Text) 5、顺序功能图语言(Sequential function chart)
3.功能子组级控制P239
• 一个比较大的工艺系统可以按控制功能不同分解 为几个局部独立过程进行分别控制。 • 功能子组常以一个重要辅机为中心，包括辅助设 备和关联设备组成一个相对独立的小系统。如电 动泵的功能级顺控是以电动泵为中心，包括其辅 助润滑油泵、泵的出口门、入口门、再循环门等 设备的控制。在一个启动操作指令发出后，将按 预定顺序一次自动的操作辅助设备和主设备。 • 其程序启动方式有两种：人工发出的启停指令， 或上级功能组发出的启停指令。
热工顺控应用
• 汽机部分：汽机的启/停顺序控制，润滑油 泵、凝结水泵等泵的顺序控制，以及电动 门的顺序控制、凝汽器胶球清洗、凝结水 除盐顺序控制等。 • 输煤部分主要有卸煤、储煤、上煤、配煤 的顺序控制。 • 水处理部分主要有原水净化处理、废水处 理等顺序控制。
顺控应用及操作对象
• 由此可见，顺序控制一般用于需要经常进 行有规律性操作或操作过程较复杂的控制 项目； • 顺序控制的操作对象主要有：电动机、泵、 电动门、风门档板等。
二、热工顺序控制系统组成、 术语、应用
• 1.热工顺序控制系统的组成 • 检测装置：各类检测开关 • 监控装置：人机界面，灯、铃、按钮，CRT 操作站等 • 顺序控制装置：继电器式、逻辑组件式、 PLC、DCS等 • 执行机构：电动、气动、液动执行机构、电 动门、电磁阀、电动机、阀门、挡板等
顺控的实质与逻辑设备
启动准备1
• 主要任务是启动水循环系统、进行水质 分析和水的回收、处理。 • 1.启动电动给水泵； • 2.投入汽机循环水系统； • 3.投入汽机凝结水系统； • 4.投入辅助蒸汽加热系统； • 5.锅炉注水、疏水及排污清洗等。
启动准备2
• • • • • • • • • 主要任务是汽机盘车、抽真空、炉点火准备。 1.启动器机润滑油系统； 2.投入锅炉风烟系统； 3.投入锅炉燃油系统； 4.投入汽机轴封系统； 5.启动凝汽器抽真空系统； 6.投入汽机工作油系统； 7.投入发电机密封油系统； 8.投入发电机冷却系统。
一、顺序控制系统功能、作用、项目 二、热工顺序控制组成、术语、应用 三、单元机组热工顺序控制的分级 四、顺序控制装置 五、联锁控制技术P250-P252 六、联锁控制例 两台水泵联动控制 七、顺序控制例 锅炉定期排污顺控 八、某锅炉风烟系统图及其顺序控制 九、某电动给水泵系统图及顺序控制
五、联锁控制技术P250-P252
• • • • 1.联锁控制： 联动控制(动)信号、闭锁控制(禁)信号 2.联锁控制实现方法： 联动信号、闭锁信号的引入相应的设备执 行级。 • 一设备可能既有联动信号又有闭锁信号； 两类矛盾信号同时出现时就取决于优先权。
联锁控制技术P250-P252
• 3.联锁保护：当某些设备故障或停运则自动 停止或启动与其相关的设备的状态。 • 4.联动功能和联锁条件：联动备用设备（因 参数异常、设备故障）；联跳（闭锁）相 关设备 • 5.闭锁功能和闭锁条件：禁止不合条件的或 非法操作，禁止矛盾事件同时发生。
4.设备（驱动）级控制P239
• 设备（驱动）级控制是顺序控制的基础级， 它是用于对具体设备进行执行操作的电路 或装置。如电动门控制装置、电动机控制 装置等。对其状态可以在控制室监视和远 方操作，或进行就地监视和操作。 • 设备级控制是一对一的操作，即一个启停 指令对应一个驱动装置。如对某截流阀的 单一性操作可在CRT键盘上操作完成。
2.功能组级控制P238-P239
• 是将相关联的设备相对集中地进行启动或 停止的顺序控制。当功能组级控制未受到 机组级控制而独立工作时也叫功能组手动 方式。 • 它接受机组级下发或其他功能组来的启停 联跳等指令。 • 启/停、自动/手动(A/M)操作； • 闭锁（HALT)/释放(RELEASE)操作； • 首台控制设定操作
人工干预
• 同热工自动调节中有手动/自动方式一样， 在顺序控制中也需要人工干预，如：自动/ 手动、启动/停止、回退/继续、中止/释放、 跳步/选程、选择/确认、工作/备用/首选、 断点的完成/复位等操作。
3.热工顺序控制应用
• 火电厂顺序控制主要用于主、辅机的自动 启停操作和局部工艺系统的运行操作。其 应用范围大致分为以下几部分。 • 锅炉部分：锅炉的点/熄火、燃烧器切投、 制粉系统的顺序控制，空预器、一次风机、 送/引风机及其档板、泵等顺序控制，汽包 锅炉定期排污系统、锅炉吹灰系统、灰渣 系统等顺序控制。
教学要求与教学内容
• 教学要求：掌握控制系统的控制级、操作手段设 置原则、顺控系统控制范围，重点掌握典型顺序 控制例。 • 教学内容： • 概述 顺控项目、组成、级、操作手段设置原则、 顺控范围，设备保护、条件闭锁、顺控装置类型。 • 联锁控制例 两台水泵联动控制 • 顺序控制例 锅炉定期排污顺控或风烟系统顺控。
热工顺控基本作用与典型项目
• 2.顺序控制的基本作用是可以减少误操作， 减少操作监视点，提高操作效率和运行效 益。 • 电厂热工顺序控制常用于输煤制粉、化水 处理、锅炉机组、汽轮机组、辅助设备、 辅助系统的启动停止等方面。
典型热工顺控项目
• 3.典型热工顺控项目 • 锅炉部分：空预器、送风机、引风机、一 次风机、循环水泵、制粉系统、吹灰、定 期排污、除灰、除渣、排汽疏水等； • 汽机部分：给水泵、凝结水、低压油、高 加、低加、汽封、轴封、疏水、冷却水、 密封油等系统；
三、单元机组 热工顺序控制的分级
1.机组级控制P238
• 机组级控制为机组最高一级的控制，它可以在最 少的人工干预下完成整套机组的启动和停止。机 组级控制也叫做功能组自动方式。 • 接到启停指令按设定逻辑综合实际工况，判断采 用启动（温、热、冷）方式或停机，对相关对应 的功能组级发指令，使机组从初态启动到某负荷， 或从某负荷或解列到停机。 • 它需设置少量断点，经运行人员确认后，程序继 续执行。功能完成后，反馈“完成”信号。由人 确认或指令后，继续下一步工作。 • 可见其并非完全全部自动化。
• 对于热工顺序控制来说实质就是采用了 一套自动装置取代人的操作。 • 热工顺序控制中过去主要采用继电器控 制柜、电子逻辑控制柜，现在多采用可 编程控制器PLC和集散控制系统DCS等 来实现顺序控制的逻辑运算。
序控制术语
• 开环与闭环：顺序控制可以是开环的，也 可以是闭环的。开环控制时，顺序的转换 与动作将取决于输入信号，而与动作结果 无关。闭环控制时，顺序的转换与动作不 仅取决于输入信号且受生产现场来的回报 信号的控制，即与顺控动作的结果有关。
PLC与DCS联网实现SCS
DCS实现SCS
DCS实现机组顺序控制
• 机组顺序控制系统按照工艺系统分成40个功能组，其中辅 机93台，阀门139个只，主要挡板约20个，I/O点约2200 个。 • 机组顺序控制是分阶段控制的，每个阶段结束时设置断点， 待新的指令下达后，执行下一个程序段。 • 工程应用中主要有以下几个程序段： • 启动准备1：启动水循环系统、进行水质分析和水的回收、 处理阶段； • 启动准备2：汽机盘车、抽真空、锅炉点火准备阶段； • 锅炉点火阶段； • 汽机冲转阶段； • 发电机并网带初始负荷阶段。
回报信号
• 所谓“回报信号”是指对指令执行动作的 反馈信号，它一般也是进行下一个顺序 （程序）控制步的条件。而所谓顺序（程 序）控制步是指在顺序控制中各关系紧密 的动作组构成的功能阶段，如油层控制的 油燃烧器控制中：推进油枪、点火枪点火、 送油雾化的过程就可以视为一个顺序步。 在顺序控中也要用到联动和闭锁控制技术， 以实现自动操作和顺控中的保护。
一、顺序控制系统功能、 作用、项目
• 1.顺序控制系统(Sequence Control System) 简称SCS或SEQ。 • 顺序控制技术基本含义是按照预先规定好 的顺序、时间或条件、逻辑，对生产工艺 过程中的相关设备自动地依次进行一系列 操作。 • 顺序控制有时也称为程序控制，它属于开 关量控制，现在一般统称为顺序控制。
锅炉点火阶段
• 1.锅炉点火暖炉； • 2.投入油燃烧系统，锅炉蒸汽系统升 温升压； • 3.投入汽机高、低旁路； • 4.投入暖机和疏水系统。
汽机冲转阶段
• • • • 1.汽轮机冲转，低速摩擦检查； 2.汽机中速暖机； 3.汽机自动升速控制； 4.汽机超速试验。
发电机并网带初负荷阶段
• • • • 1.自动励磁及同期装置投入； 2.发电机并网带初负荷阶段； 3.逐一投入制粉系统，准备升负荷； 4.投入汽动给水泵升负荷。
联跳逻辑 停止（闭锁）其它设备运行
闭锁逻辑 停止本设备运行
横向小联锁逻辑 防止工作-备用-工作反复联动
纵向小联锁 设备间启停的先后次序控制
某锅炉大联锁控制
思考题与习题
• 1.试说出顺序控制技术的基本含义，顺控系 统的基本作用。 • 2.试说出热工顺控的应用范围。 • 3.试说出单元机组的顺序控制系统的分级 • 4.常见顺控操作对象，常见人工干预功能项 目，常用顺控术语等。 • 5. 思考题及习题 • P281 1.2.3.4.5.6.
四、顺序控制装置
• • • • 1.固定顺序型： 继电器式、逻辑组件式； 2.可编程序型： PLC、DCS等
PLC硬件接原理结构图
常用开关量编程语言形式简介
• • • • • 1、梯形图(Ladder diagram) 2、语句表(Instruction list) 3、功能模块图(Function block diagram) 4、结构文本(Structured Text) 5、顺序功能图语言(Sequential function chart)
3.功能子组级控制P239
• 一个比较大的工艺系统可以按控制功能不同分解 为几个局部独立过程进行分别控制。 • 功能子组常以一个重要辅机为中心，包括辅助设 备和关联设备组成一个相对独立的小系统。如电 动泵的功能级顺控是以电动泵为中心，包括其辅 助润滑油泵、泵的出口门、入口门、再循环门等 设备的控制。在一个启动操作指令发出后，将按 预定顺序一次自动的操作辅助设备和主设备。 • 其程序启动方式有两种：人工发出的启停指令， 或上级功能组发出的启停指令。
热工顺控应用
• 汽机部分：汽机的启/停顺序控制，润滑油 泵、凝结水泵等泵的顺序控制，以及电动 门的顺序控制、凝汽器胶球清洗、凝结水 除盐顺序控制等。 • 输煤部分主要有卸煤、储煤、上煤、配煤 的顺序控制。 • 水处理部分主要有原水净化处理、废水处 理等顺序控制。
顺控应用及操作对象
• 由此可见，顺序控制一般用于需要经常进 行有规律性操作或操作过程较复杂的控制 项目； • 顺序控制的操作对象主要有：电动机、泵、 电动门、风门档板等。
二、热工顺序控制系统组成、 术语、应用
• 1.热工顺序控制系统的组成 • 检测装置：各类检测开关 • 监控装置：人机界面，灯、铃、按钮，CRT 操作站等 • 顺序控制装置：继电器式、逻辑组件式、 PLC、DCS等 • 执行机构：电动、气动、液动执行机构、电 动门、电磁阀、电动机、阀门、挡板等
顺控的实质与逻辑设备
启动准备1
• 主要任务是启动水循环系统、进行水质 分析和水的回收、处理。 • 1.启动电动给水泵； • 2.投入汽机循环水系统； • 3.投入汽机凝结水系统； • 4.投入辅助蒸汽加热系统； • 5.锅炉注水、疏水及排污清洗等。
启动准备2
• • • • • • • • • 主要任务是汽机盘车、抽真空、炉点火准备。 1.启动器机润滑油系统； 2.投入锅炉风烟系统； 3.投入锅炉燃油系统； 4.投入汽机轴封系统； 5.启动凝汽器抽真空系统； 6.投入汽机工作油系统； 7.投入发电机密封油系统； 8.投入发电机冷却系统。