《热工过程自动控制技术》课件第一章.ppt
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。
《热工过程自动控制技术》课件
热工过程自动控制技术
燃料量控制系统
▪ (一)燃料量的测量与热量信号 ▪ (二)燃料量(燃煤量)控制系统的基本结构 ▪ (三)燃煤量控制系统的基本要求 ▪ (四)典型的燃料量控制系统 ▪ (五)磨煤机控制 ▪ (六)一次风母管压力的控制 ▪ (七)燃油流量及压力控制
重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER 2020/3/23
负荷或汽压改变时同时调锅炉、汽轮机。 ▪ 1)以锅炉跟随为基础的协调方式COORD.BF ： ▪ 2)以汽轮机跟随为基础的协调方式COORD.TF： ▪ 3)直接能量平衡DEB协调方式 ： ▪ 4)负荷指令间接平衡的协调控制系统方式：
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单级三冲量给水控制系统
▪ (1)给水流量信号W：
系统的反馈信号。克服内扰，稳定给水流量。
▪ (2)蒸汽流量信号D：
系统的前馈信号。减小或抵消“虚假水位”的 影响。
▪ (3)存在的问题：
• ①引入的D信号不一定恰好消除“虚假水位” 的影响。
• ②给水流量既影响内回路又影响外回路→在 系统整定时内、外回路相互影响。
• 1.单级三冲量给水控制系统： • 2.串级三冲量给水控制系统：
▪ (三)给水全程控制系统：
• 1.给水全程控制的概念：
给水全程控制系统指的是在锅炉启停及正常运行中均 能实现自动控制的给水控制系统。
• 2.测量信号的校正： • 3.给水热力系统及调节机构： • 4.给水全程控制系统分析：
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▪ 3．协调机组内部各子控制系统(燃料、送风、炉膛压力、给 水、汽温等控制系统)的控制作用，在负荷变化过程中使机 组的主要运行参数在允许的工作范围内，以确保机组有较高 的效率和可靠的安全性。
《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。
热工自动控制课件
第一章概述1-1火电厂自动控制的发展控制方式大致经历了三个发展阶段：1．独立控制：机、炉、电各自独立地进行控制，机、炉、电及重要的辅机各自设置一套控制表盘，它们之间无联系。
调节仪表均为大尺寸的较笨重的基地式仪表，有运行人员进行监视与控制。
国外在20~40年代，我国50年代建造的火电厂属该类型。
2．集中控制：40年代以后，由于中间再热式汽轮机的出现，使锅炉和汽轮机之间的关系更加密切，为了便于机炉的协调运行和事故处理，将它们的控制盘集中安装在一起，对机、炉实行集中控制。
集中控制的初级阶段，调节仪表采用电动式气动单元组合仪表。
50年代后，采用组件组装仪表或以微处理机为核心的数字调节器，对机、炉进行集中控制。
目前电厂基本上都用这一控制方式。
3．集散控制系统：这是指火电厂生产过程实现最优控制与调度自动化相结合的分级计算机控制，60年代至今，国际上火电厂都朝着这一方向发展，近几年从国外引进的火电厂机组有的已达到这一水平。
N-90：天生港、利港、石洞口Mod-300：北仑港WDPF：望亭、利港MAX1000：外高桥电厂西门子DCS（Distributed Control System）控制分散、管理集中1-2火电厂的主要控制系统七大系统：1.协调控制系统（CCS）：Coordinate Control System包括各子系统（水位、汽温、燃烧）2.锅炉安全监控系统（FSSS）或称燃烧管理系统（BMS），FSSS即：Furnace Safeguard Supervisory System or Burner Management System包括吹扫、油、煤层启动，MFT（main fuel trip）3.顺序控制系统（SCS）：Sequence Control System负责电厂中所有辅机的启停4.汽机数字电液调节系统（DEH）：Digital Electric drain Regulate System根据外界对电厂的负荷要求，确定汽机调门的开度。
《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
过程控制系统第1章-过程控制系统概述课件
2.自动化仪表的发展
自动化仪表是一种“信息机器”，其主要功能是信息形式的转换 和表达，将输入信号转换成输出信号。信号可以按时间域或频 率域表达，信号的传输则可调制成连续的模拟量或断续的数字 量形式。自动化仪表的发展一直适应着工业的需要，经历了自 力式、基地式、单元组合式、智能式和总线式几个发展阶段。 按照工作能源的不同，单元组合仪表还可分为电动单元组合仪 表(DDZ)和气动单元组合仪表(QDZ)两大类，它们都经历了Ⅰ型、 Ⅱ型、Ⅲ型3个阶段。智能仪表就是在普通的模拟仪表基础上增 加微处理器电路而形成的仪表。这里所谓的“智能”，是指现场 仪表具有普通模拟仪表拥有的信号变换、补偿、驱动等常规功 能以外，还具有一定的拟人智能的特性或功能，例如自适应、 自学习、自校正、自诊断和自组织等。
6
1.传递函数
图1-13 环节的输入-输出关系
31
2.框图变换 (1)框图的基本元素 (2)框图运算法则 (3)复杂框图的化简及应用
32
2.框图变换
图1-14 简单控制系统框图
33
(1)框图的基本元素 构成控制系统框图的基本元素包括信息、分支点、汇合点和 环节。 1)信息 2)分支点 3)汇合点 4)环节
4
1.控制理论的发展
自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学，它的发展 初期是以反馈理论为基础的自动调节原理。根据自动控制技术 发展的不同阶段，自动控制理论相应经历了从经典控制理论、 现代控制理论，到控制论、信息论、系统论等学科交叉的若干 发展阶段。 经典控制理论是指在20世纪40年代到50年代末期所形成的理论 体系，它主要是研究单输入单输出(SISO)线性定常系统的分析 和设计，其理论基础是描述系统输入-输出关系的传递函数，解 决SISO系统的稳定性问题。
热控培训 ppt课件
压力表按其测量精确度，可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测 量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级，一般压力表的测量精确度等级分 别为1.0、1.6、2.5、4.0级。
压力表按其测量范围，分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表 及高压表。低压表用于测量0~6MPA压力值，中压表用于测量10~60MPA压力值 ，高压表用于测量100MPA以上压力值。
非接触式温度仪表包括红外测温仪表（红外法）、光学温度计（ 亮度法）、光电温度计（亮度法）、比色温度计（比色法）和辐射温度 计（辐射法）。
热控培训
（二）压力 压力是工质热力状态的主要参数之一。对保证压力测量的准确性对于机组安
全，经济运行有重要意义。例如主蒸汽压力、凝汽器真空等，都是运行中需要连 续测量监视的重要参数。此外，差压测量还广泛应用在液位和流量测量中。
接触式即测温元件直接与被测介质接触，通过传导或对流 达到热平衡，反映被测对象热控的培温训 度。接触式温度仪表按其工作
（1）热电阻 热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件。热电阻感 温元件是用来感受温度的电阻器，它是热电阻的核心部分，由电 阻丝及绝缘骨架构成。
金属热电阻的电阻值随温度上升而增大，常用的有铂热电阻 （测温范围为-200～＋850℃）、铜热电阻（-50～＋150℃）和 镍热电阻（-60～＋180℃）3种。
弹簧管压力表出现线性误差时热控，培训应调整拉杆的活动螺丝。
2、压力变送器 压力变送器是一种接受压力变量，经传感转换后，将压力变化量按
一定比例转换为标准输出信号的仪表。由测压元件传感器（也称作压力 传感器）、测量回路和过程连接件三部分制作而成。如图所示。
工作原理：当压力直接作用在测量膜片的表面，使膜片产生微小的形 变，测量膜片上的高精度电路将这个微小的形变变换成为与压力成正比 的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，然后采用专用芯片将这 个电压信号转换为工业标准的4-20m热控A培电训流信号或者1-5V电压信号。
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)
2.4.1液柱式压力计
测量原理
利用平衡时液柱高度差作 为检测信号。
常用的压力计
U形管压力计：工程上用于冷
、热态调试时风速的调平。
2.4.2弹性式压力表
测量原理
根据弹性元件受压后产生 与被测压力大小成比例的形变而 制成。
常用的压力计
隔膜式压力表 充油耐震式压力表
2.4.3压力变送器
2.5过程分析仪表（*） 2.6控制阀（*） 2.7吹灰器（*） 2.8电气材料（*）
注：（*）为公司项目常用的仪表，下同。
2.1温度测量仪表
2.1.1温度计 2.1.2热电阻（*） 2.1.3热电偶（*）
2.1.4温度变送器（*）
2.1.1温度计
压力式温度计
测量范围：-100~500℃
双金属温度计
2.5.2水分析仪
PH分析仪：是电位法测量酸 碱度的仪器。 电导仪：是测量物质导电能 力的仪器。 浊度仪：浊度，即水的混浊
程度，由水中含有微量不溶性悬
浮物质，胶体物质所致，ISO标 准所用的测量单位为FTU（浊度
单位），FTU与NTU（浊度测
定单位）一致。浊度仪就是根据 这个原理来测量水的浊度。
2.5.3环保安全检测仪表
可燃气体报警器
可燃气体报警器就是气体泄 露检测报警仪器。当工业环境中 可燃或有毒气体泄露时，当气体 报警器检测到气体浓度达到爆炸 或中毒报警器设置的临界点时， 可燃气体报警器就会发出报警信 号，以提醒工作采取安全措施， 并驱动排风、切断、喷淋系统， 防止发生爆炸、火灾、中毒事故， 从而保障安全生产。
2.3.4电气型液位测量仪表
射频导纳液位计基本 原理
由于电容电极在粘稠介质中使
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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。
热工自动控制系统1
热工自动控制理论与技术牛玉广北方联合电力公司华北电力大学2006年7月目录第一章热工自动控制基础1.1 自动控制的基本概念1.1.1过程控制、程序控制与运动控制●过程控制：对流程工业生产过程的控制，广泛应用于电力、冶金、石化、轻工等行业。
●程序控制（顺序控制或开关控制）：根据预先规定的顺序和条件，使生产工艺过程中的设备自动地依次进行操作。
非流程工业控制（制造业等）。
●运动控制：机器人控制等。
1.1.2 过程控制系统的组成在无人直接参与下可使生产过程或其它过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。
给定值图1-1典型的输出反馈控制系统典型的控制系统结构如图1-1所示。
它是由控制对象、测量环节、调节器和执行器构成输出反馈控制系统。
当图中控制器由模拟仪表实现时，称为模拟（连续）控制系统；当控制器由计算机实现时，则称为计算机控制系统。
由于计算机内部使用数字量进行数据的存储、运算与处理，而生产过程输入输出多为连续模拟信号，因此，计算机控制系统中首先要解决计算机与生产过程间的信号转换问题。
实现这一功能的器件是多路开关、采样保持器、模数转换器、数模转换器和保持器，控制器则由计算机实现。
典型的输出反馈计算机控制系统结构如图1-2所示。
图1-2输出反馈计算机控制系统目前普遍采用DCS实现过程控制，其本质也是一个计算机控制系统。
生产过程执行器传感/变送器输出反馈控制是状态反馈控制的特例。
计算机的使用使实现状态反馈控制成为可能，从而为现代控制理论应用于生产过程控制创造了条件。
状态反馈计算机控制系统的典型结构如图1-3所示。
图1-3状态反馈计算机控制系统控制系统的主要组成部分说明如下：一、控制对象控制对象是指所要控制的装置或设备，如风机、水泵、阀门及锅炉、汽轮机、发电机等。
在控制系统分析与设计中，控制对象以数学模型形式来描述，其一般形式为微分方程。
当然，对于复杂控制对象，其完整准确的数学模型是难以获得的，工程上往往使用经过简化的、能满足控制要求的近似模型。
热工自动控制系统简介
0<ψ<1，
为衰减振荡过程，图1-6（b）。
ψ<0， ym1< ym3 ，为渐扩振荡过程，如图1-6（d）所示。
★要求： 衰减率ψ = 0.75～0.9
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1.5
ym1
1
0.5
PID,
ym3 ym2
P 2, I 3
1 G(s) (s 1)2
y
衰减比 ym1 : ym3 4 :1或者 10 :1
控制系统在受到干扰作用时的过渡过程
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现场中希望过渡过程曲线
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1. 稳定性
控制系统在受到干扰作用后，系统的平衡被破坏，在控制 设备的控制作用下，控制系统能恢复到一个新的平衡状态， 称为稳定的控制系统。
衰减率(比) 是其衡量指标。 随动系统（10：1）定值系统（4：1）
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§1.3.2 以过渡过程形式表征的性能指标
1．稳定性 2 ．准确性 3 ．快速性
要求： 稳定，准确，快速。
以稳定性为首要指标；三者相互联系，相互制约；评 价系统的好坏，应根据实际情况，综合考虑上三个方面
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(a)非周期过程 (b)衰减振荡过程
(c)等幅振荡过程 (d) 渐扩振荡过程
代 ， 九 十 应能力更强 控制和人工智 现 场 总 线 技 术 逐
年代至今
能等领域的交 步成熟，系统集成
叉，CIMS，管 技术
控一体化
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§1.2 过程自动控制的内容和分类
§1.2.1 自动控制系统的组成 §1.2.2 常用专业术语 §1.2.3 热工过程自动控制的内容 §1.2.4 自动控制系统的分类
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▪ ②汇交点 (相加点、综合点)：表示两个信号“x1”
与“x2”的代数和。
▪ ③分支点(引出点)：表示把信号“x”分两路取出。 ▪ ④环节：方框图中的一个方框。
重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER 2020/4/27
热工过程自动控制技术
基本控制方式1
▪ 1.开环控制：控制装置与被控对象之间只有顺向作用
常用术语
▪ (1)被控对象：指被控制的生产设备或生产过程。 ▪ (2)被控量：表征生产过程是否正常而需要控制的物
理量。
▪ (3)给定值：根据生产工艺要求，被控量应该达到的 数值。
▪ (4)扰动：引起被控量偏离其给定值的各种原因。 ▪ (5)控制机构：改变对象流入量或流出量的机构，如
上例中给水控制阀。
▪ ③顺序控制 ：包括主机、辅机和各支持系统的启停控制，
如输煤系统控制、锅炉吹灰控制、锅炉补给水处理控制、给 水泵启停控制、汽轮机自启停控制、锅炉点火系统控制等。
▪ ④连续控制 ：包括对主机、辅机及各系统中的压力、温度、
流量、物位，成分等参数的控制控制，使之保持为预期的数 值。
▪ ⑤管理和信息处理：对电厂中各台机组的生产情况(如发
而没有反向联系的控制过程。
▪ 2.闭环控制：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。
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电量、频率、主要参数、机组设备的完好率、寿命)，电厂 的煤、油、水资源情况，环境污染情况进行监督、分析，供 管理人员做出相应的决策。
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热工过程自动控制技术
第一章 自动控制原理基础
▪ 第一节 概述 ▪ 第二节 自动控制系统的数学描述 ▪ 第三节 自动控制系统时域分析
▪ (1)能直观地表达自动控制系统中各设备之间 相互作用与信号传递关系的示意图称为自动 控制系统的方框图。
▪ (2)方框图的四个要素
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热工过程自动控制技术
方框图的四个要素
▪ ①信号线：用箭头表示信号“x”的传递方向的连
▪ (6)控制作用：控制机构在执行器带动下施加给被控 对象的作用。
▪ (7)控制量：由控制作用来改变,以控制被控量的变 化,使被控量恢复为给定值的物理量。
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热工过程自动控制技术
汽包水位人工、自动控制示意图
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• 1.自动控制系统的过渡过程： 单位阶跃响应曲线
• 2.控制系统在阶跃信号作用下过渡过程的基本形 式：
• 3.自动控制系统的品质指标：
▪ (1)稳定性 ▪ (2)准确性 ▪ (3)快速性
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热工过程自动控制技术
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热工过程自动控制技术
§1-1 概 述1
▪ 一、自动控制的基本概念：
• 1.人工控制：控制任务由人工操作完成 。 • 2.自动控制：在没有人直接参与的情况下，利用自动
控制装置使被控制对象(如机器、生产过程)的某一物理量 (或工作状态)自动地按照预定的规律运行(或变化)。
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热工过程自动控制技术
绪论
▪ 一、概述
• 1.火电厂实现生产过程自动化的意义
大型火电机组控制系统功能构成示意图
• 2.火电机组热工过程自动化的内容
▪ 二、单元机组炉、机、电集控
• 1.以操作台为主、计算机为辅的布置和监控方式 • 2.操作台手操与计算机CRT、键盘软手操并存的
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目录
▪ 绪论 ▪ 第一章 自动控制原理基础 ▪ 第二章 自动控制系统的基础知识 ▪ 第三章 单元机组模拟量控制系统（MCS） ▪ 第四章 单元机组的热工保护及旁路控制系统 ▪ 第五章 锅炉炉膛安全监控系统（FSSS） ▪ 第六章 汽轮机数字电液控制系统(DEH) ▪ 第七章 顺序控制系统（SCS）
热工过程自动控制技术
自动控制系统的组成
▪ (1)自动控制系统由被控对象和自动控制装置 两个基本部分组成。
▪ (2)自动控制系统中的各装置是通过信号的传 递和转换相互联系起来的。
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热工过程自动控制技术
自动控制系统的方框图
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火电机组热工过程自动化的内容
▪ ①自动检测 ：包括对整个机组运行状态和参数的测量、指
示、记录、参数计算、参数越限和设备故障时发出报警信号、 事故记录和追忆、工业电视监视等。
▪ ②自动保护 ：包括主机、辅机和各支持系统及其相互间的
联锁保护，以防止误操作。当设备发生故障或危险工况时， 自动采取措施防止事故扩大或保护生产设备。
布置和监控方式 • 3.以计算机CRT、键盘软手操为主的布置和监控
方式
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热工过程自动控制技术
大型火电机组控制系统功能构成示意图
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• 3.常用术语：
▪ 二、自动控制系统的组成及方框图：
• 1.自动控制系统的组成：
• 2.自动控制系统的方框图
▪ 三、自动控制系统的基本控制方式：
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§1-1 概 述2
▪ 四、自动控制系统的分类：P10 ▪ 五、自动控制系统的品质指标：