開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)第一章緒論

開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)

緒論一、控制系統(tǒng)的功能及內(nèi)容二、熱工保護(hù)三、順序控制四、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)五、火電廠開(kāi)關(guān)量控制技術(shù)發(fā)展概況六、開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)的組成本章教學(xué)大綱要求教學(xué)要求：了解控制水平、模式的發(fā)展要求；掌握熱工自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)容及熱工控制系統(tǒng)功能，理解各子系統(tǒng)的功能作用，牢固掌握熱工開(kāi)關(guān)量控制所包含的內(nèi)容和技術(shù)。重點(diǎn)是熱工自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)容和熱工開(kāi)關(guān)量控制的內(nèi)容，難點(diǎn)是熱工控制中各子系統(tǒng)的作用。教學(xué)內(nèi)容：熱工自動(dòng)化技術(shù)控制水平和模式；控制系統(tǒng)的功能；熱工保護(hù)的作用；順序控制的作用；自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的作用。本次講授內(nèi)容一、熱工自動(dòng)化發(fā)展概述二、火電生產(chǎn)特點(diǎn)及要求三、自動(dòng)化技術(shù)作用（實(shí)現(xiàn)意義）四、熱工自動(dòng)化技術(shù)概述五、控制的分類六、自動(dòng)控制裝置簡(jiǎn)介七、大型火電機(jī)組控制系統(tǒng)功能八、單元機(jī)組熱工控制系統(tǒng)的組成九、典型熱工控制系統(tǒng)功能十、開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)主要內(nèi)容一、熱工自動(dòng)化發(fā)展概述1、自動(dòng)控制方式就地控制→爐機(jī)電集中控制→綜合自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)（母管制）（單元制）（全廠SIS、MIS）2、熱工自動(dòng)控制裝置設(shè)備由模擬→數(shù)字；常規(guī)儀表→計(jì)算機(jī)控制（DAS→DDC→DCS/FCS）的發(fā)展歷程。3、運(yùn)行人員的操作方式手動(dòng)→自動(dòng)常規(guī)儀表監(jiān)控方式→CRT監(jiān)視操作方式現(xiàn)在大型火電機(jī)組多以DCS操作站作為主要監(jiān)控方式。二、火電生產(chǎn)特點(diǎn)及要求電力工業(yè)的特點(diǎn)：其產(chǎn)品有生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售和使用的過(guò)程，集產(chǎn)運(yùn)銷為一體；一般不能大量?jī)?chǔ)存，其生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)，發(fā)、輸、變、配電和用電同一瞬間完成，發(fā)、供、用之間必須保持平衡。要有備用容量，必須接受調(diào)度嚴(yán)格控制，及時(shí)避免事故產(chǎn)生和擴(kuò)大。大電網(wǎng)、大機(jī)組、大容量、高參數(shù)、高自動(dòng)化大機(jī)組：監(jiān)視點(diǎn)多、參數(shù)變化快、操作對(duì)象多、對(duì)象關(guān)聯(lián)多，監(jiān)操要求嚴(yán)，僅人工難以勝任。三、自動(dòng)化技術(shù)作用（實(shí)現(xiàn)意義）對(duì)提高機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平行之有效。（1）正常運(yùn)行調(diào)節(jié)，提高經(jīng)濟(jì)效益；（2）工況異常報(bào)警，及時(shí)事故處理；（3）危及人身設(shè)備安全，緊急跳閘保護(hù)；（4）機(jī)組啟停自動(dòng)化，延長(zhǎng)機(jī)組使用年限；（5）電網(wǎng)AGC自動(dòng)發(fā)電控制的基礎(chǔ)是單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制CCS和調(diào)度自動(dòng)化ADS。注意：?jiǎn)卧獧C(jī)組的自動(dòng)化系統(tǒng)在必要時(shí)需要人工干預(yù)。四、熱工自動(dòng)化技術(shù)概述大型火電機(jī)組熱工自動(dòng)化技術(shù)主要包括四個(gè)方面（簡(jiǎn)稱MACP技術(shù)）：檢測(cè)(Monitor)、報(bào)警(Alarm)、控制(Control)、保護(hù)(Protection)這四個(gè)方面既相互獨(dú)立，又相互聯(lián)系，綜合應(yīng)用。MACP技術(shù)功能作用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的作用是檢測(cè)反映生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行情況的各種參數(shù)（溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速等）和設(shè)備的工作狀況（啟動(dòng)、停止、跳閘等），用以監(jiān)視生產(chǎn)運(yùn)行工作狀況；自動(dòng)報(bào)警技術(shù)的作用是當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)越限、設(shè)備異常時(shí)，以聲、光等形式提醒運(yùn)行人員注意并進(jìn)行處理。自動(dòng)保護(hù)技術(shù)的作用是為了防止事故產(chǎn)生，避免事故擴(kuò)大，確保人身和設(shè)備安全。如鍋爐保護(hù)、汽輪機(jī)保護(hù)等。自動(dòng)控制技術(shù)的作用就是利用控制裝置取代人的操作，自動(dòng)操縱機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程，使其具有希望的狀態(tài)或功能。。五、控制的分類按照控制信號(hào)（控制指令）的類型和控制運(yùn)算的特點(diǎn)，可以分為順序控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)兩大類自動(dòng)控制技術(shù)。模擬量控制信號(hào)指的是隨時(shí)間連續(xù)變化的控制信號(hào)，其計(jì)算判斷一般采用連續(xù)函數(shù)運(yùn)算，如：算術(shù)運(yùn)算、PID運(yùn)算等。開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)指的是隨時(shí)間不是處于0N狀態(tài)就是處于OFF狀態(tài)的二位控制信號(hào)（1/0、通/斷等），其計(jì)算判斷一般采用邏輯關(guān)系運(yùn)算，如：AND、OR、NOT、計(jì)時(shí)、記憶、計(jì)數(shù)等。順序控制-開(kāi)關(guān)量控制順序控制的控制信號(hào)（控制指令）是二位控制狀態(tài)的開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)（即打開(kāi)或關(guān)閉、啟動(dòng)或停止、1/0、通/斷、0N/OFF等），它的控制運(yùn)算特點(diǎn)是：按照工藝要求事先確定好的順序、條件、時(shí)間、邏輯，對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行一系列的自動(dòng)操作。順序控制可以起到減少監(jiān)視操作面，減少誤操作，提高效率和效果等作用。順序控制一般用于經(jīng)常性的有規(guī)律性的操作或操作過(guò)程較復(fù)雜的設(shè)備組的啟動(dòng)、停止等控制項(xiàng)目或工藝系統(tǒng)上。如：鍋爐的點(diǎn)火順控、制粉系統(tǒng)順控，送、引風(fēng)機(jī)順控，吹灰順控、汽輪機(jī)自啟停順控等。開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)通常用于自動(dòng)報(bào)警、順序控制和自動(dòng)保護(hù)之中。自動(dòng)調(diào)節(jié)-模擬量控制自動(dòng)調(diào)節(jié)的控制信號(hào)（控制指令）是隨時(shí)間連續(xù)變化的模擬量控制信號(hào)（即開(kāi)大及關(guān)小，增大及減小，工程信號(hào)范圍一般為4～20mA，0～1，0～100%等），它的控制運(yùn)算特點(diǎn)是：控制指令連續(xù)地在數(shù)量上或程度上對(duì)生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行調(diào)整、控制和操縱，不使過(guò)程參數(shù)任意活動(dòng)或超出規(guī)定的范圍，使其達(dá)到生產(chǎn)工藝要求。自動(dòng)調(diào)節(jié)是連續(xù)正常運(yùn)行條件下最經(jīng)常起作用的自動(dòng)化職能，它對(duì)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和安全性有極大的影響。如：鍋爐的水位調(diào)節(jié)、汽溫調(diào)節(jié)、燃燒調(diào)節(jié)、汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、功率調(diào)節(jié)等。由此可見(jiàn)，自動(dòng)調(diào)節(jié)就是一種模擬量控制。開(kāi)關(guān)信號(hào)與模擬信號(hào)相互作用在實(shí)際熱工計(jì)算機(jī)綜合控制系統(tǒng)中，一般是既有開(kāi)關(guān)量信號(hào)，又有模擬量信號(hào)，除了完成各自的運(yùn)算控制任務(wù)外，還要二種信號(hào)共同完成具體的運(yùn)算控制任務(wù)。此時(shí)，一般用開(kāi)關(guān)量信號(hào)主要是對(duì)模擬量信號(hào)通路進(jìn)行切換或選擇，以實(shí)現(xiàn)工作方式的切換或信號(hào)的切換，通過(guò)自動(dòng)跟蹤，以實(shí)現(xiàn)無(wú)擾切換等。而模擬量信號(hào)則是通過(guò)比較器開(kāi)關(guān)，也可以轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)量信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息或邏輯運(yùn)算控制的條件生成等。具有開(kāi)關(guān)量控制的基礎(chǔ)知識(shí)就為學(xué)習(xí)熱工自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)保護(hù)和順序控制奠定了基礎(chǔ)。六、自動(dòng)控制裝置簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)控制裝置：4C技術(shù)：computer、control、communication、CRTPLC：可編程序邏輯控制器IPC：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)DCS：分布式控制系統(tǒng)/分散控制系統(tǒng)FCS：現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)上述內(nèi)容均在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、 PLC、DCS等課中詳細(xì)學(xué)習(xí)七、大型火電機(jī)組控制系統(tǒng)功能在機(jī)組啟動(dòng)、停止、正常運(yùn)行、事故處理的全過(guò)程中進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)保護(hù)、順序控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)、管理和信息處理等。大型單元機(jī)組的主機(jī)與輔機(jī)、主系統(tǒng)與輔助系統(tǒng)之間相互滲透、相互牽連，使?fàn)t、機(jī)、電成為一個(gè)有機(jī)的整體，而機(jī)組的高度自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)使運(yùn)行人員可以在集控室進(jìn)行單元機(jī)組的啟動(dòng)、停機(jī)、正常運(yùn)行及事故處理。為此，對(duì)于典型的熱工控制系統(tǒng)基本功能的學(xué)習(xí)很有必要。八、籮單元害機(jī)組蔬熱工槐控制底系統(tǒng)量的組伯成1、機(jī)蛋組控淚制DC緣瑞S：DA機(jī)S、MC盞S、SC糞S、FS層SS2、隨京設(shè)備脾成套熊裝置赴：鍋爐鴉：火燃焰、券煙氣狐、飛株灰、披管泄去漏監(jiān)摧控，開(kāi)吹灰版等SC泰S汽輪潑機(jī)：BP活C、DE席H、TS釣I、ET榨S、TD曉M、膠埋球清拌洗小汽夠輪機(jī)包：ME椅H、MT溝SI、ME陪TS等3、廠鑼區(qū)輔擋網(wǎng)控銅制：拐輸煤光、除捉灰出設(shè)渣、押脫硫煌、脫卸硝、興水處賺理（刻補(bǔ)給蜘水、國(guó)廢水貓、凈采水）若等控圾制系代統(tǒng)4、閉飼路電斃視監(jiān)錄控系碑統(tǒng)；5、廠辯級(jí)信里息系秒統(tǒng)：SI痰S，MI琴S。九、紫典型臭熱工組控制晝系統(tǒng)悄功能1、DA晉S系統(tǒng)扯功能世作用2、MC剖S系統(tǒng)類功能攔作用3、單擇元機(jī)搖組協(xié)煎調(diào)控醫(yī)制系弟統(tǒng)CC術(shù)S4、TC獲S系統(tǒng)已功能尾作用5、BP極C系統(tǒng)慘功能靈作用6、其待他控憂制系朗統(tǒng)7、管紹理和盈信息店處理州系統(tǒng)1、DA否S系統(tǒng)叢功能趟作用計(jì)算寄機(jī)監(jiān)鴿視系臣統(tǒng)，Co泡mp杯ut獲er攝M余on你it戀or長(zhǎng)in扮g倒Sy惜st揭em，簡(jiǎn)累稱CM是S數(shù)據(jù)蜜采集尖系統(tǒng)盲，Da穴te膽A賤cq非ui筒si勺ti荒on雹S開(kāi)ys攔te束m簡(jiǎn)稱DA舅S具有芽模擬押量、嶄開(kāi)關(guān)炊量等障檢測(cè)屢信號(hào)目的屏徒幕顯黃示、站越限評(píng)報(bào)警儀、制但表打薪印，兔操作姐指導(dǎo)舉、經(jīng)拒濟(jì)性鍋能分剖析、秋事故齒追憶蹤蝶、事膚件順裹序記搖錄、這歷史鋪數(shù)據(jù)者記憶聚和事壟故分哈析等益功能卵。即稀開(kāi)環(huán)清監(jiān)控館形式旦。2、MC洋S系統(tǒng)鈔功能諒作用模擬伸量控杠制系斑統(tǒng)侵，Mo頸du恨la男ti甲o(hù)n帆C儲(chǔ)on雹tr查ol鹿S縫ys突te守m)，簡(jiǎn)帶寫(xiě)MC鼓S鍋爐壓、汽祝輪機(jī)華有各竹自的節(jié)模擬寇量控遙制系掠統(tǒng)，鋸如：怪給水植調(diào)節(jié)剩、汽汽溫調(diào)帶節(jié)、瞇燃燒營(yíng)調(diào)節(jié)兵，轉(zhuǎn)褲速調(diào)炊節(jié)、浙負(fù)荷叼調(diào)節(jié)遲等模廚擬量藥控制桿系統(tǒng)眾。它牽以模存擬量叮閉環(huán)谷控制暖為主織要形尿式。3、單疑元機(jī)殊組協(xié)透調(diào)控歪制系迷統(tǒng)CC弄S協(xié)調(diào)案控制取系統(tǒng)千（Co蟲(chóng)or儀di賢na負(fù)te障C倚on艦tr罩ol廊S賀ys寧te麻m)，簡(jiǎn)薄稱CC涌S對(duì)于寒火電縱單元窮機(jī)組澇，機(jī)鐵是指襪汽輪登機(jī)，狼爐是賽指鍋蓬爐。痛機(jī)爐抱協(xié)調(diào)紛控制舉（Co可or勵(lì)di隨na您te拍d貝Co汪nt料ro細(xì)l借Sy苗st痛em姨,艇CC是S）主陸要是景指鍋吸爐和括汽輪遣機(jī)協(xié)碌調(diào)動(dòng)夏作，螺通過(guò)新調(diào)節(jié)慮進(jìn)入粗爐膛鹽的燃排料量懲和主網(wǎng)蒸汽遮調(diào)節(jié)遭閥開(kāi)容度，絨在兼數(shù)顧主箱蒸汽疊壓力的控制魔相對(duì)輝穩(wěn)定疑的同墻時(shí)，亭迅速禾滿足味機(jī)組鎮(zhèn)的外僻界負(fù)賤荷需框求。閉環(huán)破控制飛，模渡擬量狠信號(hào)固為主恢。4、TC在S系統(tǒng)腫功能刑作用汽輪墊機(jī)控筐制系膛統(tǒng)(Tu頑rb辨in乓eC籍on帖tr績(jī)ol嘆Sy冬st差em，簡(jiǎn)較稱TC云S)汽輪碰機(jī)數(shù)調(diào)字電型液調(diào)徑節(jié)系繳統(tǒng)，要簡(jiǎn)稱DE揪H（Di拉gi論ta孕l(wèi)雀El夏ec凝tr哲o-晨Hy攻dr縣au喂li竹c戒C0游nt鄙ro待l股Sy列st丙em御);汽輪復(fù)機(jī)控燙制系在統(tǒng)的悅功能抹是對(duì)寇汽輪圓機(jī)在臥各種鐮運(yùn)行澇工況形下進(jìn)晚行監(jiān)鬼視和返控制罪。DE絹H作為怖汽輪期機(jī)的毯控制拆手段串，用零來(lái)對(duì)殘汽輪才機(jī)組劫進(jìn)行份啟動(dòng)嘆、并皂網(wǎng)、唯帶負(fù)底荷過(guò)救程中廣的轉(zhuǎn)值速和園負(fù)荷皂控制李，并女具有傘閥門(mén)旦管理蝴、監(jiān)盡視保豈護(hù)等頂功能紅。它賽以模土擬量最閉環(huán)羞控制婚為主鑰。汽輪袖機(jī)安量全監(jiān)凳視儀勉表(T貼ur柏bi殊ne欲S厲up畜er但vi貨so乏ryln闖st栗ru揉me什nt，簡(jiǎn)阿稱TS東I)。汽輪診機(jī)監(jiān)唉視儀撈表TS釘I系統(tǒng)糖用于避監(jiān)視倆汽輪慨機(jī)的閑機(jī)械安量參捧數(shù)，汗如：疑轉(zhuǎn)速舟、軸古向位段移、撿振動(dòng)褲、缸腥脹和盈差脹系、偏歸心度齡等，重并可詳提供宏保護(hù)爽信號(hào)榨。它販主要拆用于跟檢測(cè)著監(jiān)視促與保甲護(hù)。5、BP懷C系統(tǒng)純功能表作用旁路窩控制跨系統(tǒng)(B胖y索Pa崗ss歌C款on興tr信ol扯S統(tǒng)ys最te屈m，簡(jiǎn)存稱BP鎖C)其主礦要功簽?zāi)苁欠纳浦x機(jī)組被冷、挨熱、惰溫態(tài)覆的啟含動(dòng)特恐性，矛能自狹動(dòng)滿筑足機(jī)忍組滑量參數(shù)揉啟動(dòng)物的要嘗求；只當(dāng)電斃網(wǎng)故腔障或?yàn)┢麢C(jī)澇跳閘占時(shí)，鄉(xiāng)豐能快撫速開(kāi)樂(lè)啟旁怒路閥乏，配洞合機(jī)捆組快暖速甩襖負(fù)荷FC葉B事故肺處理功，防客止汽莊壓越斗限；車保護(hù)升再熱講器等城。它鉛以模訓(xùn)擬量尊閉環(huán)嫂控制追為主砌。6、其粥他控紀(jì)制系楚統(tǒng)還有返其它刮一些徒熱工級(jí)輔助池控制殿系統(tǒng)都如：丑除氧惱器控慰制，瞇煤、雀灰、召渣、隔水處漸理等鎖控制纏，以益及脫留硫、概脫硝桑等環(huán)鍛保控鎖制系喊統(tǒng)。隨著魯火電嚼技術(shù)梢和計(jì)帖算機(jī)鴨控制挑技術(shù)組的發(fā)佩展，五電氣倡控制市系統(tǒng)EC傅S等也困歸入積到單酸元機(jī)失組控弱制之常中。7、管羊理和積信息去處理殖系統(tǒng)廠級(jí)弱監(jiān)控窮信息剩系統(tǒng)SI非SSu辛pe赴rv匆is醉or褲y后In泄fo在rm妖at吊io血n標(biāo)Sy伯st車em扭o熔f盡Pl駱anSI沒(méi)S面向料生產(chǎn)槍管理辯人員SI震S主要彈收集巨和處含理電對(duì)廠生上產(chǎn)過(guò)映程的輪實(shí)時(shí)哀數(shù)據(jù)康，以鍋優(yōu)化狗電廠宣生產(chǎn)拜運(yùn)行肯。廠級(jí)純管理飲信息做系統(tǒng)MI翁SMa伙na啞ge遼me青nt塊I霉nf釘or低ma攤ti是on抹S豈ys獄te喜mMI警S主要浪面向潑廠級(jí)區(qū)全面益管理針人員MI繡S主要斃收集吩和處詞理非從實(shí)時(shí)訂的生絕產(chǎn)經(jīng)游營(yíng)、竟管理總數(shù)據(jù)就以優(yōu)攻化電胡廠經(jīng)址營(yíng)管臟理。系統(tǒng)甩自動(dòng)休運(yùn)行能與人恰工干拉預(yù)自動(dòng)苦控制劫系統(tǒng)灰一般瓣情況抗下可珠以不鐵需人勸工干快預(yù)。但是草，實(shí)役際運(yùn)館行中告會(huì)必磨然出雹現(xiàn)一醋些問(wèn)跨題和惱故障囑，這華就需棟要運(yùn)餐行人籠員人述工干瞎預(yù)。十、開(kāi)關(guān)炸量控僑制系繭統(tǒng)主敏要內(nèi)葉容熱工澇開(kāi)關(guān)洲量控脖制的綁主要憲內(nèi)容放：自動(dòng)族報(bào)警享、自動(dòng)句保護(hù)秀、順序堆控制菊。自動(dòng)娛報(bào)警報(bào)警歡系統(tǒng)(A狂nn妹un何ci片at饒io西n六Sy堡st死em或Al慎ar襪m旦Sy富st志em筋)的基本醒作用是參蕩數(shù)越澤限，增設(shè)備腳異常最，聲摘光報(bào)削警。它本揭身是歇開(kāi)環(huán)凱監(jiān)視由，其憲輸出戒信號(hào)鞭以開(kāi)扭關(guān)量狀信號(hào)燈為主圖。自添動(dòng)報(bào)斑警系糞統(tǒng)是征生產(chǎn)誓過(guò)程符自動(dòng)?；南ヒ粋€(gè)快重要篇組成軌部分睜。它湯的“景