電廠控制系統(tǒng)教學(xué)

電廠控制系統(tǒng)教學(xué)第1頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一章

第一節(jié)什么是DCSDCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（DistributedControlSystem），在國(guó)內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。第2頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)DCS有什么特點(diǎn)DCS是計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物。DCS通常采用若干個(gè)控制器（過(guò)程站）對(duì)一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的眾多控制點(diǎn)進(jìn)行控制，各控制器間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接并可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。操作采用計(jì)算機(jī)操作站，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與控制器連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達(dá)操作指令。因此，DCS的主要特點(diǎn)歸結(jié)為一句話就是：分散控制集中管理。

第3頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第4頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)DCS的控制程序是由誰(shuí)執(zhí)行的？DCS的控制決策是由過(guò)程控制站完成的，所以控制程序是由過(guò)程控制站執(zhí)行的。

第5頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)過(guò)程控制站的組成DCS的過(guò)程控制站是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，主要由電源、CPU（中央處理器）、網(wǎng)絡(luò)接口和I/O組成

第6頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)I/O是什么

控制系統(tǒng)需要建立信號(hào)的輸入和輸出通道，這就是I/O。DCS中的I/O一般是模塊化的，一個(gè)I/O模塊上有一個(gè)或多個(gè)I/O通道，用來(lái)連接傳感器和執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）第7頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)什么是I/O單元通常，一個(gè)過(guò)程控制站是有幾個(gè)機(jī)架組成，每個(gè)機(jī)架可以擺放一定數(shù)量的模塊。CPU所在的機(jī)架被稱為CPU單元，同一個(gè)過(guò)程站中只能有一個(gè)CPU單元，其他只用來(lái)擺放I/O模塊的機(jī)架就是I/O單元。第8頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第七節(jié)I/O單元和CPU單元是如何連接的？

控制系統(tǒng)需要建立信號(hào)的輸入和輸出通道，這就是I/O。DCS中的I/O一般是模塊化的，一個(gè)I/O模塊上有一個(gè)或多個(gè)I/O通道，用來(lái)連接傳感器和執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）第9頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第八節(jié)什么是現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用于過(guò)程控制現(xiàn)場(chǎng)的一種數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，它不僅包含有過(guò)程控制信息交換，而且還包含設(shè)備管理信息的交流。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線，各種智能設(shè)備（智能變送器、調(diào)節(jié)法、分析儀和分布式I/O單元）可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，過(guò)程控制策略可以完全在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層次上實(shí)現(xiàn)。目前，使用較多的現(xiàn)場(chǎng)總線主要是FUNDATIONfieldbus基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FF總線）和PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線。應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以將各種分布在控制現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)智能設(shè)備和I/O單元方便的連接在一起，構(gòu)成控制系統(tǒng)，這種結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為DCS發(fā)展的趨勢(shì)。

第10頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第九節(jié)我公司應(yīng)用的系統(tǒng)中采用什么現(xiàn)場(chǎng)總線？我公司目前應(yīng)用的系統(tǒng)主要是SIEMENS的現(xiàn)場(chǎng)總線是PROFIBUS。

第11頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第十節(jié)表述網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的單位是什么？表述網(wǎng)絡(luò)傳輸速度一般以波特率（Bps）為單位，其含義是每秒鐘傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)的位數(shù)。不同的網(wǎng)絡(luò)一般波特率不同，相同的網(wǎng)絡(luò)采用不同的網(wǎng)絡(luò)電纜也可以達(dá)到不同的特率。例如：PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線在以雙絞線作為網(wǎng)絡(luò)電纜時(shí)通訊速度為1.5KBps，采用光纜時(shí)可以12MBps。采用普通雙絞線的以太網(wǎng)傳輸速度為10MBps，采用光纜時(shí)可以達(dá)到100MBps。另外，傳輸距離的長(zhǎng)短會(huì)影響傳輸速度，一般來(lái)說(shuō)，距離越長(zhǎng)，速度越慢。。÷

第12頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第十二節(jié)什么是組態(tài)？通過(guò)專用的軟件定義系統(tǒng)的過(guò)程就是組態(tài)（configuration）。定義過(guò)程站各模塊的排列位置和類型的過(guò)程叫過(guò)程站硬件組態(tài)；定義過(guò)程站控制策略和控制程序的過(guò)程叫控制策略組態(tài)；定義操作員站監(jiān)控程序的過(guò)程叫操作員站組態(tài)；定義系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接方式和各站地址的過(guò)程叫網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。第13頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第十三節(jié)I/O信號(hào)是如何分類的？常用的I/O信號(hào)一般分為：AI、AO、DI和DO。AI--模擬量輸入信號(hào)AO--模擬量輸出信號(hào)DI--數(shù)字量輸入信號(hào)DO--數(shù)字量輸出信號(hào)

第14頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第十四節(jié)什么是模擬量和數(shù)字量？

模擬量是指連續(xù)變化的信號(hào)（如4~20mA,0~5v）；數(shù)字量是只有開關(guān)狀態(tài)的信號(hào)。第15頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第十五節(jié)什么是PLC?

可編程控制器(ProgrammableController)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController)，簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC。第16頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第十六節(jié)PLC能用于過(guò)程控制嗎？早期的PLC只是用來(lái)完成一些電氣邏輯控制和開關(guān)量，現(xiàn)在的PLC在性能上，特別是對(duì)模擬信號(hào)的處理能力上已經(jīng)大大提高，因此現(xiàn)在PLC是可以用于過(guò)程控制的。第17頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二章DCS與PLC的區(qū)別1、從發(fā)展的方面來(lái)說(shuō)：DCS從傳統(tǒng)的儀表盤監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)。因此，DCS從先天性來(lái)說(shuō)較為側(cè)重儀表的控制。PLC從傳統(tǒng)的繼電器回路發(fā)展而來(lái)，最初的PLC甚至沒(méi)有模擬量的處理能力，因此，PLC從開始就強(qiáng)調(diào)的是邏輯運(yùn)算能力。第18頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、從系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和兼容性的方面來(lái)說(shuō)：市場(chǎng)上控制類產(chǎn)品繁多，無(wú)論DCS還是PLC，均有很多廠商在生產(chǎn)和銷售。對(duì)于PLC系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一般沒(méi)有或很少有擴(kuò)展的需求。DCS在發(fā)展的過(guò)程中也是各廠家自成體系，但大部分的DCS系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)或變形的TCP/IP協(xié)議。這樣就提供了很方便的可擴(kuò)展能力。第19頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、從數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)：DCS一般都提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)。而PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)通常都不是統(tǒng)一的，組態(tài)軟件和監(jiān)控軟件甚至歸檔軟件都有自己的數(shù)據(jù)庫(kù)。4、從時(shí)間調(diào)度上來(lái)說(shuō)：PLC的程序一般不能按事先設(shè)定的循環(huán)周期運(yùn)行。PLC程序是從頭到尾執(zhí)行一次后又從頭開始執(zhí)行。而DCS可以設(shè)定任務(wù)周期。比如，壓力傳感器的變化時(shí)間很短，可以用200ms的任務(wù)周期采樣，而溫度傳感器的滯后時(shí)間很大，可以用2s的任務(wù)周期采樣。第20頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)面來(lái)說(shuō)：一般來(lái)講，DCS習(xí)慣常使用兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一層為過(guò)程級(jí)網(wǎng)絡(luò)，采用RS232或RS485協(xié)議。二層為操作級(jí)網(wǎng)絡(luò)，采用TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議。PLC系統(tǒng)的工作任務(wù)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量一般不會(huì)太大，所以常見的PLC系統(tǒng)為一層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),不會(huì)或很少使用以太網(wǎng)。第21頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6、從應(yīng)用對(duì)象的規(guī)模上來(lái)說(shuō)：PLC一般應(yīng)用在小型自控場(chǎng)所，比如設(shè)備的控制或少量的模擬量的控制及聯(lián)鎖，而大型的應(yīng)用一般都是DCS。習(xí)慣上我們把大于600點(diǎn)的系統(tǒng)稱為DCS，小于這個(gè)規(guī)模叫做PLC。PLC善于邏輯控制，如實(shí)現(xiàn)電氣回路邏輯控制，屬于強(qiáng)電設(shè)備，主要用于控制電機(jī)的開停等；DCS善于模擬量控制，屬于弱電設(shè)備，主要用于液位、流量、溫度等模擬控制。第22頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三章DEH

第一節(jié)什么是DEH？

所謂DEH就是汽輪機(jī)數(shù)字式電液控制系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)控制部分和EH液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。

第二節(jié)為什么要采用DEH控制？

采用DEH控制可以提高高、中壓調(diào)門的控制精度，為實(shí)現(xiàn)CCS協(xié)調(diào)控制及提高整個(gè)機(jī)組的控制水平提供了基本保障，更有利于汽輪機(jī)的運(yùn)行。

第23頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)OPC、AST都代表什么意思？

OPC代表機(jī)組超速保護(hù)系統(tǒng)；

AST代表自動(dòng)停機(jī)危急遮斷控制系統(tǒng)。第四節(jié)TV、GV、RV、IV各代表什么？

TV代表高壓主汽門控制回路；GV代表高壓調(diào)門控制回路；RV代表中壓主汽門控制回路；IV代表中壓調(diào)門控制回路。

第24頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)HP、DP、DV都代表什么意思？

HP代表EH系統(tǒng)壓力油管路；DP代表EH系統(tǒng)有壓回油管路；DV代表EH系統(tǒng)無(wú)壓回油管路。

第六節(jié)TV、GV、RV、IV各代表什么？

TV代表高壓主汽門控制回路；GV代表高壓調(diào)門控制回路；RV代表中壓主汽門控制回路；IV代表中壓調(diào)門控制回路。

第25頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第七節(jié)EH油系統(tǒng)由幾部分組成？

EH油系統(tǒng)包括供油系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和危急遮斷系統(tǒng)，供油系統(tǒng)的功能是提供高壓抗燃油，并由它來(lái)驅(qū)動(dòng)伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)響應(yīng)從DEH送來(lái)的電指令信號(hào)，以調(diào)節(jié)汽輪機(jī)各蒸汽閥開度；危急遮斷系統(tǒng)由汽輪機(jī)的遮斷參數(shù)控制，當(dāng)這些參數(shù)超過(guò)其運(yùn)行限制值時(shí)該系統(tǒng)就關(guān)閉全部汽輪機(jī)進(jìn)汽門或只關(guān)閉調(diào)速汽門。

第八節(jié)AST電磁閥有何作用？

正常運(yùn)行中，AST電磁閥被通電勵(lì)磁關(guān)閉，從而封閉了AST母管上的泄油通路，