畢業(yè)設(shè)計（論文）-300MW機組過熱汽溫系統(tǒng)進行原理分析

沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）PAGEPAGE2.摘要本次畢業(yè)設(shè)計(論文)是通過對300MW機組過熱汽溫系統(tǒng)進行原理分析、可靠性論證、現(xiàn)場實地觀察，提出的保證該系統(tǒng)長期穩(wěn)定控制的方案。鍋爐蒸汽溫度自動控制包括過熱蒸汽溫度控制和再熱蒸汽溫度控制。鍋爐過熱蒸汽溫度是影響鍋爐生產(chǎn)過程安全性和經(jīng)濟性的重要鍋爐過熱蒸汽溫度是影響鍋爐生產(chǎn)過程安全性和經(jīng)濟性的重要參數(shù),現(xiàn)代鍋爐的過熱器是在高溫、高壓的條件下工作。必須通過自動化手段加以控制，維持其出口蒸汽溫度在生產(chǎn)允許的范圍內(nèi)。因此，需要采用適當(dāng)?shù)臏p溫方式改變過熱器入口的蒸汽溫度。從而控制出口的過熱蒸汽溫度。目前大多數(shù)機組都采用二級噴水減溫控制方式。在再熱蒸汽溫度控制中，由于蒸汽負荷是由用戶決定的，所以幾乎都采用改變煙氣流量作為主要控制手段，例如改變再循環(huán)煙氣流量，改變尾部煙道通過再熱器的煙氣分流量或改變?nèi)紵鳎ɑ鹱欤┑膬A斜角度。關(guān)鍵字自動控制過熱蒸汽噴水減溫AbstractThedesignprojectforgraduation(graduationthesis)poseaschemewhichpledgesthesystemunderthecoordinationcontrollong-term,byanalyzingsuperheatsteamtemperatureprincipleof300MWunitsets,testifyingthereliabilityandobservingbydoingfieldwork.Boilersteamtemperatureautomaticcontrolincludessuperheatsteamtemperaturecontrolandreheatsteamtemperaturecontrol.Boilersuperheatsteamtemperatureisanimportantparameterwhichinfluencesboilerproduceprocesssafetyandeconomicvalue.Sophisticatedboilersuperheaterworkingonconditionthathightemperatureandhighpressuremustbecontrolledbyautomaticmethods,andkeeptheoutletsteamtemperatureintherangeofproducepermitting.Forthisreason,weshouldusesuitabledesuperheatmethodstoaltertheinletsteamtemperatureofsuperheater,sothatcontroltheoutlettemperatureofsuperheater.Atthemoment,mostunitsetsuseⅡjetdesuperheatcontrol.Underthereheatsteamtemperaturecontrol,consumersdecidethesteamload,soweusethegasflowasthemaincontrolmethod.Forexample,wechangethegasrecalculatingflowandtailfluebyalteringthegasdivergenceflowofreheatedoralteringthegradientofcombustionchamber.Keywords:AutomaticControlSuperheatsteamJetdesuperheat目錄TOC\o"2-5"\h\z\t"標(biāo)題1,1"摘要 1Abstract 2第一章引言 41.1 課題背景及其選題意義 41.2火電廠自動化控制水平 41.3過熱汽溫控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 6第二章T-XP系統(tǒng)簡介 72.1T-XP系統(tǒng)的組成 72.2T-XP系統(tǒng)的應(yīng)用特點 82.3集散控制系統(tǒng)的特點及在火力發(fā)電廠的應(yīng)用 9第三章過熱汽溫控制概述 123.1過熱汽溫控制的任務(wù) 123.2過熱汽溫控制對象的動態(tài)特性 12第四章過熱汽溫控制系統(tǒng)的組態(tài)分析 164.1過熱汽溫控制系統(tǒng)的特點： 164.2I級減溫控制系統(tǒng) 164.3II級減溫控制系統(tǒng) 21第五章過熱汽溫控制系統(tǒng)的整定 245.1I級減溫控制系統(tǒng)的整定 245.2II級減溫控制系統(tǒng)的整定 29第六章MATLAB仿真 30結(jié)論 32參考文獻 33致謝 34附錄一：組態(tài)圖中的功能模塊及其圖 35附錄二：過熱汽溫控制系統(tǒng)組態(tài)圖 37附錄三：過熱汽溫控制SAMA圖 40附錄四：外文翻譯 41第一章引言課題背景及其選題意義隨著電力事業(yè)的飛速發(fā)展，火電廠機組容量的不斷擴大，參數(shù)不斷提高，如何保護單元機組的安全、經(jīng)濟運行，減少事故，提高設(shè)備的可靠性和運行的經(jīng)濟性，是十分重要的問題。大量事實證明，采用先進的熱工自動化技術(shù)是提高機組安全、經(jīng)濟運行水平的行之有效的措施。自動控制裝置在機組啟動時，根據(jù)啟動要求進行控制，啟動后按較高的熱效率、較低的煤耗和廠用電進行運行。當(dāng)運行出現(xiàn)異常時，自動控制裝置能迅速按照預(yù)先規(guī)定的順序進行處理，以盡快恢復(fù)正常運行，當(dāng)故障發(fā)展到可能危及設(shè)備和人身安全時，采取停爐、停機等保護措施，避免事故進一步擴大。大型火電機組熱工自動化技術(shù)，包括以下四個方面：控制（Control）、報警（Alarm）、監(jiān)測（Monitor）和保護（Protection），簡稱CAMP。這四個方面既相互獨立，又相互聯(lián)系。例如，運行參數(shù)由監(jiān)測裝置進行自動監(jiān)視，當(dāng)參數(shù)異常時自動發(fā)出報警信號，同時調(diào)節(jié)裝置進行自動調(diào)節(jié)，而當(dāng)設(shè)備異?；蜻\行參數(shù)達到危險值時，保護裝置動作，以保護設(shè)備及人身安全。1.2火電廠自動化控制水平目前，機組以從早期的手動控制發(fā)展到現(xiàn)在的自動控制，從就地控制發(fā)展到現(xiàn)在的爐、機、電集中控制。過去，運行人員通過手動操作執(zhí)行機構(gòu)和人工記錄報表，如今，現(xiàn)代化大型機組普遍采用計算機控制、大屏幕顯示和高分辨率的CRT監(jiān)視操作，從而將復(fù)雜的機組運行參數(shù)集中處理，并以圖表、文字形式實時顯示，供運行人員操作指導(dǎo)。由此可見，大機組自動控制不僅可減輕運行人員的勞動強度，而且可減少運行人員，節(jié)省勞動力。我國熱工自動控制水平應(yīng)按照中上水平及以滿足保證機組安全和滿足經(jīng)濟運行的要求進行設(shè)計，并應(yīng)積極慎重地、有步驟地推廣國內(nèi)外先進技術(shù)，以推動我國電廠自動控制水平的提高。目前，大機組的特點之一是監(jiān)視點多(600MW機組I/O點多達3000~~5000個，隨著發(fā)電機—變壓器組和廠用電源等電氣部分監(jiān)視時納入DCS之后，I/O點以超達7000個)，參數(shù)變化速度快和控制對象數(shù)量大(600MW機組超過1300個),而各個控制對象又相互關(guān)聯(lián)，所適應(yīng)像600MW這樣大型單元機組監(jiān)控的要求。如果將大機組的監(jiān)視與控制操作任務(wù)僅交給運行人員去完成，不僅體力和腦力勞動強度大,而且很難做到及時調(diào)整和避免人為的操作失誤，因此必須由高度計算機化的機組集控取而代之。1.在機組正常運行過程中，自動化系統(tǒng)根據(jù)機組運行要求，自動將運行參數(shù)維持在要求值，以期取得較高的效率（如熱效率）和較低的煤耗，廠用電效率等。對望亭發(fā)電廠一臺300MW機組使用美國西屋公司的WDPF微積分散控制系統(tǒng)的運行經(jīng)濟效果的初步分析表明；僅WDPF分散控制系統(tǒng)的自動控制和在線效率監(jiān)控功能的投用，就分別降低機組供電煤耗3.6g/(kw.h)和0.85g/(kw.h)，綜合降低的機組供電煤耗可達4.45g/(kw.h).以該機組年發(fā)電量18億kw.h計算，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤8010t，可見其經(jīng)濟效益是很顯著的。2.在機組運行工況出現(xiàn)異常，如參數(shù)越限、輔機跳扎閘時，自動設(shè)備除及時報警外，還能迅速、及時地按預(yù)定的規(guī)律進行處理。這樣，既能保證機組設(shè)備的安全，又能保證機組盡快恢復(fù)正常運行，減少機組的停運次數(shù)。例如，RUNBACK（自動快速減負荷），RUNUP（強增負荷），RUNDOWN（強減負荷），F(xiàn)ASTCUTBACK（FCB，負荷快速切回或稱快速甩負荷）等功能。3.當(dāng)機組從運行異常發(fā)展到可能危及設(shè)備安全或人身安全時，自動化設(shè)備能適時采取果斷措施進行處理，以保證設(shè)備及人身安全。如鍋爐主燃料跳（masterfueltrip,MFT）、汽輪機監(jiān)視系統(tǒng)（TSI）和汽輪機緊急跳閘（ETS）等。4.在機組啟停過程中，自動化設(shè)備又能根據(jù)機組啟動時的熱狀態(tài)進行相應(yīng)的控制，以避免機組產(chǎn)生不允許的熱應(yīng)力而影響機組的運行壽命，即延長機組的服役期。如汽輪機的計算機應(yīng)力估算和壽命管理系統(tǒng)，汽輪機自啟停系統(tǒng)（turbineautomaticsystem,TAS）。5.隨著電網(wǎng)的發(fā)展，對自動發(fā)電控制（Automaticgenerationcontrol,AGC）的要求日趨嚴格。AGC是現(xiàn)代電網(wǎng)控制中心的一項基本和重要的功能，是電網(wǎng)現(xiàn)代化管理的需要，也是電網(wǎng)商業(yè)化運營的需要。而要實現(xiàn)AGC，單元機組必須有較高的自動化水平，單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)必須能投入穩(wěn)定運行。建國40多年來，隨著機組容量的增大、參數(shù)的提高，對于機組安全經(jīng)濟運行的要求不斷提高，火電廠的自動化水平也不斷得到提高，從傳統(tǒng)的機、爐、電分別人工監(jiān)控發(fā)展到今天的單元機組集控，自動化系統(tǒng)的功能也已從單臺輔機和局部熱力系統(tǒng)發(fā)展到整個單元機組的檢測與控制。而隨著整個單元機組自動化的不斷完善以及電網(wǎng)發(fā)展的需要，火電廠熱工自動化的功能必然會和調(diào)度自動化系統(tǒng)（automaticdispatchsystem,ADS）相協(xié)調(diào)而實現(xiàn)電網(wǎng)的自動發(fā)電控制（AGC）。但必須指出的是，自動化系統(tǒng)畢竟只能按照人們預(yù)先制定的規(guī)律進行工作。而機組運行過程中的情況卻是復(fù)雜、隨機的。因此，自動化系統(tǒng)在一般情況下雖不需要人工干預(yù)，但在特定情況下卻要人工給以提示或協(xié)調(diào)。無人值班的火電機組雖然嘗試，卻迄今未獲成功，也就是說高度自動化的火電機組并非不需要人的干預(yù)，而是需要人的更高層次的干預(yù)。由此可見，自動化水平的機組，要求運行人員也具有更高的技術(shù)和文化水平。1.3過熱汽溫控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀過熱蒸汽溫度是鍋爐運行質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。過熱蒸汽溫度過高或過低都會顯著地影響電廠的安全性和經(jīng)濟性。目前，仍采用以分散微機為基礎(chǔ)的集散型控制系統(tǒng)（DCS）。在過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)中采用主要有串級控制系統(tǒng)和采用導(dǎo)前汽溫微分信號的雙回路汽溫控制系統(tǒng)。本文將在分析該系統(tǒng)的特點和可靠性的基礎(chǔ)上，針對過熱汽溫系統(tǒng)在應(yīng)用中存在的幾個帶普遍性的問題展開進一步的分析和探討，并提出了相應(yīng)的解決措施第二章T-XP系統(tǒng)簡介2.1T-XP系統(tǒng)的組成2.1.1操作監(jiān)視系統(tǒng)OM650操作監(jiān)視系統(tǒng)的作用與T-ME系統(tǒng)的OS系統(tǒng)類似，是電廠過程與操作員之間的對話窗口，用于對過程進行操作、監(jiān)視及信息的處理和歸檔。它采用在UNIX環(huán)境下以X/Windows和OSF-MOTIF（標(biāo)準(zhǔn)軟件）作為標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一人機界面。它主要包括如下幾個部分：操作員終端(OT)每個都帶有4個的功能，可以包含整個機組的操作與監(jiān)視功能，若一臺機組配置多臺終端，則意味著具有多重冗余。根據(jù)需要每臺機組可以配置若干個標(biāo)準(zhǔn)CRT，也可以配置大屏幕終端，該大屏幕可以顯示一幅1.5×2.0(㎡)的巨大畫面，也可以同時顯示4幅不同內(nèi)容的CRT畫面。大屏幕技術(shù)對現(xiàn)場的調(diào)試和運行帶來了相當(dāng)?shù)姆奖愫秃锰?，對機組的安全運行提供了可靠的監(jiān)控手段。過程處理單元（PU）PU單元對于機組的實時操作命令和實時過程信息的處理。對于大型發(fā)電機組，一般配置兩對冗余的PU單元，可以處理大約9500個現(xiàn)場I/O點（不包括中間量信號），其中一對PU主要用于處理鍋爐部分的過程信息，另一對PU主要用于處理汽輪機和發(fā)電機系統(tǒng)以及外圍系統(tǒng)的信息，設(shè)計中要充分考慮兩對處理能力的均衡。服務(wù)單元（SU）SU單元用于對歷史數(shù)據(jù)的處理，如形成各類報表、歷史曲線以及性能計算的數(shù)據(jù)存儲等。為了增大信息的存儲量和提高可靠性，一般配置一對冗余SU的，并在機內(nèi)配置有光驅(qū)。打印輸出設(shè)備根據(jù)發(fā)電機組的實際需要，可以配置若干臺過程打印機及一臺彩色圖形硬拷貝機，以確保機組數(shù)據(jù)的長期有效管理和存檔。硬拷貝機可以將任一CRT上的畫面、曲線、時間記錄等真實地拷貝下來。所有的過程打印機在功能上是一致的，不受物理連接的限制。操作員可以在任一CRT終端（包括大屏幕）輸出報表、操作記錄及事件記錄等至任一打印機，為運行人員的歸檔和分析處理提供便利的手段。2.1.2自動系統(tǒng)(1)AS620BAS620B自動系統(tǒng)用于實現(xiàn)機組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS)、順序控制系統(tǒng)(SCS)及信息系統(tǒng)(DAS)等功能，它接受現(xiàn)場和CRT/BTG盤的指令，進行處理及邏輯判斷，并進行相應(yīng)的過程控制。同時將有關(guān)的過程信息實時地傳送至OM系統(tǒng)、BTG盤以及ES系統(tǒng)（如果ES系統(tǒng)處于動態(tài)調(diào)試模式的話）。AS620B自動系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)屬集中分散型，對每個AS620B自動系統(tǒng)來說，所有相關(guān)的過程信息或指令都通過一對冗余的CPU進行集中協(xié)調(diào)和處理，然后傳送至個智能型處理模塊，以實現(xiàn)各種獨立的功能和任務(wù)。(2)AS620FAS620F自動系統(tǒng)用于實現(xiàn)BMS控制及汽輪機遠方跳閘功能，主要包括油槍/油閥的啟動及保護、火檢監(jiān)測、磨煤機組保護、主燃料跳閘邏輯(MFT)以及汽輪機遠方跳閘邏輯等監(jiān)控。(3)AS620TAS620T自動系統(tǒng)是為汽輪機/發(fā)電機的閉環(huán)控制設(shè)計的。其特點是通過極小的響應(yīng)時間和極快的處理周期，保證汽輪機/發(fā)電機的快速閉環(huán)調(diào)節(jié)（如對汽輪機調(diào)速汽門的控制）。2.1.3通信總線系統(tǒng)通信總線系統(tǒng)包括終端總線及工廠總線，兩個總線均為以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通信速率達10Mbps，具有故障容錯能力。另外，在AS自動系統(tǒng)中還配置了冗余的I/O總線，通過網(wǎng)卡與工廠總線相連接。2.1.4工程師站(ES680)ES680工程師站用于對AS、OM系統(tǒng)以及總線系統(tǒng)的組態(tài)、修改和動態(tài)調(diào)試。它用于整個工程實施過程，從確定工程設(shè)計任務(wù)一直到自動控制系統(tǒng)的調(diào)試、修改和升級。ES680提供了連貫的前向式工程設(shè)計，用戶在設(shè)計、調(diào)試和維修中使用同一個工具，所有的參數(shù)只需要輸入和檢查一次，就可由ES680系統(tǒng)統(tǒng)一管理。2.1.5BTG盤用于對機、爐、電主要參數(shù)的監(jiān)控、報警以及提供DCS控制的后備操作手段。2.2T-XP系統(tǒng)的應(yīng)用特點T-XP系統(tǒng)是在T-ME系統(tǒng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種能夠適應(yīng)現(xiàn)代化電廠生產(chǎn)過程要求的自動化控制系統(tǒng)，它的主要特點如下：(1)基于國際標(biāo)準(zhǔn)的模塊化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不僅使T-XP具有很高的經(jīng)濟性和可靠性，而且還有利于電廠其它系統(tǒng)的發(fā)展。在采用T-XP系列設(shè)備的電廠DCS設(shè)計中，可以將許多常規(guī)的電氣監(jiān)控功能（如，主電源系統(tǒng)的監(jiān)控、高壓開關(guān)站系統(tǒng)的監(jiān)控、廠用電系統(tǒng)的監(jiān)控、直流電源系統(tǒng)的監(jiān)控、發(fā)電機及其動力中心的監(jiān)控、UPS系統(tǒng)的監(jiān)控等）納入DCS的范圍內(nèi)，從而使單元機組的機、爐、電控制水平協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)機、爐、電的統(tǒng)一集中監(jiān)控。

(2)功能完備的人機接口，尤其是大屏幕技術(shù)的采用，可以通過Windows實現(xiàn)所有信息的直接存取和設(shè)備的安全操作，提高了機組調(diào)試和運行的自動化水平。(3)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線協(xié)議(PROFIBUS)的使用，使得DCS的部分功能可以通過遠程I/O站來實現(xiàn)，提高了DCS功能的物理分散度。例如，火電廠機組的循環(huán)水泵房距主控室較遠，為了節(jié)省成本，增加信號傳輸?shù)目煽啃?，可以在循環(huán)水泵房設(shè)置若干個I/O遠程站(ET200)，通過光纜將遠程I/O站與DCS的AS620B系統(tǒng)連接在一起，從而使運行人員成功地實現(xiàn)了對整個循環(huán)水泵房的操作和監(jiān)視。(4)通過各種軟件/硬件接口，實現(xiàn)DCS對現(xiàn)場設(shè)備的集中監(jiān)控。例如，通過AS620B處理站，DCS提供了兩個軟接口來實現(xiàn)DCS與DEH（汽機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)）以及DCS與TSI（汽機振動的檢測系統(tǒng)）之間的通信，這樣就可以將DEH或TSI的部分監(jiān)控功能移置到DCS系統(tǒng)中，便于運行人員的集中監(jiān)控，從而提高機組運行的監(jiān)控水平。(5)T-XP系統(tǒng)的DCS還提供了主時鐘的衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）通信接口以及DCS與電廠信息系統(tǒng)（MIS）的通信接口，為電廠監(jiān)控和管理功能的進一步擴展提供了有效的空間。(6)無需編程語言知識要求，自始至終采用圖形化的工程設(shè)計和調(diào)試。(7)DCS通信系統(tǒng)采用了基于ISO/OSI國際標(biāo)準(zhǔn)的7層通信協(xié)議無論是和工廠總線或終端總線連接，都能夠為外部系統(tǒng)提供開放式的通信手段。(8)無需獨立的事故順序記錄裝置（SOE），該功能已集成在DCS中，并可由ES680組態(tài)。2.3集散控制系統(tǒng)的特點及在火力發(fā)電廠的應(yīng)用電力工業(yè)的特點是連續(xù)生產(chǎn)，強調(diào)安全、經(jīng)濟運行，特別是隨著機組容量增大、參數(shù)的提高，系統(tǒng)更加復(fù)雜化，而常規(guī)儀表和單一控制設(shè)備難以滿足要求。因而現(xiàn)代大型火電機組均采用集散控制系統(tǒng)來實現(xiàn)機組的自動檢測與報警、自動保護、自動調(diào)節(jié)等功能，以保證機組的安全與經(jīng)濟運行。集散控制系統(tǒng)是一種以微處理器為基礎(chǔ)，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計算機技術(shù)、CRT顯示技術(shù)及過程控制技術(shù)構(gòu)成的新型控制系統(tǒng)。自從1975年Honeywell公司宣布第一套集散控制系統(tǒng)(TDC2000)誕生以來，工業(yè)控制自動化進入了一個嶄新的時期。經(jīng)過20年的發(fā)展，結(jié)構(gòu)體系不斷更新，功能不斷加強。新型的集散控制系統(tǒng)是開放型的體系結(jié)構(gòu)，可方便地與生產(chǎn)管理的上位計算機相互交換信息，形成計算機一體化的生產(chǎn)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)工廠的信息管理一體化。2.3.1集散控制系統(tǒng)的特點與以往的控制設(shè)備相比，DCS具有以下特點：能分層體系本著集散控制的設(shè)計思想，層次化充分體現(xiàn)了集中操作管理、分散控制的思想，成為DCS的重要體系特點。根據(jù)DCS的規(guī)模和實際工藝需要可以將功能分成以下2至4層，如圖1.1所示：1）直接控制級（又稱過程控制級）：直接與現(xiàn)場各類設(shè)備（如變送器、執(zhí)行機構(gòu)等）相連，對現(xiàn)場設(shè)備實施監(jiān)測、控制、診斷和保護，同時通過總線與過程管理級交換信息。2）過程管理級：包括監(jiān)控計算機、操作站及工程師工作站。它綜合監(jiān)視過程各點的所有信息，集中顯示操作，進行控制回路組態(tài)和參數(shù)修改，優(yōu)化過程處理（包括優(yōu)化過程控制、自適應(yīng)控制以及優(yōu)化單元內(nèi)各裝置等）。3）生產(chǎn)管理級：管理計算機完成比系統(tǒng)控制模式更寬的操作和邏輯分析功能，協(xié)調(diào)各單元級的參數(shù)設(shè)定，實施協(xié)調(diào)策略等。4）工廠經(jīng)營管理級：居于工廠自動化系統(tǒng)的最高層，它的管理范圍很廣，包括工程技術(shù)、經(jīng)濟、商業(yè)事務(wù)等方面的功能。對于某一具體集散控制系統(tǒng)的應(yīng)用來說，并非一定具有四層功能不可，大多數(shù)應(yīng)用于中小規(guī)模的控制系統(tǒng)只有1至2層，少數(shù)情況使用到第3層，在大規(guī)模的控制系統(tǒng)中才應(yīng)用完全的四層模式。就目前世界上的優(yōu)秀集散控制系統(tǒng)產(chǎn)品來看，多數(shù)局限在第1、2、3層，第4層的功能只附帶在第3層的硬件基礎(chǔ)上。（2）容錯能力DCS具有很高的可靠性，廣泛采用了容錯、冗余技術(shù)。此外還具有軟、硬自診斷功能，使設(shè)備的故障率大為下降，且故障貨修復(fù)快。（3）通信功能強DCS是由多臺微處理器以數(shù)據(jù)通信形式，通過告訴公路相連而過程的一個完整的綜合自動控制系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)共享，可節(jié)約大量控制電纜、一次元件和變送器等，簡化各子系統(tǒng)之間的接口，并減少備品配件的品種和數(shù)量，降低維護、管理的工作量和費用。（4）功能齊全DCS功能齊全，人機界面友好，它的集中操作顯示功能，精簡了常規(guī)監(jiān)視儀表，為運行人員提供了綜合性的畫面和信息，有利于全面掌握和分析工況，以及對整個生產(chǎn)過程的操作控制。從計算機時間順序記錄和事故追憶打印中，可迅速判斷并處理事故，恢復(fù)運行，減少停機時間。（5）擴展方便、組態(tài)靈活控制系統(tǒng)擴展方便，組態(tài)靈活、直觀，便于控制方案的調(diào)整，能方便地實現(xiàn)許多復(fù)雜控制功能，提高控制品質(zhì)，而且系統(tǒng)易于調(diào)試。（6）自動系統(tǒng)投入率高采用DCS以后，機組主參數(shù)的控制精度及自動系統(tǒng)的投入率均有叫大幅度提高，同時可以節(jié)省燃料，大大提高電廠的經(jīng)濟效益。2.3.2我國火電廠應(yīng)用DCS從1985年開始提上議事日程，到目前采用DCS并投入運行的電廠已比較普遍，采用的DCs品種有十幾種。目前，DCS已成為工業(yè)過程控制的主要控制設(shè)備，它在火電廠的應(yīng)用有著廣闊的前景。為了適應(yīng)火電機組向大容量、高參數(shù)的發(fā)展，DCS的應(yīng)用呀在不斷地發(fā)展和完善，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）向DCS一體化方向發(fā)展，即以DCS為主體，通過網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，顯示終端（CRT及鍵盤）共用，簡化系統(tǒng)，減少監(jiān)視和操作設(shè)備，縮小運行人員的監(jiān)視面，從而將數(shù)據(jù)采集、處理及監(jiān)控納入統(tǒng)一的自動化系統(tǒng)中，以利于管理和調(diào)度。（2）采用不斷發(fā)展的先進技術(shù)，如：1）人機接口中的新型工業(yè)圖形顯示系統(tǒng)IGDS和多媒體技術(shù)（尤其是語音和視頻圖象技術(shù)）；2）采用EIC綜合技術(shù)將電器控制、儀表控制和計算機控制等功能由DCS統(tǒng)一完成；3）采用現(xiàn)場總線（FB）技術(shù)將現(xiàn)場許多智能設(shè)備，如智能變送器和智能執(zhí)行器等全部接到一條總線上，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)真正的“功能分散”和“道理分散”，為運行、檢修和故障診斷提供方便條件；4）開發(fā)適合我國電廠使用的運行支援系統(tǒng)，使運行支援系統(tǒng)和計算機見空系統(tǒng)同意起來，構(gòu)成對整個機組的立體監(jiān)控，以便更好地發(fā)揮DCS的潛力，將它的應(yīng)用提高到一個新水平；（3）采用先進的控制理論和控制策略（如，自適應(yīng)控制、住家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論等），不斷提高DCS的軟件功能，以便更好地解決火電機組這一具有大遲延、非線形、多變量耦合等特性被控對象的自動控制問題，進一步提高DCS的應(yīng)用水平。總之，DCS的應(yīng)用使火電廠更新了傳統(tǒng)的生產(chǎn)操作手段，建立了全程多參數(shù)綜合操作的新概念，向著操作的簡便性、穩(wěn)定性、安全性、預(yù)見性和優(yōu)化性等方面邁出了新的一步，它不僅可以提高勞動生產(chǎn)率和電能質(zhì)量，還能減低發(fā)電成本，改善勞動條件，為大型機組的安全、經(jīng)濟運行提供了可靠的保證。第三章過熱汽溫控制概述3.1過熱汽溫控制的任務(wù)過熱蒸汽溫度自動控制的任務(wù)是維持過熱器出口蒸汽溫度在允許范圍內(nèi)，并且保護過熱器，使管壁溫度不超過允許的工作溫度。過熱蒸汽溫度是鍋爐運行質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，過熱蒸汽溫度過高或過低都會顯著地影響電廠的安全性和經(jīng)濟性。過熱蒸汽溫度過高，可能造成過熱器、蒸汽管道和汽輪機的高壓部分金屬損壞，因而過熱汽溫的上限一般不應(yīng)超過額定值5℃。過熱蒸汽溫度過低，又會降低全廠的熱效率并影響汽輪機的安全經(jīng)濟運行，因而過熱汽溫的下限一般不低于額定值10℃。過熱汽溫的額定值通常在500℃以上，例如高壓鍋爐一般為540℃3.2過熱汽溫控制對象的動態(tài)特性影響過熱器出口蒸汽溫度變化的原因很多，如蒸汽流量變化、燃燒工況變化、鍋爐給水溫度變化、進入過熱器的蒸汽溫度變化、流經(jīng)過熱器的煙氣溫度和流速變化、鍋爐受熱面結(jié)垢等。但歸納起來，主要有三個方面：蒸汽流量（負荷）擾動下過熱汽溫對象的動態(tài)特性當(dāng)鍋爐負荷擾動時，蒸汽流量的變化使沿整個過熱器管路長度上各點的蒸汽流速幾乎同時改變，從而改變過熱器的對流放熱系數(shù)，使過熱器各點的蒸汽溫度幾乎同時改變，因而汽溫反應(yīng)較快。過熱器出口汽溫的階躍響應(yīng)曲線如圖3-1所示，其特點是：有滯后、有慣性、有自平衡能力，且τ／Ｔc較小。但由于蒸汽量是由機組負荷決定的，不能用來作為調(diào)節(jié)氣溫的手段。Dθ Ｔc △Ｄ0t 0t τ圖3-1鍋爐負荷擾動下過熱汽溫的階躍響應(yīng)曲線當(dāng)鍋爐負荷增加時，對流式過熱器和輻射式過熱器的出口汽溫隨負荷變化的方向是相反的。負荷增加時，通過對流式過熱器的煙氣溫度和流速都增加，從而使對流過熱器的出口汽溫升高。但是，由于負荷增加時，爐膛溫度升高不多，而爐膛煙溫升高所增加的輻射熱量小于蒸汽負荷增大所需的吸熱量，因而當(dāng)負荷增加時，輻射式過熱器出口汽溫是下降的。現(xiàn)代大型鍋爐的過熱器，對流式過熱器的受熱面積大于輻射式過熱器的受熱面積，因此總的汽溫將隨負荷增加而升高。3.2煙氣側(cè)對汽溫的影響干擾因素較多。由于過熱器及再熱器是熱交換器，其出口汽溫反映了蒸汽帶走的熱量和煙氣側(cè)吸收的熱量之間的熱平衡關(guān)系。因此，凡是影響煙氣和蒸汽之間換熱的因素都是對汽溫的擾動因素。煙氣側(cè)的擾動主要包括以下幾方面：煤質(zhì)的變化燃煤中的水分和灰分增加時，燃煤的發(fā)熱量降低，為了保證鍋爐蒸發(fā)量，必須增加燃料消耗量。因為水分蒸發(fā)和灰分本身提高溫度均要吸收爐內(nèi)的熱量，故使?fàn)t內(nèi)溫度水平降低，爐內(nèi)輻射傳熱量減少；爐膛出口煙溫升高，水分增加使煙氣體積增大，煙氣流速增加，使對流傳熱增加，故使汽溫升高。當(dāng)燃煤的揮發(fā)分降低，含碳量增加（例如由燒煙煤該成燒無煙煤或貧煤）或煤粉較粗時，煤粉在爐內(nèi)的燃盡時間較長，火焰中心上移，爐膛出口煙溫升高，從而使汽溫上升。（2）爐內(nèi)過?？諝庀禂?shù)的變化當(dāng)送風(fēng)量和漏風(fēng)量增加使?fàn)t內(nèi)過?？諝庀禂?shù)增加時，低溫空氣的吸熱及煙氣容量的增加將使?fàn)t膛溫度降低，流經(jīng)過熱器的煙量增加，煙速增高，使對流過熱器傳熱加強，汽溫升高。（3）燃燒器運行方式的變化燃燒器運行方式改變，例如，燃燒器從上排切換到下排，或燃燒其的噴口角度改變時，火焰中心位置也會改變，從而引起汽溫變化。（4）配風(fēng)工況的改變在總風(fēng)量不便的情況下，由于配風(fēng)工況不同，也會造成火焰中心位置的變化而使汽溫發(fā)生變化。當(dāng)送風(fēng)和引風(fēng)配合不當(dāng)而造成爐膛負壓變化使火焰中心位置變化時，也會造成汽溫變化。圖3-2表示煙氣熱量Qy階躍變化時過熱汽溫的反應(yīng)曲線，其特點是：有遲延、有慣性、有自平衡能力。煙氣熱量擾動（煙氣溫度和流速產(chǎn)生變化）時，由于煙氣流速和溫度的變化也是沿整個過熱器同時改變的，因而沿過熱器整個長度使煙氣傳遞熱量也同時變化，所以汽溫反應(yīng)較快，其時間常數(shù)Ｔc和遲延τ均比其他擾動小。其遲延時間與煙氣側(cè)的擾動原因以及鍋爐的運行工況有關(guān)。QyθＴc △Qy0t0t τ圖3-2煙氣熱量擾動下過熱汽溫的階躍響應(yīng)曲線由于煙氣側(cè)的擾動是沿過熱器及再熱器整個管段長度使煙氣傳熱量同時變化的，所以汽溫變化反應(yīng)較快，因此可以利用煙氣側(cè)的擾動來作為調(diào)節(jié)汽溫的手段，例如可以采用煙氣再循環(huán)和改變噴燃器角度等?，F(xiàn)場當(dāng)中是通過改變煙氣溫度（例如改變噴燃器角度或改變噴燃器投入的個數(shù)）或改變煙氣流量來求取汽溫響應(yīng)曲線的。3.2.3工質(zhì)側(cè)擾動下的過熱汽溫動態(tài)特性工質(zhì)側(cè)擾動除蒸汽負荷擾動外還包括以下幾個方面：給水溫度的變化在具有給水母管的系統(tǒng)中，給水溫度一般不會變動很大。但對于單元機組來說，如果壓加熱器不能投入運行，給水溫度可能比額定值低50～120℃，而給水溫度的降低將增加給水進入鍋爐后水加熱階段的吸熱量。如果燃料量不便，則會降低蒸發(fā)量，因為過熱器所吸收的熱量基本不變，所以在過熱器中每公斤蒸汽所吸收的熱量增加，使汽溫升高。如果要恢復(fù)蒸發(fā)量以滿足汽機的需要，必須增加燃料，結(jié)果同樣使汽溫升高。對于單元機組，給水溫度是隨著機組的出力而變化的。當(dāng)機組出力降低時，由于抽氣壓力隨之降低，使用于加熱器加熱給水的蒸汽減少，因此它對過熱汽溫的變化起到一定的自補償作用，但由于管道系統(tǒng)很長，其遲延較大。飽和蒸汽含濕量的變化過熱器入口蒸汽（即飽和蒸汽）的焓值決定于蒸汽壓力及其含濕量，飽和蒸汽含濕量越大，蒸汽焓值越小。在正常情況下，進入過熱器的飽和蒸汽含濕量一般變化很小，飽和蒸汽的濕度一般保持不變。但在工況不穩(wěn)定和運行不正常的條件下，例如，當(dāng)鍋爐負荷突增，汽包水位過高，以及爐水含鹽濃度太大而發(fā)生汽水共騰時，將會使飽和蒸汽的含濕量大大增加，由于增加的水分在過熱器中汽化要吸收熱量，在燃燒工況不便的情況下，用于使飽和蒸汽過熱的熱量相應(yīng)減少，因而將引起過熱汽溫下降。（3）減溫水流量的變化當(dāng)減溫水流量擾動時，改變了高溫過熱器的入口汽溫，從而影響了過熱器出口汽溫，其階躍響應(yīng)曲線如圖2-3所示。從圖3-3中可看出，其特點也是有遲延、有慣性、有自平衡能力的。但是由于現(xiàn)代大型鍋爐的過熱器管道很長，因而當(dāng)減溫水流量擾動時，汽溫反應(yīng)較慢。對于一般高、中壓鍋爐，當(dāng)減溫水流量擾動時，汽溫的遲延時間τ≈30-60s，時間常數(shù)Ｔc≈100s，而當(dāng)煙氣側(cè)擾動時τ≈10-20s，Ｔc<100s。ＷBＴc0t△ＷB0τt圖3-3減溫水?dāng)_動下過熱汽溫的階躍響應(yīng)曲線可見，當(dāng)負荷擾動或煙氣熱量擾動時，汽溫的反應(yīng)較快；而減溫水量擾動時，汽溫的反應(yīng)較慢。因而從過熱汽溫控制對象動態(tài)特性的角度考慮，改變煙氣側(cè)參數(shù)（改變煙溫或煙氣流量）的控制手段是比較理想的（因為負荷信號由用戶決定，不能作為控制量），但具體實現(xiàn)較困難，所以一般很少采用。噴水減溫對過熱器的安全運行比較有利，所以盡管對象的特性不太理想，但還是目前廣泛被采用的過熱蒸汽溫度控制方法。采用噴水減溫時，由于對象控制通道有較大的遲延和慣性以及運行中要求有較小的汽溫控制偏差，所以采用單回路控制系統(tǒng)往往不能獲得較好的控制品質(zhì)。針對過熱汽溫的控制對象控制通道慣性遲延大、被調(diào)量信號反饋慢的特點，應(yīng)該從對象的控制通道中找出了一個比被調(diào)量反應(yīng)快的中間點信號作為調(diào)節(jié)器的補充反饋信號，以改善對象控制通道的動態(tài)特性，提高控制系統(tǒng)的質(zhì)量。目前采用的過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)主要有串級控制系統(tǒng)和采用導(dǎo)前汽溫微分信號的雙回路汽溫控制系統(tǒng)。第四章過熱汽溫控制系統(tǒng)的組態(tài)分析本設(shè)計以300MW機組的鍋爐過熱汽溫控制系統(tǒng)為例，介紹過熱汽溫控制系統(tǒng)的原理、特點及系統(tǒng)的組態(tài)。過熱汽溫控制系統(tǒng)分為I,II級噴水減溫控制，均采用“溫度—溫差”串級控制系統(tǒng)。每級又分為左、右兩側(cè)，這兩側(cè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完全相同。4.1過熱汽溫控制系統(tǒng)的特點：該鍋爐的過熱汽溫控制系統(tǒng)是主要特點如下：（1）I級減溫控制系統(tǒng)的控制任務(wù)是保持II級減溫器前后的溫差與負荷成某種函數(shù)關(guān)系，這一函數(shù)關(guān)系由鍋爐本體設(shè)計的熱力計算結(jié)果決定。因此該系統(tǒng)的給定值與負荷成一定的函數(shù)關(guān)系，而不是固定值。該鍋爐過熱器靠近蒸汽出口的兩段為高溫對流過熱器（末級）和輻射過熱器（屏式過熱器），兩者隨負荷變化的汽溫特性是相反的。例如當(dāng)鍋爐負荷增加時，高溫對流過熱器出口溫度升高，而輻射過熱器出口溫度卻降低。因此，該鍋爐采用的兩級噴水減溫串級控制系統(tǒng)中，I級減溫控制系統(tǒng)的任務(wù)是保證II級減溫器前后的溫差為負荷的某種函數(shù)關(guān)系，而不是保持屏式過熱器出口溫度不變；如果兩級噴水減溫都是控制相應(yīng)過熱器出口的溫度不變，則當(dāng)負荷變化時，兩級噴水量會向相反的方向變化，例如當(dāng)負荷增加時，高溫對流過熱器出口溫度升高，II級噴水減溫控制系統(tǒng)使噴水量加大；而輻射過熱器出口溫度降低，I級噴水減溫控制系統(tǒng)使減溫水量減少，這樣就使兩級噴水量差值加大，使整個噴水不均勻，影響過熱器的安全運行。（2）II級噴水減溫控制系統(tǒng)的任務(wù)是保證主汽溫度（高溫對流過熱器出口蒸汽溫度）為540±5℃（3）為了提高系統(tǒng)對負荷變化及控制再熱汽溫時煙道檔板位置變化等擾動的響應(yīng)速度，采用了相應(yīng)的前饋信號。4.2I級減溫控制系統(tǒng)I級減溫控制系統(tǒng)由左、右兩側(cè)工作原理相同、互為獨立的串級控制系統(tǒng)組成。每個控制回路有一個主調(diào)節(jié)器和一個副調(diào)節(jié)器，各自控制左、右兩側(cè)的I級減溫噴水調(diào)節(jié)閥，以保證II級減溫器前后的汽溫差為負荷的某種函數(shù)關(guān)系。主調(diào)節(jié)器的被控參數(shù)的II級減溫器的汽溫差；副調(diào)節(jié)器的被控參數(shù)是I級 減溫器出口的汽溫。現(xiàn)通過對其中一側(cè)控制回路的分析來說明I級減溫控制系統(tǒng)的組態(tài)，系統(tǒng)框圖如4.1所示：圖4.1I級減溫控制系統(tǒng)簡化框圖圖中：△θ2g—主調(diào)節(jié)器的溫差給定值，為負荷的函數(shù)；△θ1g—副調(diào)節(jié)器的溫度給定值，為負荷的函數(shù)；Q—總?cè)剂狭浚頇C組負荷；μ—鍋爐尾部過熱器煙道檔板開度；μ1—I級噴水減溫器閥門開度這是一個典型的串級系統(tǒng)，主調(diào)節(jié)器5和副調(diào)節(jié)器12串在一起工作。下面以左側(cè)I級噴水減溫控制系統(tǒng)為例說明其組態(tài)。4.2.1主回路的組態(tài)分析主調(diào)節(jié)器5的偏差信號的形成如圖4.2所示圖4.2主調(diào)節(jié)器的偏差信號回路主回路的設(shè)定值為對應(yīng)不同負荷下II級減溫器前后的溫差設(shè)計值△θ2g，它與機組的負荷成一定函數(shù)關(guān)系，在組態(tài)中由函數(shù)發(fā)生器4產(chǎn)生：△θ2g=f(x)=f(Q)≈f(D)式中，Q為總?cè)剂狭?，代表機組總的復(fù)核；D為主蒸汽量。這一函數(shù)關(guān)系由鍋爐設(shè)計中的熱力計算得到，如圖4.3所示：主調(diào)節(jié)器的被控參數(shù)（主參數(shù)）為II級減溫器前后溫差△θ2：△θ2=θ1-θ2式中θ22是取II級減溫器后兩個溫度變送器T2，T1中的大值，并經(jīng)過一階慣性環(huán)節(jié)2，使它有一定的遲延，這是因為II級減溫器后的溫度變化很快，為了與II級減溫器前的溫度θ1時間上相匹配，故在此加了一個一階慣性環(huán)節(jié)。主調(diào)節(jié)器5入口的偏差信號：e2=△θ2-△θ2g由于主調(diào)節(jié)器5的調(diào)節(jié)規(guī)律為PI規(guī)律，在系統(tǒng)穩(wěn)定時要滿足入口平衡條件，即e2=△θ2-△θ2g=0所以穩(wěn)態(tài)時△θ2=△θ2g4.2.2副回路的組態(tài)分析I級減溫控制系統(tǒng)副回路的組態(tài)如附圖1所示，它包括：1）偏差信號的組態(tài)；2）前饋控制的組態(tài)；3）過熱度保護功能的組態(tài)；4）副調(diào)節(jié)器小回路反饋的組態(tài)共四部分組成。（1）副調(diào)節(jié)器偏差信號的組態(tài)副調(diào)節(jié)器12的設(shè)定值θ11g包括兩部分：一是主調(diào)節(jié)器5的輸出調(diào)節(jié)指令R1，另一是由機組負荷信號經(jīng)過函數(shù)發(fā)生器13形成的修正值△θ11g，故設(shè)定值θ11g為θ11g=R1-f(Q)=R1-△θ11g副調(diào)的被控參數(shù)為I級噴水減溫器出口汽溫，兩個測量傳感器T4,T3測得兩個測點的溫度信號經(jīng)大選塊3選大值作為副調(diào)節(jié)器的被控參數(shù)θ11。副調(diào)節(jié)器的入口偏差信號為e1=θ11g-θ11+dQ/dt+dμ/dt式中，dQ/dt和dμ/dt分別為負荷和尾部煙道檔板開度的微分信號。當(dāng)偏差為正時，則關(guān)小I級減溫水閥開度μ1；反之，則開大減溫水閥。（2）前饋控制的組態(tài)副環(huán)引入了負荷和煙道檔板位置信號作為前饋控制信號，以改善這兩個參數(shù)擾動時的控制品質(zhì)，其組態(tài)如圖4.4所示：機組負荷信號Q通過微分環(huán)節(jié)15得到負荷微分信號，使副調(diào)節(jié)器對負荷變化作出迅速響應(yīng)。由于有一部分過熱器布置在尾部煙道中，當(dāng)調(diào)節(jié)煙道檔板來改變再熱汽溫時，同時也改變了經(jīng)過過熱器受熱面的煙氣流量。過熱檔板開大時煙氣流量增大，過熱器吸熱量增加，使過熱蒸汽溫度提高。反之，則會降低過熱蒸汽溫度。為了避免煙氣流量改變多整個主汽溫度穩(wěn)定性的影響，將過熱煙道檔板開度信號μ通圖4.4兩個前饋控制信號的組態(tài)圖過微分環(huán)節(jié)21作為一個前饋信號，加至副調(diào)節(jié)器的輸入端。一旦過熱檔板開度有一些變化，就立即通過該前饋信號作用于減溫水系統(tǒng)，迅速消除這種擾動對汽溫的影響，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在附圖2中，還有四個非線形環(huán)節(jié)，其中14、20為死區(qū)特性，其作用是限制負荷或煙道檔板作微小波動（可通過調(diào)整死區(qū)范圍大小限制波動的幅度）時造成對控制系統(tǒng)的干擾；17、23是限幅環(huán)節(jié)，其作用是限制微分作用過大對控制系統(tǒng)的過強作用當(dāng)負荷小于40℅或控制系統(tǒng)切為手動時，則通過或門18、24切除微分環(huán)節(jié)15、21的作用。（3）過熱度保護功能的組態(tài)過熱度的保護作用是針對I級減溫水的最大量加以限制，從而防止屏式過熱器的入口汽溫低于該點壓力下水蒸汽的飽和溫度。其組態(tài)如圖4.5，乘法器27的輸出為相應(yīng)汽包壓力pb下的屏式過熱器入口蒸汽的飽和溫度，再加上一個適當(dāng)?shù)倪^熱度（由常數(shù)設(shè)定器28設(shè)定），與屏式過熱器入口θ1相比較，獲得的差值e0經(jīng)大選器30限低值后（常數(shù)設(shè)定器29設(shè)定為0.0）得θ0，再與副調(diào)節(jié)回路的偏差信號e1在小選塊6中進行比較，取小值輸出去副調(diào)節(jié)器。這樣就可限制屏式過熱器入口溫度不會低于相應(yīng)的飽和溫度，防止屏式過熱器入口蒸汽帶水。常數(shù)設(shè)定器28取20～30K(K為熱力學(xué)溫度單位符號：開爾文)。（4）副調(diào)節(jié)器的小回路反饋副調(diào)節(jié)器加了一個小回路反饋。為了說明這個問題，先分析該回路的近似傳遞函數(shù)。從附圖1可得該回路的組態(tài)圖如圖4.7所示。為了求取反饋回路的傳遞函數(shù)，將圖4.6的組態(tài)圖轉(zhuǎn)換成圖4.7的函數(shù)方塊圖。先設(shè)反饋環(huán)節(jié)中的常數(shù)C=1，且一介慣性環(huán)節(jié)11中的時間常數(shù)T=2s，則反饋環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為：GF(s)=(1/2s+1)﹒(1-1/Ts+1)圖4.5過熱度保護功能的組態(tài)該式可進一步得到如下結(jié)果，GF(s)=Ts/(2s+1)(Ts+1)圖4.6副調(diào)節(jié)器小回路反饋組態(tài)圖這是一個二階微分環(huán)節(jié)。當(dāng)副調(diào)節(jié)器12的比例帶δ2較小時，則該反饋回路可以近似看作是一個具有深度負反饋的快速隨動系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)近似等于反向環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的倒數(shù)，即G1﹡(s)≈1/GF(s)=[(2s+1)(Ts+1)]/Ts=2s+[(2+T)/T]+1/Ts或?qū)懗扇缦滦问剑篏1(s)=Kp﹡(1+1/TI﹡s+TD﹡s)這是典型的PID規(guī)律比例帶：δ﹡=1/Kp﹡=T/(2+T)積分時間：TI﹡=2+T微分時間：TD﹡=2T/2+T由以上的分析可知，副調(diào)節(jié)器加一個二階微分環(huán)節(jié)作反饋環(huán)節(jié)所構(gòu)成的反饋回路，等效于一個PID調(diào)節(jié)器，這有利于提高整個汽溫系統(tǒng)的穩(wěn)定性。圖4.7副調(diào)節(jié)器的小回路反饋函數(shù)方框圖4.2.3主調(diào)節(jié)器的切換和跟蹤當(dāng)副調(diào)節(jié)器處于手動運行方式時，主調(diào)節(jié)器也必須切至手動跟蹤方式。由圖4.1可知，主調(diào)節(jié)器輸出R1的跟蹤值為yN=△θ11g-θ11若不考慮前饋信號，副調(diào)節(jié)器的輸入偏差為e1=R1–(△θ11g-θ11)所以在手動時，副調(diào)節(jié)器的輸入偏差e1=0，R1=yN.從而實現(xiàn)了系統(tǒng)從手動到自動方式的無擾切換。4.3II級減溫控制系統(tǒng)II級減溫控制系統(tǒng)的原理框圖如圖4.8所示。該系統(tǒng)是由一個主調(diào)節(jié)器1和兩個副調(diào)節(jié)器9、19組成的常規(guī)串級控制系統(tǒng)，各自控制左右兩側(cè)II級減溫水調(diào)節(jié)閥的開度。主參數(shù)為主蒸汽溫度（即高溫對流過熱器出口汽溫），副參數(shù)分別為左右兩側(cè)II級減溫器出口汽溫。4.3.1.主回路的組態(tài)分析主回路的組態(tài)分析過熱器II級噴水減溫控制昨天的組態(tài)圖如附圖2所示。（1）主調(diào)節(jié)器輸入偏差信號由附圖2可知，經(jīng)傳感器T6,T5測得的末級過熱器出口溫度信號經(jīng)過大選塊6取大值得被調(diào)量θ2，同設(shè)定值θ2g進行比較，其偏差作為主調(diào)節(jié)起的輸入：e2=θ2-θ2g圖4.8II級減溫控制系統(tǒng)原理框圖θ2g=f(x)=f(Q)≈f(D)當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時，根據(jù)PI調(diào)節(jié)器入口平衡條件，有e2=0，使θ2=θ2g，即末級過熱器的出口溫度等于一定負荷下的溫度設(shè)定值。（2）手動/自動切換由附圖2可知，當(dāng)兩個副調(diào)節(jié)器處于手動時，則主調(diào)節(jié)器也必須處于手動跟蹤方式Y(jié)NF=‘1’（YNF為開關(guān)量信號）。主調(diào)節(jié)器的輸出R1跟蹤值為YN=[θL，θR]MAX－θ1g即在手動時主調(diào)節(jié)器的輸出R1始終跟蹤左右兩側(cè)減溫器出口汽溫θL，θR（經(jīng)附圖2中的大選塊7選擇）中的大值和其給定值θ1g之差。因此，在手動方式下，副調(diào)節(jié)器的輸入為零，因為eL=θL－(R1+θ1geR=θR－(R1+θ1g)這樣就為整個II級減溫控制系統(tǒng)從手動向自動運行方式無擾切換提供了條件。當(dāng)一個或兩個副調(diào)節(jié)器處于自動時，主調(diào)節(jié)器處于自動工作方式。由附圖2可知，根據(jù)負荷的變動情況（這里負荷信號用總?cè)剂狭縌來代替），利用函數(shù)發(fā)生器2產(chǎn)生主調(diào)節(jié)器的給定值θ2g，通過OS操作窗口的接口塊3對其進行增加或減小的操作。當(dāng)SWV功能塊3處于自動方式時，其輸出跟隨輸入。而當(dāng)SWV塊3處于手動狀態(tài)時，可以進行手動“增/減”操作，其輸出值通過限速塊SWF4直接疊加到SWV塊的輸入端，使其輸入與輸出一致，這樣就能保證SWV塊3的手動/自動無擾切換。4.3.2.副回路的組態(tài)分析左右兩側(cè)的副環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完全相同，其任務(wù)都是保持各自減溫器后的汽溫等于副調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，即θL=θgθR=θg左側(cè)副環(huán)控制系統(tǒng)圖如附圖3所示。副調(diào)節(jié)器輸入偏差信號由附圖3及圖4.8兩個副調(diào)節(jié)器的被調(diào)參數(shù)θL和θR為各自減溫器的出口汽溫，由傳感器T1,T2(T3,T4)的輸出分別通過大選塊18（28）選大值得到。兩個副調(diào)節(jié)器的設(shè)定值包括兩部分，一個是主調(diào)節(jié)器1的輸出指令R1，另一個是由負荷信號Q經(jīng)過函數(shù)功能塊8而形成的設(shè)定值θ1g，即θg=θ1g+R1=f(Q)+R1進入各副調(diào)節(jié)器的偏差信號分別為eL=kL(θL－θg)eR=kR(θR－θ1g)式中，kL由附圖4中的常數(shù)給定器13設(shè)定，kR由右側(cè)副環(huán)控制系統(tǒng)相應(yīng)的常數(shù)給定器23設(shè)定。當(dāng)偏差為正時，兩個副調(diào)節(jié)器輸出使兩側(cè)各自的II級減溫水閥門開度增大；反之，則關(guān)小兩側(cè)各自減溫水閥門開度。負荷前饋信號當(dāng)負荷高于40℅時，負荷信號Q通過微分環(huán)節(jié)15（右側(cè)為25）得到各自的負荷微分信號，作為前饋信號加入到各自副調(diào)節(jié)器的偏差回路中，使副調(diào)節(jié)器的輸出隨負荷的變化作迅速的調(diào)整，以迅速改變減溫器出口溫度，提高負荷變化時系統(tǒng)的控制質(zhì)量。（3）副調(diào)節(jié)器小回路反饋為了改善系統(tǒng)的控制品質(zhì)，兩個副調(diào)節(jié)器都加了小回路反饋，其作用原理已在I級減溫控制系統(tǒng)副回路的組態(tài)分析中闡明。第五章過熱汽溫控制系統(tǒng)的整定由于I,II級噴水減溫控制系統(tǒng)都是串級系統(tǒng)，從整體系統(tǒng)來說，應(yīng)按串級系統(tǒng)的整定方法進行。下面將分別分析I,II級噴水減溫控制系統(tǒng)的整定原則和方法。5.1I級減溫控制系統(tǒng)的整定I級減溫控制系統(tǒng)的系統(tǒng)方框圖如圖4.1所示。5.1.1信號極性及調(diào)節(jié)器的作用方向根據(jù)組態(tài)圖中信號的極性關(guān)系，調(diào)節(jié)器作用方向應(yīng)滿足負反饋的要求。工藝上對汽溫串級控制系統(tǒng)的要求是當(dāng)汽溫升高（或降低）時，要求減溫水閥門開大（或關(guān)?。?，使汽溫恢復(fù)到給定值。根據(jù)閉環(huán)調(diào)節(jié)模塊可知，在外部偏差為Xd=yg–ym時（yg為被控參數(shù)的設(shè)定值，ym為被控參數(shù)的實測值）的情況下，RR=‘1’時，偏差信號Xd反相后作為調(diào)節(jié)算法的偏差輸入，此時相當(dāng)于正作用調(diào)節(jié)器（即ym增加時Xd減小，調(diào)節(jié)器的輸出增加，調(diào)節(jié)器輸出方向與測量值的變化方向相同）。當(dāng)RR=‘0’時，Xd不反相，相當(dāng)于反作用調(diào)節(jié)器（ym增加，則Xd減小，調(diào)節(jié)器輸出減小）。值得注意的是，當(dāng)外部偏差信號方向相反，即Xd=yg–ym，則上訴后結(jié)論相反。其關(guān)系如表5.1所示。表5.1調(diào)節(jié)器的作用方向外部形成的XdRR處理后輸出偏差X′d與Xd的關(guān)系調(diào)節(jié)器輸出方向（與X′d同相）調(diào)節(jié)器作用方向Xd=yg–ym1X′d=-Xdym↑→x′d↑正作用Xd=yg–ym0X′d=Xdym↑→x′d↓反作用Xd=yg–ym1X′d=-Xdym↑→x′d↓反作用Xd=yg–ym0X′d=Xdym↑→x′d↑正作用現(xiàn)在，我們可以根據(jù)組態(tài)圖中提供的信號極性，來分析汽溫串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)中主、副調(diào)節(jié)器的作用方向。（1）副調(diào)節(jié)器根據(jù)圖4.1組態(tài)圖的信號極性，副調(diào)節(jié)起12的輸入偏差為e1=θ11–(△θ11g-θ11)+dQ/dt+dμ/dt這個偏差的形成屬于“測量值減設(shè)定值”的類型，當(dāng)RR=’0’時為正作用；而當(dāng)RR=’1dQ/dt=0，dμ/dt=0即e1=θ11–(△θ11g-θ11)=0所以θ11=(△θ11g-θ11)從工藝上的要求可知：當(dāng)I級減溫器后的汽溫θ11受干擾而提高時（e1增大），調(diào)節(jié)作用應(yīng)使減溫水閥門μ1開大，所以偏差信號e1進入調(diào)節(jié)器不應(yīng)反相，設(shè)置RR=’0’由e1=θ11–(△θ11g-θ11)+dQ/dt+dμ/dt可知，當(dāng)θ11↑，R1↑或△θ11g↓都會使e1↑，應(yīng)開大閥門μ1。在動態(tài)過程中，當(dāng)兩個前饋信號dQ/dt，dμ/dt增大時也會使調(diào)節(jié)器的輸入偏差e1增大，這時應(yīng)開大閥門μ1，使汽溫下降。（2）主調(diào)節(jié)器主調(diào)節(jié)器的輸入偏差信號也是測量值減設(shè)定值類型，即e2=△θ2-△θ2g當(dāng)干擾作用使△θ2=θ1-θ22增大時，或負荷變化而使設(shè)定值減小時，應(yīng)開大減溫水閥門μ1，使II級減溫器前后溫差恢復(fù)到設(shè)定值。所以應(yīng)設(shè)置RR=’0’5.1.2汽溫調(diào)節(jié)對象特性在汽溫串級控制系統(tǒng)中，汽溫對象被劃分為兩個區(qū)域如圖5.1所示。被副環(huán)包圍的對象稱為“副對象”。由于副參數(shù)比主參數(shù)對干擾及調(diào)節(jié)效果的響應(yīng)快得多，所以稱副對象為對象的導(dǎo)前區(qū)；另一部分時間常數(shù)較大的對象稱為惰性區(qū)，從圖4.1可知，在I級減溫控制系統(tǒng)中，導(dǎo)前區(qū)包括I級減溫器及其管道系統(tǒng)的μ1(s)對θ11(s)的動態(tài)關(guān)系；惰性區(qū)包括屏式過熱器和II級噴水減溫器的θ11(s)對Ym2(s)的動態(tài)關(guān)系，可用圖5.2所示。其中G01(s)=θ11(s)/μ1(s)為對象導(dǎo)前區(qū)的傳遞函數(shù)G02(s)=Ym2(s)/θ11(s)為對象惰性區(qū)的傳遞函數(shù)而整個汽溫對象（又稱“主對象”）的傳遞函數(shù)可表示為G0(s)=Ym2(s)/μ1(s)=G01(s)G02(s)式中，Ym2(s)為主參數(shù)△θ2（II級噴水減溫器前后汽溫差）測量值的拉氏變換；θ11(s)為副參數(shù)（I級減溫器出口汽溫）的拉氏變換。如果減溫水閥門μ1作單位階躍擾動，則可得汽溫對象的響應(yīng)曲線如圖5.3所示。主對象的輸出為Ym2(s)，這意味著主對象包括主參數(shù)的測量元件（圖中參數(shù)均為標(biāo)么值）。可以用兩點法求得主、副對象的傳遞函數(shù)：設(shè)惰性區(qū)的傳遞函數(shù)表達式為式中或5.1.3當(dāng)導(dǎo)前區(qū)的遲延和慣性比惰性區(qū)小得多時，副環(huán)相對于主環(huán)是一個快速隨動系統(tǒng)，一般可以進行現(xiàn)場試驗，當(dāng)主、副對象的時間常數(shù)相差在3倍以上時，可以在切除主環(huán)是情況下，作副環(huán)投運實驗。（1）等效副調(diào)節(jié)器在西門子設(shè)計的汽溫系統(tǒng)中，副調(diào)節(jié)器加了一個小回路反饋，如圖4.7所示，使副調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律由PI轉(zhuǎn)化成PID規(guī)律，由式可得Gcs﹡(s)≈2s+(2+T)/T+1/Ts=KP1﹡(1+1/TI1﹡s+TD1﹡s)等效比例帶δP1﹡=T/2+T圖5.2I級減溫系統(tǒng)被控對象框圖等效積分時間TI1﹡=2+T等效微分時間TD1﹡=2T/2+T圖5.3汽溫對象的單位階躍響應(yīng)曲線（2）副環(huán)等效框圖由圖5.4可知，等效副調(diào)節(jié)器的參數(shù)δP1﹡,TI1﹡,TD1﹡可以根據(jù)副對象的特性參數(shù)ε1,ρ1,τ1進行初算后投運。其等效比例帶δP1﹡、積分時間TI1﹡及微分時間TD1﹡都是所選慣性環(huán)節(jié)時間常數(shù)T的函數(shù)。根據(jù)對象導(dǎo)前區(qū)的特性參數(shù)ε1,ρ1,τ1利用整定計算公式可以求出T值，而副調(diào)節(jié)器PI1的比例帶δ1和積分時間常數(shù)TI1可以在小回路現(xiàn)場投運中確定，相對于主環(huán)的時間常數(shù)來說，它們的值較小。5.1.4主環(huán)的整定（1）主環(huán)的等效框圖主環(huán)的等效框圖如圖5.5所示。由于副環(huán)相對于主環(huán)來說是一個快速隨動系統(tǒng)，所以可以將副環(huán)等效為主環(huán)的一個環(huán)節(jié)，歸并到主對象中，構(gòu)成主對象的一部分。（1）等效主對象的特性主環(huán)等效對象為G0﹡(s)=Ym2(s)/R1(s)=GF(s)﹒G02(s)≈(γ2/γ1)G02(s))式中，G02(s)為對象惰性區(qū)傳遞函數(shù)，用式求取；GF(s)為副環(huán)傳遞函數(shù)；γ2為主參數(shù)的測量變送裝置的增益，相對惰性區(qū)的時間常數(shù)和遲延來說，可忽略其慣性，近似看作比例環(huán)節(jié)。等效主對象也可用實驗方法求取，如圖5.6所示。當(dāng)副環(huán)整定好后，可以在斷開主環(huán)的條件下，將主調(diào)節(jié)器的比例帶設(shè)為100℅，施加單位階躍給定信號，可以得到主參數(shù)測量值Ym2的實驗曲線，如圖5.6所示。圖5.6主環(huán)等效對象實驗曲線從圖5.6上用切線法或兩點法求取等效主對象的特性參數(shù)如下：ε﹡2=tgα2﹡τ2﹡，T﹡c2從曲線上實測。值得注意的是，以上等效主對象的特性參數(shù)ε2﹡，Tc2﹡,k2﹡與副環(huán)的整定參數(shù)有關(guān)。主調(diào)節(jié)器參數(shù)δ2，TI2的整定根據(jù)等效主對象特性參數(shù)ε2﹡，ρ2﹡，τ2﹡和近似的整定計算公式可以計算δ2，TI2，該參數(shù)可以作為第一步投運主環(huán)的參考值，然后根據(jù)投運效果，不斷修正主、副調(diào)節(jié)器參數(shù)，以求得各參數(shù)之間的最佳配置。5.2II級減溫控制系統(tǒng)的整定由圖4.8可知，II級減溫控制系統(tǒng)是一個主調(diào)節(jié)器帶兩個副調(diào)節(jié)器的串級控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)整定時可參考以下整定原冊進行現(xiàn)場投運：（1）分別按單回路整定方法將兩個副環(huán)整定好；（2）兩個副環(huán)是并列關(guān)系，等效為主環(huán)中的一個環(huán)節(jié)，與高溫對流過熱器串聯(lián)形成主環(huán)的等效主對象，如圖5.7所示。主調(diào)節(jié)器參數(shù)可參考主環(huán)等效對象的特性參數(shù)按單一回路的任一整定方法投運。主、副調(diào)節(jié)器作用方向的確定原則與I級減溫控制系統(tǒng)的原則相同。第六章MATLAB仿真隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)的越來越來受到重視，使人們在科學(xué)研究，生產(chǎn)應(yīng)用中獲得更好的設(shè)計可靠性和研究的前瞻性，節(jié)約了科研和生產(chǎn)的成本。系統(tǒng)仿真這門學(xué)科有很廣的應(yīng)用性，它不但在自然科學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，甚至在管理領(lǐng)域也得到成功的應(yīng)用。6.1MATLAB和SIMULINK的簡介MATLAB是美國MATHWORKS公司開發(fā)的一個功能強大的數(shù)學(xué)軟件包。它集數(shù)值分析，矩陣運算，圖形繪制等功能于一身，提供了一個高性能的數(shù)值計算和圖形顯示的科學(xué)和工程計算軟件環(huán)境。同時，它還包含有一系列稱為工具箱（TOOLBOK）的涉及許多領(lǐng)域的應(yīng)用軟件模塊。如信號處理、圖象處理、控制系統(tǒng)分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化、統(tǒng)計學(xué)和符號數(shù)學(xué)等。因而稱為全世界工程師、科學(xué)家、教育家、、各行各業(yè)的專業(yè)人員的“萬能工具”。SIMULINK是MATLAB的一個軟件模塊。是一個建模、分析和仿真多種多樣的物理和數(shù)學(xué)的結(jié)構(gòu)方框圖模型。SIMLINK包括一個龐大的結(jié)構(gòu)方框圖。用戶可以既快又方便地對系統(tǒng)建模、仿真，而不必寫任何程序代碼。并且，SIMULINK讓用戶在同一個屏幕上仿真，顯示數(shù)據(jù)及輸出數(shù)據(jù)和圖形。6.2控制環(huán)節(jié)控制模型建立要用到SIMULINK的Discrete、Linear、Nonlinear、Connections、Extras共5大模塊，基本上包括了離散系統(tǒng)到連續(xù)系統(tǒng)，線性系統(tǒng)到非線性系統(tǒng)，傳遞函數(shù)描到狀態(tài)空間描述等環(huán)節(jié)，如Linear線性部分變化有：加法器、內(nèi)積、微分器、積分器、放大器、傳遞函數(shù)、零極點、狀態(tài)空間矩陣等。6.3真信號源仿真信號源由SIMULINK的SOURCE模塊定義，包括一系列信號模型。其中有：數(shù)字時鐘、周期序列、信號發(fā)生器、正弦信號、脈沖信號、文件、工作區(qū)變量、噪聲信號、函數(shù)等。由此可見，SIMULINK提供的信號源是非常豐富和靈活的，能滿足大部分情況下的需要。6.4仿真方式SIMULINK的動態(tài)仿真能力可以分析研究控制系統(tǒng)的動態(tài)特性，它具有先進的積分算法和分析函數(shù)，提供了固定步長，可變步長和剛性系統(tǒng)等8種積分算法，能進行Monte-Caro仿真。還可以選擇參數(shù)如仿真的起止時間，最大最小步長等。從系統(tǒng)的方塊模型中求得系統(tǒng)的線性模型，得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，從而分析系統(tǒng)的時域響應(yīng)，得到控制系統(tǒng)的頻率特性，繪制波特圖等。SIMULINK具有參數(shù)分析能力，變化模型中的參數(shù)，再對系統(tǒng)進行仿真分析，求系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，可以求得系統(tǒng)在不同參數(shù)條件下的響應(yīng)情況，或直接由系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)繪制根軌跡，求出系統(tǒng)的穩(wěn)定性等特性。6.5仿真輸出仿真輸出由SIMULINK的sinks模塊確定，包括有：仿真示波器、圖形窗口、XY圖形窗口、工作區(qū)變量、文件等。SIMULINK的輸出形式是非常廣泛的，從仿真示波器上看到的是仿真結(jié)果的動態(tài)顯示效果，另外，從工作區(qū)變量輸入輸出仿真信號又使得SIMULINK具有交互式仿真能力。結(jié)論本次火電廠過熱汽溫控制系統(tǒng)的設(shè)計，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下及自己的努力和理論聯(lián)系實際的態(tài)度，終于較好的完成了任務(wù)。隨著時代的發(fā)展，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化對國民經(jīng)濟的發(fā)展有十分重大的意義。在火力發(fā)電廠中實現(xiàn)熱力過程自動化后能使機組安全、可靠、經(jīng)濟地運行。所以在實際設(shè)計中我根據(jù)現(xiàn)階段自動化發(fā)展的水平，和自己的創(chuàng)新，使此次設(shè)計更具有實用性?；鹆Πl(fā)電廠鍋爐主蒸汽溫度控制系統(tǒng)是提高機組熱效率和保持機組安全運行的重要組成部分，主蒸汽溫度控制又是鍋爐各項控制任務(wù)中較困難的一項，其原因就是主蒸汽溫度干擾因素多，很頻繁且擾動量很大?？紤]到大型火電場機組運行的不穩(wěn)定性，在熱工控制系統(tǒng)中過熱汽溫控制系統(tǒng)是機組運行的重要監(jiān)控參數(shù)。它直接影響到電廠的安全性和經(jīng)濟效益，過熱汽溫實現(xiàn)自動控制，不僅可提高鍋爐汽輪機組的安全性，還可提高鍋爐運行的經(jīng)濟性。采取自動控制會保證鍋爐在合適的參數(shù)下穩(wěn)定運行，使鍋爐具有較高的運行效率。在火力發(fā)電廠中，自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用，對于保障機組安全、可靠、經(jīng)濟地運行更是起著重要的作用。參考文獻高偉.計算機控制系統(tǒng).北京:中國電力出版社，2000.11王存旭.協(xié)調(diào)控制系統(tǒng).沈陽.沈陽電力高等專科學(xué)校自編教材容鑾恩.燃煤鍋爐機組.北京:中國電力出版社，1998吳季蘭.汽輪機設(shè)備及系統(tǒng).北京:中國電力出版社，1998黃其勵.電力工程師手冊（動力卷）上、下冊.北京:中國電力出版社，2002華東六省一市電機工程(電力)學(xué)會.熱工自動化.北京:中國電力出版社，1999邊立秀.熱工控制系統(tǒng).北京:中國電力出版社，2001鄭仰成.精編英漢電力技術(shù)詞匯.北京:中國水利水電出版社,2004王常力.分布式控制系統(tǒng)(DCS)設(shè)計與實例.北京:電子工業(yè)出版社,2004.8王常力，集散控制系統(tǒng)選型與應(yīng)用，清華大學(xué)出版社．1996火力發(fā)電廠鍋爐設(shè)備（修訂版），水利電力出版社．1982火力發(fā)電廠崗位培訓(xùn)教材（鍋爐運行），遼寧科學(xué)技術(shù)出版社．1972李平康，現(xiàn)代工程師實用數(shù)字化技術(shù)，中國電力出版社．2000，5白焰，吳鴻，楊國田，分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)．2001，3楊蔚然，王志銀，熱工儀表及控制裝置安裝．2001，9李國勇，控制數(shù)字仿真與CAD，電子工業(yè)出版社．2003楊獻勇，熱工過程自動控制，清華大學(xué)出版社．2000PradeepB.Deshpande.DistillationSynamicsandControl.NewYork:CreafiveServicesInc.,1985Owens,D.H.,DyadicApproximationmethodforMultivariableControl-SystemsAanalysiswithaNuclear-ReactorApplication,IEEProc.,Vol.120No.7,pp801—809.1073Owens,D.H.,feedbackandMultivariableControlSystems,PeterPeregrines,London．1978MayneD.Q.,TheDesignofLinearMultivariableSystems,Automatic,Vol.9．1973CurtisD.JohnsonProcessControlInstrumentationTechnologe科學(xué)出版社．2002致謝為期14周的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，本次設(shè)計是我們學(xué)生在校期間的最后一次學(xué)習(xí)，再加上我以后從事是就是電廠此類工作。我十分重視設(shè)計的全部過程。本次設(shè)計我能夠順利的完成。首先我要感謝帶我們這組畢業(yè)設(shè)計的導(dǎo)師楊慶柏教授，楊教授要帶幾個班級的畢業(yè)設(shè)計，雖然他工作極其繁忙，但他從來未忽視我們，無論我們什么時候有問題，他都會認真耐心的給我們講授，還借給我們相關(guān)的輔導(dǎo)材料及查閱資料；其次感謝我們系的各位老師，對我的設(shè)計都給予了一定的指導(dǎo)；最后，感謝我們這個小組的全部成員，在一起的共同探討與研究，團結(jié)向上互相幫助。附錄一：組態(tài)圖中的功能模塊及其圖標(biāo)附錄二：過熱汽溫控制系統(tǒng)組態(tài)圖 附錄三：過熱汽溫控制SAMA圖附錄四：外文翻譯TT302—FieldbusTemperatureTransmitterOperationTheTT302acceptssignalsfrommVgeneratorssuchasthermocouplesorresistivesensorssuchasRTDs.Thecriterionisthatthesignaliswithintherangeoftheinput.FormV,therangeis-50to500mVandforresistance,0-2000Ohm.FunctionalDescription–HardwareThefunctionofeachblockisdescribedbelow.Figure2.1—TT302BlockDiagramMUXMultiplexerTheMUXmultiplexesthesensorterminalstothesignalconditioningsectionensuringthatthevoltagesaremeasuredbetweenthecorrectterminals.SignalConditionerItsfunctionistoapplythecorrectgaintotheinputsignalstomakethemsuittheA/D-converter.A/DConverterTheA/DconvertstheinputsignaltoadigitalformatfortheCPU.SignalIsolationItsfunctionistoisolatethecontrolanddatasignalbetweentheinputandtheCPU.(CPU)CentralProcessingUnit,RAM,PROMandEEPROMTheCPUistheintelligentportionofthetransmitter,beingresponsibleforthemanagementandoperationofmeasurement,blockexecution,self-diagnosticsandcommunication.TheprogramisstoredinaPROM.FortemporarystorageofdatathereisaRAM.ThedataintheRAMislostifthepowerisswitchedoff.HoweverthereisanonvolatileEEPROMwheredatathatmustberetainedisstored.Examples,ofsuchdataaretrim,calibration,blockconfigurationandidentificationdata.TT302-FieldbusTemperatureTransmitterCommunicationControllerItmonitorslineactivity,modulatesanddemodulatescommunicationsignalsandinsertsanddeletesstartandenddelimiters.PowerSupplyTakespoweroftheloop-linetopowerthetransmittercircuitry.PowerIsolationJustlikethesignalstoandfromtheinputsection,thepowertotheinputsectionmustbeisolated.IsolationisachievedbyconvertingtheDCsupplyintoahighfrequencyACsupplyandgalvanicallyseparatingitusingatransformer.DisplayControllerReceivesdatafromtheCPUinformingwhichsegmentsoftheLiquidCrystalDisplay,shouldbeturnedon.LocalAdjustmentTherearetwoswitchesthataremagneticallyactivated.Theycanbeactivatedbythemagnetictoolwithoutmechanicalorelectrical