开关量控制2.ppt

思考 1 举例说明什么是 开关量 2 什么是开关量控制 3 火电机组热工自动化系统主要有哪些 4 在这些系统中 采用开关量控制技术的有哪些 第二章开关量控制系统的基础知识 2 1开关量控制系统的发展概况2 2开关量控制系统和装置分类 50年代初 单机容量小 运行参数低 母管制系统 采用就地手动控制 母管制 发电厂所有锅炉的蒸汽引至一根蒸汽母管 再由母管分别引导汽轮机和其他用汽处优点 分散控制 灵活性高 控制及时 故障分散 投资少 缺点 控制分散 协调不及时 管道长 阀门多 系统复杂 2 1开关量控制系统的发展概况 60年代 中间再热机组 单元制机组单元制系统 由一台或两台锅炉直接向配用的汽轮机供汽 组成一个单元 各单元之间无横向联系的母管 优点 系统简单 便于机炉控制 压力散热损失小 缺点 各单元间不能切换运行 单元中任一设备出现故障 整个单元被迫停运 运行灵活性差 被控对象的发展及特点 机组的容量越来越大 系统越来越复杂 参数越来越高 例如 一台500MW发电机组的主机控制设备约1600个 从启动到并网开关量操作有400 600个 监视动作500 700次 紧张时每5分钟要完成40多个动作 假设事故中 第一分钟 出现28个报警点 接着5分钟内又出现50个报警点 使运行人员难以判断 50年代初就地控制 模拟控制 数字监视 早期DCS 近期DCS 开关量控制技术发展概况 1 成组控制 手动 将几个相同操作要求的被控对象 用一个操作开关同时操作 例如 用于同时开 关某几个阀门或开甲同时关乙的场合 2 选线控制 手动 是针对设备的一对一操作方式而言的 遵循先选线后操作的原则 例如 在锅炉的一次风挡板 二次风挡板方面应用 优点 减少了开关数量 预操作 降低误动作 缺点 公共部分故障 会使所有操作失控 要先选线 后操作 不能同时和快速操作 适用场合 3 程序控制 自动 按照一定的顺序 条件和时间的要求 对局部工艺系统中的若干相关设备执行自动操作的一门开关量控制技术 例如 机炉辅助设备启停保护系统 锅炉吹灰系统 输煤系统 水处理系统 4 联动控制 自动 通过简单的电路连接形成某些特定的逻辑关系 类似成组操作 使多个控制相互联系在一起 从而实现自动操作和保护方式 例如 启动备用设备 水压低时启动备用泵启动相关设备 启动水泵后打开泵出口阀停止相关设备 磨煤机停止时停止给煤机停止相关控制 压力保护时暂停水位保护 常用名词 术语 补充内容 1 功能组 火电厂的热力生产过程很复杂 在进行程序控制时 必须按局部功能将其划分为若干局部可控系统 每个系统中包括组合在一起的若干关系密切的操作项目 称为程序控制的功能组 如 磨煤机功能组 电动给水泵功能组 2 被控系统 通常一个控制系统可以分为两个相互依赖的部分 即被控系统和施控系统 被控系统包括执行实际过程的操作设备 3 施控系统 接受来自操作者 过程等的信号并给被控系统发出命令的设备 施控系统的输入由操作者命令或前级施控系统的命令以及被控系统的反馈信号组成 输出包括送往操作者或前级施控系统的信号及送至被控系统的命令 4 执行部件 接受施控系统的操作命令 直接控制被控对象进行操作用的执行机构 一般还包括它们的控制电路在内 5 步 将控制过程分成的一个个明显的阶段 6 转换 步之间的要素 转换完成后进入下步 7 活动步 这个步的命令正被执行 8 转换条件 实现转换的前提 9 联锁条件 在控制对象的控制回路中可以接入联锁条件 它是被控对象进行操作的条件 当被控对象的联锁条件出现时 应立即操作控制对象 10 闭锁条件 在控制对象的控制回路中可以接入闭锁条件 它是不允许被控对象进行操作的条件 当闭锁条件存在 则操作不了被控对象 11 一次判据 某步成为活动步前的必备条件 12 二次判据 也是某步成为活动步的必备条件 是前面步命令执行完成的反馈信号 例如 某一次风机启动程序 2 2开关量控制系统和装置分类 控制系统构成 控制装置分析 检测装置 开关量变送器 开关 它们将被测物理量转换成开关量形式的电信号 包括限位开关 压力开关 温度开关等 执行器 执行机构 通过它们完成特定的控制任务 是开关量控制装置的最后环节 常见执行器有电动机 阀门和电磁阀 逻辑控制装置 是控制的核心 记忆控制规律 对大量信息进行逻辑运算和判断并发出控制指令 保证生产过程的自动进行 程序控制系统的分类 1 按系统构成方式分类开环工作方式 不需要回报信号 例如 化学水处理程序 阀门的开闭 水泵的启停通常是按照时间顺序操作 不需要阀位或者过程参数等回报信号 闭环工作方式 需要回报信号 2 按程序步转换条件分类按时间转换 根据时间进行程序步转换 开环 不需反馈信号 按条件转换 要求有回报信号反馈到施控系统 闭环 混合式转换 时间和条件均有的控制 有时某步是两者均要 有时是只要其一 例如 锅炉吹灰控制程序 3 按逻辑控制原理分类时间程序式 按照预先设定的时间顺序控制 每一程序有严格的固定时间 基本逻辑式 采用基本的 与 或 非 门 触发电路等逻辑电路构成 当输入信号符合预定的逻辑运算关系时 相应的输出信号成立 步进式 整个控制电路分成若干程序步电路 在任何时刻只有一个程序步工作 4 按程序可变性分类固定程序式 根据预定的控制程序将固态逻辑元件等用硬接线方式连接 仅适用于操作规律不变的程控系统 控制装置专用 矩阵式可变程序方式 利用二极管矩阵接线方式 可编程序方式 使用软件编程 将程序装入微机或PLC 5 按使用逻辑器件分类继电器逻辑 用于构成继电器式程控装置 晶体管逻辑器件 以晶体管分立元件数字逻辑电路为主而构成的程控装置 集成电路逻辑器件 以集成化数字电路为主而构成的程控装置 可编程逻辑器件 控制逻辑以软