基于APS技术的火电机组给水系统功能组设计毕业设计论文.docx

毕业设计（论文）题目：基于APS技术的火电机组给水系统功能组设计毕业设计（论文）任务书城南 学院 自动化（热工过程）专业 25831102 班题 目 基于APS技术的火电机组给水系统功能组设计任务起止日期： 2014 年 12 月 24 日 2015 年 6 月 5 日学 生 姓 名 * 学 号 201183250210指 导 教 师 教研室主任 2014 年 12 月 1 日审查院 长 2014 年 12 月 15 日批准毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日一、毕业设计（论文）任务课题内容1、熟悉火电机组中单元机组和辅助设备的运行及DCS的结构和工作原理；2、熟悉火电厂开关量控制系统的原理、设计及组态方法；3、研究火电机组电动给水泵、汽动给水泵等给水系统设备基于APS技术的自动启停顺序控制和连锁保护功能；4、完成系统硬件配置与选型设计； 5、完成系统控制功能软件组态设计；6、撰写毕业设计论文； 课题任务要求1、硬件设计包括系统总体结构设计；现场传感器、执行机构，逻辑控制装置等设备的选型；2、软件设计完成系统控制逻辑设计，主要包括各种许可条件判别、系统启停控制、试验等；根据所选设计方案完成逻辑图、流程图、组态图的设计；3、设计必须符合“长沙理工大学毕业设计（论文）管理规定”的要求； 4、设计论文根据“长沙理工大学毕业设计（论文）撰写规范”整理； 5、设计文件（包括说明书）严禁雇人代做、抄袭。 课题完成后应提交的资料（或图表、设计图纸）1、 毕业设计任务书2、 外文资料原文及译文3、 开题报告4、 毕业设计论文5、 相关的逻辑图、流程图、组态图主要参考文献与外文翻译文件1 潘凤萍火力发电机组自启停控制技术及应用M科学出版社，20112 万晖开关量控制技术及应用M中国电力出版社，20093 何衍庆，陈积玉，俞金寿XDPS分散控制系统M化学工业出版社，20044 文锋，李长云现代发电厂概论M中国电力出版社，20145 热工自动化设计手册编写组. 热工自动化设计手册M.电力工业出版社，20096 韦根原大型火电机组顺序控制与热工保护M中国电力出版社，20087 牛卫东单元机组集控运行M中国电力出版社，20138 王常力.分布式控制系统(DCS)设计与应用实例M.电子工业出版社。20049 梁伟栋,郭 浩. MCGS组态软件设计及其应用J.广东自动化与信息工程。2005 10 Modeling, identification, and control of coal-firedthermal power plants同组设计者注：1. 此任务书由指导教师填写。如不够填写，可另加页。2. 此任务书最迟必须在毕业设计（论文）开始前一周下达给学生。3. 此任务书可从教务处网页表格下载区下载二、毕业设计（论文）工作进度计划表序号毕 业 设 计（论 文）工 作 任 务工 作 进 度 日 程 安 排周次12345678910111213141516171819201开题报告、翻译-2系统总体设计-3硬件选型-4软件组态-5撰写设计论文-6答辩-78910 注：1. 此表由指导教师填写；2. 此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据；3. 进度安排请用“一”在相应位置画出。三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表时间第 一 阶 段第 二 阶 段第 三 阶 段内容组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况检查记录教师签字签字 日期签字 日期签字 日期 注：1. 此表应由指导教师认真填写。阶段分布由各学院自行决定。2. “组织纪律”一档应按长沙理工大学学生学籍管理实施办法精神，根据学生具体执行情况，如实填写。3. “完成任务情况”一档应按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写。包括优点，存在的问题与建议4. 对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出忠告并督促其完成。四、学生毕业设计（论文）装袋要求：1. 毕业设计（论文）按以下排列顺序印刷与装订成一本（撰写规范见教务处网页）。(1) 封面 (2) 扉 页(3) 毕业设计（论文）任务书 (4) 中文摘要 (5) 英文摘要 (6) 目录 (7) 正文 (8) 参考文献(9) 致谢 (10) 附录（公式的推演、图表、程序等）(11) 附件1：开题报告（文献综述） (12) 附件2：译文及原文影印件2. 需单独装订的图纸（设计类）按顺序装订成一本。3. 修改稿（经、管、文法类专业）按顺序装订成一本。4.毕业设计(论文)成绩评定册一份。5论文电子文档由各学院收集保存。学生送交全部文件日期 学生（签名）指导教师验收（签名） _ 基于APS技术的火电机组给水系统功能组设计第 1 页 共 45页基于APS技术的火电机组给水系统功能组设计摘要21世界经济高速发展，在国家十二五的推动下，工业得到了飞速的发展。随着工业与经济的发展，对很多电厂提出了新的要求，给水系统有压力高、工质流量大等特点。基于APS给水控制系统是全程自动控制，全程自动给水的安全系统。这套全程给水自动控制将实现从锅炉上水到满负荷以及降负荷过程全程自动化，无须人工干预、还将实现给水泵之间的自动并/切泵功能、主给水调节阀和旁路给水调节阀的切换全程自动化。本设计将从300MW火电机组出发，设计一套基于APS技术的火电机组给水系统功能组。首先进行系统的总体设计，然后进行硬件选型，再通过新华XDPS组态软件对给水系统功能组进行组态，其中包括：除氧器压力温度保护、高温加热器启停条件及流程、电动给水泵启停条件及流程、汽动给水泵启停条件及流程等。实现给水系统全程自动化。关键词：给水系统;APS技术；组态；给水泵；全程自动化 POWER PLANT WATER SUPPLY SYSTEM FUNCTION DESIGN BASED ON APS TECHNOLOGYAbstractThe 21st world economy high speed development, in the national twelfth five-year, driven by the obtained the rapid development of industry. With the development of industry and economy, puts forward new requirements for many power plants, water supply system has the characteristics of high pressure, working medium flow. Based on the APS feed water control system is fully automatic control, full automatic water supply security system. The whole water of boiler water to realize automatic control to the full load and full load down process automation, without human intervention, will also be implemented between the feed water pump automatically and cut/function, main feed pump control valve and bypass switch full automation of feed water regulator. This design will be based on 300 mw thermal power unit, design a set of water supply system for thermal power unit based on the technology of APS function groups. First carries on the overall design of the system, then the hardware selection, through xinhua XDPS configuration software for water supply system functional group configuration, including: deaerator pressure temperature protection, high temperature heater start-stop condition and process, electric feed water pump start-up condition and process, the steam feed pump start-up condition and process, etc. To realize the automatic feed water system fully. Key words: APS technology; configuration; feed pump; full automation; water supply system目录1 绪论31.1 课题的研究背景31.2 课题的研究内容以及难点31.2.1 国内燃煤机组应用APS的难点以及功能31.2.2 自启停技术概述（APS）31.3 设计目的32 给水系统功能组的设计原理32.1 开关量控制系统工作原理介绍32.2 DCS系统工作原理32.2 APS控制DPU33 基于APS技术的给水系统33.1 给水系统的相关控制设备介绍33.2 给水系统功能组启停条件以及启动顺序33.3 高压给水加热器33.3.1高压给水加热器介绍33.3.2 7、8高加功能子组启停控制33.3.3 5号高加功能子组启停控制33.4电动给水泵功能子组控制逻辑33.4.1电动给水泵功能子组介绍33.4.2 电动给水泵功能子组启动控制33.4.3电动给水泵功能子组停止控制33.5 汽动给水泵功能子组控制逻辑33.5.1 汽动给水泵功能子组介绍33.5.2汽动给水泵功能子组启动控制33.5.3汽动给水泵功能子组停止控制33.6汽动给水泵切换电动给水泵34给水系统功能组DCS介绍与硬件选型34.1 新华XDPS介绍34.2系统硬件选型设计35系统组态软件设计35.1 XDPS模块35.2 组态流程36设计总结3参考文献3致谢3附录31 绪论1.1 课题的研究背景在我国，电力系统关乎我国的国民经济以及民生。我国是煤炭消费大国，火力发电厂在我国仍为主力发电厂。在2014年全国共发电54638亿千瓦时。其中火电发电量42049亿千瓦时，火电厂占总发电量的76.9%1。如今电力行业正在飞速的发展，国内的火电机组的自动化水平也在迅速的提高，国内外的发电机组的参数和装机容量也在迅速的提高。随便我国国民经济的提高，用电量也得到了巨大的提升，工业对电力的依赖也变的更高。国民经济与电力需求密切相关。目前，600MW、1200MW机组基本成为我国的火电厂主力机组，而对于大多数火电厂大型单元机组都采用了顺序控制来控制辅助设备中的主、辅机设备的启动、停止和事故处理，简称SCS(B/T)。SCS的主要功能是自动控制大型火电单元机组热力系统的热力设备及各种辅机，这其中包括。挡板的启、停；阀门的开、关；电动机。热力辅机数量的复杂程序会随着机组的参数的提高和容量的提高而大大的增加。一台600MW火电机组大约有电动/气动执行器、电动/气动门、各种辅修3、400台套。 比如长沙电厂600MW机组，SCS以分成40个功能组控制，按照工艺的分类特点。阀门139只、主要挡板20台、共控制机。炉辅机约有93台（没有包含BMS系统中的SCS部分）。顺序控制系统有大量的输入/输出信号、一台300MW机组的顺序控制系统就有800多个输出信号、900多个操作项目，所以顺序控制系统涉及面比较广。对于如此众多的信号和之间有着很杂影响的辅机设备和热力系统，单靠运行人员的手工操作当然无法胜任的，自动控制装置是大势所趋，所以引用了辅机和热力系统的顺序控制系统控制。热工自动控制在随着时间的发展中，慢慢出现了可编程控制器（PLC）和集散控制竹编（DCS），这些系统为完善并实现热力系统的辅机顺序提供了大量的条件2。火力发电厂辅助设备与辅机系统总共可以分为两个部分，一部分是对火电厂设备的连续生产提供了应有的允许，比如灰除渣系统，化学水处理，燃料运输及设备等等。大部分位于电厂的厂房外面，有很多离电厂的厂房很远，这些辅助设备构成了一个系统。另一个部分是直接从属于汽轮机和锅炉的热力系统。他们的运行状态关乎发电机，汽轮机以及锅炉和辅助设备系统。影响主要包括：风烟，面粉，供水，汽轮机油，天然气，燃料，发电机油，给水和其他的设备。这些设备都位于汽轮机和重要的锅炉上。称之为辅助设备还有辅助系统。给水系统负责把除氧器中的给水箱的水送入锅炉省煤器（通过经过高压加热器加热、给水泵升压），保持锅炉正常状态下进行输入输出的工质质量均衡。给水系统为水过热减温器提供了保障，调整锅炉过热蒸汽温度。水的供应从对火电厂机组的组顺序控制系统3。给水系统启停功能设计水泵泵供应自来水再热减温水量，当再热器发生了事故喷水之后，防止再热器损坏。水轮机惠普旁路系统，降低主蒸汽温度。 也为增加高压冷却水的补充水 。大型火电厂自动化现在大多数单位都达到了很高的水平，集散控制系统日常操作广泛应用于发电厂。给水系统作为火电厂辅助系统的一部分，其安全运行线是机组的安全运行的重要保障，而且对电厂的经济效益。在一个大型的火电厂中DCS系统在原电机组控制给水系统必不可少，DCS具有稳定可靠等优点，保证了机组的整个操作4。1.2 课题的研究内容以及难点APS主要是机组启停系统，是信息管理和指挥控制中心， APS根据在曲线上。根据该程序的规定颁发的良好的系统中，每个子系统，设备的启动和停止的指令，以实现一个单一的元件单元的自动启停。各功能组，子组级别各功能组级别的APS上层管理控制最终的控制，控制终端设备。 APS管理和低层的控制逻辑，包含锅炉燃烧系统（BMS），和锅炉实现了机组协调控制系统（CCS），蒸汽涡轮机的电液控制系统（DEH），涡轮机和顺序控制系统（SCS）以及其它常规的控制系统5。1.2.1 国内燃煤机组应用APS的难点以及功能难点主要包括：（1）燃煤机组工艺复杂，要求高和多变的操作模式处理系统，自动控制系统设计要求高；（2）设备的可用性，高可靠性的要求；（3）从机组自动启动/停止控制需要考虑要求自动控制系统的仪表和控制设备纳入更多，从投资项目的角度新的控制单元经常有保留。功能上包括：(1)凝结水系统整体功能上水组；(2)风/烟组全自动控制；(3)锅炉点火自动控制；(4)全程给水控制（旁通阀阀的开关，电动给水泵差压水位控制开关，泵和泵启/停）；(5)燃油锅炉自动控制；(6)旁路自动控制不同的启动方式；(7)汽轮机ATC控制；(8)磨粉过程的自动控制6。1.2.2 自启停技术概述（APS）自起停控制单元APS(Autonmatic电厂设备启动和关闭)意义为自动启动和停机信息控制中心,APS发送每个设备/系统启动或关闭命令系统协调完成规定的程序:MCS(模拟控制系统),CCS(协调控制系统),FSSS(锅炉炉膛安全监控系统),汽轮机数字电液控制系统(电气)、SCS(锅炉汽轮机顺序控制系统),给水水控制系统,燃烧器负荷可编程序控制系统和其他控制系统(如电气控制系统ECS,AVR自动电压调整器系统,等等),最后开始发电机组自动启动或自动停止关闭7。 在APS的设计功能中,MCS,CCS,模拟量都要按电气系统设计APS协调单位完成。APS启动过程中,MCS系统协调与模拟量自动完成燃烧器切换功能,以满足整个燃烧物质自动控制;同时水控制和全面SCS系统之间的协调,自动完成泵,气体泵启动、停止,汽油泵,泵和泵反转泵和其他功能,这些控制用于满足给水控制功能8。APS系统是一个高度自动化系统,要充分考虑系统起止操作特点,主要包括辅助设备运行状态和过程系统工艺参数,和其他发行一系列能量团,模拟量,MCS,汽轮机控制系统的相关的逻辑控制指令,从而控制旁路控制系统完成从起停控制单元。控制系统操作指令并显示在每个断点,并允许它中断或终止程序操作员站中的启动和停止。APS从启动和停止过程在实施过程中如果一旦发生故障或错误,程序应该自动中断返回并记录安全的故障或错误点类型,而中断的原因要求按屏幕显示并按需印刷DCS9。设备从正常/异常状态的实现程序的启动和停止,启动和停止设备状态,和DCS的每一步操作序列显示在屏幕上,执行和断点状态没有被实现的也应该显示在屏幕上。APS的故障原因和操作人员执行手动干预需要打印。热功率设备设计单位停止的时候,断点要使用合理的控制方式,国内外成功的方法是用火电机组基于断点控制模式。APS系统控制的基本思想使用断点启停控制单元,可以单位开始于100% MCR的负载单元进行准备,还可以通过减少负载来自动关闭断点的方式来准备, 并且APS分为几个功能序列来完成,执行每个断点需要人工确认开始执行。另外,使用断点控制模式,每个断点既相互关联,互相独立,只要满足条件,就可以独立地执行每个打破,所以对于各种火电控制模式,都能满足工厂操作的技术要求。例如设备开始工作后,有时需要门推动,有时要超速测试,如果采用断点模式时,就会简单地继续使用涡轮的APS执行持续增加的速度进行打破,这样就不会从头开始10。APS的功能包括自动启动和自动停止装置。自动开始冷,温暖状态,热,非常热四种启动模式下,蒸气机,高压缸和第一阶段金属温度下时间来决定,冷:第一阶段金属高压缸温度 426,红色开关蒸汽压:12 mpa它变红时,汽轮机高压缸入口温度从第一阶段开始蒸汽曲线图表来确定相应的气缸温度。区分它们的主要方法有，涡轮启动时自动变红而主蒸汽参数却不同的,从而区高涡轮前的红色开关锅炉在不同的时间、不同的负载率上升后锅炉的冷态和暖态。锅炉、sub-three种启动模式,主要由锅炉壁温度来决定。冷:锅炉壁温度 250设备开始时，按红色开关涡轮汽轮机旁路系统将投入使用到旁路的两个方面。采用APS的控制电厂是传统的发电厂控制系统和上层控制逻辑在一起来实现的。传统控制经常缺乏投资,现代控制独立于APS实现电厂控制;APS支持传统的控制系统,实现自动启动/停止控制。总之,APS的主要功能如下:(1)实现调度系统子组的每个设备序列函数组；(2)引导顺序控制单元和设备停止顺序控制；(3)APS控制和显示系统状态控制；(4)设备APS控制系统按需设置,要并不影响正常的控制；(5)采取的形式是一个断点,各种系统需求的单位的单位启动或停止分类控制;(6)有一个系统的监测子群的状态；(7)有一定的覆盖功能,比如自动选择断点和运行并行系统；(8)每组应该有断点中断停止和开始。按设备的操作运行步骤序列系统控制逻辑,并在操作屏幕上指导；(9)操作员站应有操作和画面记录。1.3 设计目的 基于APS的给水系统中的给水系统过程控制。指的是必须遵循所有设备的安全链和许可后,能使整个系统安全以正确的顺序起止和正常运行。一旦安全链的条件或规定不符合条件,然后自动停止运行,并采取相应措施,确保所有设备能保证给水系统在安全状态11。在控制系统中,检测仪器的发射机必须承受更高的压力,对DCS控制设备本身并没有特别的要求,只是要求能够适应直流锅炉的运行应用程序。顺序控制系统的给水电厂设备自起停系统功能组的设计主要完成以下几个方面(1)熟悉操作火电机组锅炉及其辅助设备和DCS的结构及工作原理;(2)熟悉火力发电厂开关控制系统原理,设计和配置方法;(3)实施大型火电机组电动给水泵、蒸汽泵供水系统设备,如自动起停控制序列和连锁保护功能;(4)完成系统硬件配置和选择的设计,包括系统总体结构设计和现场传感器、致动器,逻辑控制单元和其他设备的选择;(5)完成系统控制软件设计,该系统控制逻辑的设计,主要包括各种判别条件,系统起停控制、测试等。根据所选设计完成的设计逻辑图、流程图、配置图、组态图；（6）完成设计。2 给水系统功能组的设计原理2.1 开关量控制系统工作原理介绍开关量控制系统是基于输入信号,逻辑运算根据正当程序的要求,应用结果输出到执行机构的操作任务。开关量信号和传感器部分主要包括热开关数量与速度、行程开关、按钮操作,等执行命令。开关量常用电器主要包括各种继电器、交流接触器机、气动执行机构、液压执行器、电动执行机构,等等,这些都是开关控制系统的一部分,他们与控制系统的关系是非常密切的。开关量控制系统是采用二进制控制方法实现生产过程的主要设备和辅助设备停止,或启动的控制操作。包含所有的逻辑控制和位操作,检测转换、处理、操作和控制信息顺序控制系统的12。给水发电厂机组自起停系统功能设计论据是基于开关数量形式进行控制，开关控制系统图如图2.1所示。开关量控制的特点:(1)为了完成特定的任务,往往涉及多个多步运动控制的控制系统；(2)有一个固定的规则不改变；(3)启动不仅根据条件还根据前一个行动的持续时间；(4) 需求特殊的控制装置来完成控制任务；(5) 执行通常要求完成或周期性完成。图2.1 开关量控制图2.2 DCS系统工作原理 定义:集散控制系统也被称为DCS(分散控制系统)。DCS系统,是计算机技术(CONPUTER)和控制技术(CONTROL)、连接技术(CONTECT),显示功能技术(CRT)作为一个整体的技术。生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种新型的分布式计算机控制系统13。工作原理:该系统将大批分散的微机应用于过程控制,全部信息通过通信网络由上层管理计算机监控,实现最优化控制14。通过通信总线,键盘、CRT设备,打印机、等进行集中操作,最终显示和报警。分布式控制系统的基本结构有个主要特点:集中管理和分散控制。具体有以下几个方面:(1)层次结构分明：这种结构从系统工程的角度,要考虑分散风险和提高分散的可靠性,加强系统，并减少人为控制减少复杂性和设备投资成本,还要易于维护和技术更新和优化。DCS每一层是由几个子系统形成一个金字塔。决策子系统的水平可以同时在低层的水平中添加对象,同时由上级干预,子系统可以互相交换信息。过程控制级:根据上层决定的直接控制生产。生产过程控制管理水平是:实现集约经营和统一管理。生产管理,以优化任务。操作和管理,全面的综合管理和决策；(2)使用基于微机智能DCS技术采用了微处理器的“智能技术”,应该成为一台电脑最完美、最丰富的地区。现场控制单元、过程输入和输出接口,数据通信采用微处理器等,可以实现自适应、自我诊断和自我检测如“智能”控制过程；(3)丰富的函数包DCS拥有丰富的函数包,它可以提供操作控制、过程监控、配置、报告打印和信息检索等功能；(4)使用本地网络通信技术的DCS数据通信采用工业局域网通信技术,传播实时控制信息,进行全面的信息管理系统,和散射场控制单元、人机界面控制和操作管理。主要采用光纤传输媒介,通信的可靠性和安全性大大增加。通信协议已经开始走向标准化、例如使用IEEE802.3 IEEE802.4；(5)友好的人机界面；(6)高可靠性的硬件,软件,冗余技术等。2.2 APS控制DPU APS 对DPU控制DPU并列在传统DCS系统控制、硬件配置，和其他DPU相同的。区别在于逻辑配置中的软件部分,APS控制DPU并不直接控制现场设备,它只完成定期DPU控制指令和接受反馈信号,与此同时,干预MMI人机界面站互动信息,显示APS控制指令信息。APS报警信息并接受操作指的是员工手动干预去做的。APS控制DPU如图2.2图2.2 电厂DCS与APU硬件结构框图 3 基于APS技术的给水系统3.1 给水系统的相关控制设备介绍 300MW一般配备3台给水泵,其中包括两台容量50%的液动汽泵在正常运行时提供锅炉给水,另一台35%的容量电动给水泵,作为一个给水泵的机组单元备用。每个泵都配备了电动截止门，为了满足给水泵安全经济工作的要求,每个给水泵前面都设计了循环泵。水的生产过程中，先输送给水泵中间再热器的温水,通过高压加热器的入口管的前面路径，再通过加热器减温器减温水。这样减温水就会减少高压旁路站在高压加热器的前面供水管道的温度15。3.2 给水系统功能组启停条件以及启动顺序 在给水系统的启动过程，当系统投入（真空系统。凝结水系统）运行后，UNIT-CONTROL(机组控制级)发送给水系统的指令，条件满足后立即执行启动。给水系统的启动条件判断逻辑图如图3.1图3.1 给水系统功能组启动条件逻辑图给水系统功能组启动逻辑图如下3.2图3.2 给水系统功能组启动逻辑图 给水系统功能组的停止逻辑条件判别如下图3.3图3.3 给水系统功能组停止条件逻辑图给水系统功能组的停止逻辑如下图3.4图3.4 给水系统功能组逻辑图 3.3 高压给水加热器3.3.1高压给水加热器介绍 火电厂的高压加热器是加热锅炉给水的装置，它是通过汽轮机的抽汽来加热的。采用高压加热器可以提高电厂的经济性，提高安全性。高加是电厂最重要的设备之一。如果不能正常运行，给水通过旁路管道成为唯一通道，引起燃料的增加，而电厂的主题就是如何对热力系统进行节能，所以高加非常重要16。3.3.2 7、8高加功能子组启停控制7、8高加器控制启动逻辑图如图3.5图3.5 7、8高加功能子组控制启动逻辑图 高加停止逻辑如下图3.6图3.6 7、8号高加功能子组控制停止逻辑图3.3.3 5号高加功能子组启停控制5号高加器启动逻辑图如图3.7图3.7 5号高加功能子组控制启动逻辑图5高加器控制启动逻辑图如图3.8图3.8 5号高加功能子组控制停止逻辑图3.4电动给水泵功能子组控制逻辑3.4.1电动给水泵功能子组介绍电动给水泵也被称为启动锅炉给水泵、锅炉给水启动泵,其升压泵BFSBP(锅炉给水开始-升压泵)。在预定的在正常工作条件会自动切换到三冲量调节整两个蒸汽泵变速装置。如果蒸汽锅炉给水泵的正常运行单位或者蒸汽给水泵故障,停止电动泵工作。电动增压水泵是电动给水泵由液力耦合器共用一个电动马达驱动的。电动给水泵液力耦合器勺管的调整速度,是在调整给水泵水流17。停止进料泵应该第一个泵最低的速度,然后停止水泵。给水泵启动时,需要保持一定的流量和泵体冷却,因此,出口阀前的给水泵配备再循环阀,当给水泵流量低于指定的值将被重新开放循环阀,使给水泵有足够的流量。电动给水泵出口阀后,也与旁通管的进料管旁通阀,控制锅炉启动规定的低流量调节。电动给水泵功能子组的被控设备主要包括(1)润滑油泵；(2)水截止阀；(3)水泵的电机；(4)泵再循环阀最小流量；(5)给水启动控制阀；(6)高中压减温控制阀；(7)电泵出口的截止阀。3.4.2 电动给水泵功能子组启动控制电动给水泵功能子组必须满足以下几种条件。电动给水泵功能子组启动允许条件如图3.9图3.9 电动给水泵功能子组启动条件允许逻辑图电动给水泵功能子组在正常运行中，用联轴器进行连续的输油。在给水泵功能子组在启停过程中联轴器不能工作，所以使用辅助润滑油泵进行输油。 电动给水泵功能子组启动程序如图3.10所示：图3.10 电动给水泵功能子组启动逻辑图3.4.3电动给水泵功能子组停止控制 电动给水泵功能子组的停止顺序有以下两种情况：一种是手动在CRT上按下执行停止程序的按钮，另一种是为了无条件保护停止。 电动给水泵功能子组停止程序如图3.11所示 3.11 电动给水泵功能子组停止逻辑图 电动给水泵功能组跳闸程序包括以下几种情况(1)电动给水泵功能子组油冷却器的温度高于130；(2)电动给水泵功能子组入口压力小于值；(3)电动给水泵功能子组密封性水压力小于0.015MPa，并且密封水的回水温度较高；(4)除氧器水箱的水位低于值；(5)电动给水泵功能子组润滑油压小于0.08MPa；(6)电动给水泵功能子组给水流量低并且循环门开席不超过50%；(7)电动给水泵功能子组保护ACT；(8)电动给水泵功能子组跳闸请求操作命令。3.5 汽动给水泵功能子组控制逻辑3.5.1 汽动给水泵功能子组介绍汽动给水泵又称锅炉给水泵。每个给水泵配备蒸汽升压泵,称为锅炉给水增压泵,以下简称BFBP(锅炉给水增压泵)。升压泵主要是用于增加进口的给水泵压力,防止水蒸发在给水泵空化发生。锅炉给水增压泵是水平的,单级双吸离心,由于升压泵转速低,因此蒸汽云本身是不容易发生。正门配备电动泵闸阀(称为进气阀)和粗网格单元,过滤器保护泵要经常检修,防止安装或修复可能保留在除氧器和进口异物进入泵的管道。一段时间后,会与短管代替粗网格以减少压力管道阻力。汽动给水泵是水平、多极、圆柱双壳离心。汽动给水泵入口孔细网格,细孔的作用和粗网格升压泵的作用,但运行一段时间后不应拆除。在细网格的操作。因为污染堵塞压差增加,应该停止泵清洗。蒸汽给水泵出水管,反过来,配有止回阀和一个电动闸阀(称为出口隔离阀),止回阀之前导致最小流量再循环管,直到除掉了氢水供应盒子。汽轮机称为锅炉给水泵汽轮机,以下简称BFPT(锅炉给水涡轮泵)。小汽轮机进汽口,总共三个蒸汽来源:(1)主汽轮机4段抽汽管低压分别两个道路提取,蒸汽泵涡轮,止回阀连接到一个小汽轮机低压阀,主阀的组合阻尼时小汽轮机驱动蒸汽源的正常运行；(2)高压主蒸汽管道的蒸汽,和两路被送到蒸汽给水泵汽轮机,每个路径CLP动态阀(称为主蒸汽隔离阀)连接到一个小汽轮机的高压接头阀,主阀阻尼器作为低负荷运行的蒸汽汽源驱动泵；(3)辅助蒸汽系统蒸汽主要用于小型涡轮机调试。在高压和低压蒸汽源的操作中可以自动切换。小汽轮机排汽凝汽器,排气管有力量动态隔离阀(称为排气蒸汽隔离阀)。小汽轮机没有独立轴封系统,轴封蒸汽由主汽轮机轴封的部门系统提供。小汽轮机蒸汽给水泵和电动升压泵轴承润滑油是由主油泵提供。事故油泵作为两个主油泵故障情况下的备用泵。大部分的电厂配置一台电泵,两台液泵、电动泵在机组或者在启动的过程中事故处理过程中使用的,但是现