大型火电机组热工自动控制系统

大型火电机组热工自动控制系统一、自动化支撑：理论与技术从技术装置来看发展：1．三、四十年代基地式仪表2．五、六十年代单元组合仪表3．七十年代计算机控制国外，五十年代开始试验计算机控制（1）DDC控制（DirectDigitalControl直接数字控制）（2）SCC控制（SupervisoryComputerControl监督计算机控制）（3）DCS控制（DistributedControlSystems分散控制系统）（4）FCS控制（FieldbusControlSystem现场总线控制系统）理论上看控制发展：五十年代以前，理论基础是传递函数（经典控制），以简单控制系统为主。六十年代，以状态空间分析方法为基础，现代控制理论应用。由于以线性系统为前提，但实际应用效果不好。第三代控制理论出现针对机理复杂，精确数学模型难以建立。理论上看控制发展：以专家控制系统、神经网络控制和模糊控制为主。典型应用：MAXPower1000+以专家系统，神经网络进行生产过程设备故障分析和性能分析。XDPS分散控制系统（新华控制工程公司）加入了模糊控制模块。OVATION分散控制系统(西屋）提供模糊控制、神经网络算法模块。二热工自动化自动检测顺序控制自动保护自动调节我国机组近年发展：300MW→600MW亚临界→600MW超临界→1000MW（660MW）超超临界一般600MW机组单元机组和公用系统I/O测点数量一般约8000~9000点；控制设备数量约为750~900个。（DCS系统）1000MW超超临界机组单元机组和公用系统I/0测点数量达到12000点左右，控制设备数量约为1100~1400个，模拟量控制回路数量和600MW机组无明显差别。三、控制系统构成控制系统四个部分：被控对象、检测变送、控制器、调节机构控制系统分类结构分：单变量控制系统、多变量控制系统工艺参数分：过热汽温控制系统、主蒸汽压力控制系统任务分：比值控制系统、前馈控制系统装置分：常规过程控制系统、计算机控制系统（DCS、FCS）闭环分：开环控制系统、闭环控制系统控制系统的分类按给定值的不同来分类：1．定值控制系统2．随动控制系统3．程序控制系统四、控制性能指标四个常用指标(1)衰减比和衰减率(2)最大偏差和超调量（3）调节时间（控制时间）（4）

余差（静态偏差）五、被控对象动态特性1、多输入单输出的被控对象2多输入多输出系统热工对象一般特性对象动态特性具有以下一些特点。（1）被调量的变化是不振荡的（2）被调量有迟延和滞后特性（3）自平衡能力和无自平衡能力（4）描述对象的动态方程的参数有：放大倍数K、时间常数T、迟延时间τ。六、控制策略1、PID控制proportional—integral—derivativecontrolPID控制规律：（1）原理简单，使用方便。（2）适应性强。（3）鲁棒性强。比例控制（P控制）

（一）控制规律：积分控制（I控制）（一）控制规律：消除余差，但稳定性变差（相对纯P控制）（三）积分时间对过渡过程的影响（纯I控制）（四）PI控制I控制响应慢，工程上很少有单独使用，一般都是PI控制。微分控制（D控制）（一）控制规律实际PD：（三）PID.2、其它控制策略（1）自适应控制（2）预测控制七、控制系统结构1、单回路反馈控制系统时间常数和迟延时间对控制质量的影响1、干扰通道时间常数Td和迟延τd的影响。控制通道T和τ对控制质量的影响T对控制质量的影响控制通道时间常数太大，系统反映速度慢，工作频率下降，过程的持续时间较长。T太小，反应过于灵敏，容易引起系统振荡。τ迟延对控制质量的影响测量元件和变送器特性对控制质量的影响执行机构特性对控制质量影响1调节阀在联管路中单回路控制系统的参数整定整定基础根与响应关系2、串级控制系统(3)提高了系统的工作频率3、前馈控制系统反馈控制：总是落后于干扰作用，是不及时控制。前馈－反馈的优点：（1）减化前馈控制系统，（2）降低了对前馈调节器精度的要求，（3）控制精度高，控制及时，显著提高控制质量。前馈——串级控制另一种形式的前馈：针对(1)随动系统，R变化；（2）对象时间常数大典型应用：燃料控制系