《超临界大型机组的控制特点及对策》.ppt

快速性和控制周期 从输入测量到控制输出的全部处理过程，包含故障诊断，故障对策的全部处理时间，定义为系统的控制周期，以T0 记之。 T0是客观存在的，不可超越的，即使在模拟调节仪表时代，依然是存在的。一个由运算放大器构成的模拟控制系统，如八十年代之前那样，T0的估算如下： 令信号经过的系统，工作在线性工作区。系统的传输时延△τ，即成为上述的T0，△τ为： △τ≈0.35/△f 快速性和控制周期 单级、低速、低价位运放的带宽增益之积，在数百KHZ以上，好一点的为数十MHZ或百MHZ量级。 运算放大器总是在深度负反馈状态下使用，闭环增益往往为1。 实际使用中的带宽往往即为带宽增益之积或可与之比拟，相差不多。保守估计： △f=100 KHz x ? = 50 KHz为例， 系统的总迟延为： △τ≈0.35 / 50 × 10-3(s) = 0.07×10-4(s) ≈7微妙 快速性和控制周期 模拟系统本质上是并行处理、窄带系统； 数字系统是串行、宽带系统； 因其串行处理的本质，加以软件处理的非线性特点，总的对外部而言的传输时延上升1000倍以上的现象，毫不奇怪 。 和利时提高系统控制器可靠性的策略 采用新型、大规模集成电路度芯片，减少或不用分立元件； 控制器、IO模件板，全部低功耗设计，无需风扇冷却； 采用专用、高效控制器软件，提高可靠性； 灵活的现场总线：Profibus 现场总线技术 标准Profibus-DP现场总饯； 可连接站点数：126； 支持的传输速率距离 ： 速率(kbps) : 9.6； 19.2； 31.25； 45.4 93.75； 500； 距离 (km) : 1.2 ; 1.2 ; 1.2 ; 1.2 ; 0.6; 0.2 ; 交换机总线带宽 交换机内部的不同端口之间，采用高速并行总线技术完成数据交换。并行总线频宽，依照全部端口带宽总和的二倍原则设置。即： 24个100M端口：24×100＝2.4 Gbps： 2个1G端口：2×1.0G＝2.0 Gbps； 2倍 总 和： 2×4.4＝8.8 Gbps； 负荷量估算 单站每秒传输的数据量不会超过 20KB（相当于10000个模拟量），此时交换机端口负荷率（η1）仅为： η1 = 20×8 / 100 Mbps = 0.16 % 显然，不构成碰撞冲突问题。 将24个端口全部用满，每秒数据交换总量的上限约为： L0 ≤8×24×20 = 3.84 M bit 与交换机总线频宽相比，不构成碰撞冲突问题。 结 论： 工业以太网，适合大机组控制工程使用； 适应地理分散配置要求；适合公共工艺系统、脱硫系统、多台机组的DCS一体化结构的要求； 备品备件为通用产品，无任何困难； 随着技术进步，便于升级； * * ? ? 超临界大型机组的控制特点及对策 ? ? ? ?? 北京和利时控制系统有限公司? 2005年11月? 一．超临界参数大型机组控制工程的基本特点 二．快速协调控制的基本方法 三．闭环控制中的重要概念 四．AGC及协调控制在DCS系统中的实现方法 五. 和利时DCS系统的实时性对策 目 录? 一．超临界、直流炉大型机组控制工程的基本特点： 1. 对象特点： - 输入/输出工艺变量多。 动态过程快：由于没有汽包环节，作功工质占汽－水循环总工质的比 例增大，动态过程加快。需要更快速的控制作用，更短的控制周期。 - 主汽压参数上升（25MP/cm2），工作介质刚性提高，动态过程加快， 同样需要更快的控制作用及更快的控制周期。 - 数学模型不精确。 2. 机组控制系统(DCS)面临的主要需求 - DCS系统的实时性更好： 快速的I/O处理； 快速的CPU处理； 更短的控制周期； - 快速控制、快速保护 - 汽机－锅炉－发电机总体优化的快速控制策略 - 快速响应负荷需求 - 总体协调 - 高可靠性? 二．快速协调控制的基本方法 1. 对控制策略的基本要求