〔热工过程自动控制技术〕课件第1章.ppt

主 编 谢碧蓉 副主编 向贤兵 曾 蓉 目 录 绪论 第一章 自动控制原理基础 第二章 自动控制系统的基础知识 第三章 单元机组模拟量控制系统（MCS） 第四章 单元机组的热工保护及旁路控制系统 第五章 锅炉炉膛安全监控系统（FSSS） 第六章 汽轮机数字电液控制系统(DEH) 第七章 顺序控制系统（SCS） 绪 论 一、概述 1.火电厂实现生产过程自动化的意义 大型火电机组控制系统功能构成示意图 2.火电机组热工过程自动化的内容 二、单元机组炉、机、电集控 1.以操作台为主、计算机为辅的布置和监控方式 2.操作台手操与计算机CRT、键盘软手操并存的布置和监控方式 3.以计算机CRT、键盘软手操为主的布置和监控方式 大型火电机组控制系统功能构成示意图 火电机组热工过程自动化的内容 ①自动检测 ：包括对整个机组运行状态和参数的测量、指示、记录、参数计算、参数越限和设备故障时发出报警信号、事故记录和追忆、工业电视监视等。 ②自动保护 ：包括主机、辅机和各支持系统及其相互间的联锁保护，以防止误操作。当设备发生故障或危险工况时，自动采取措施防止事故扩大或保护生产设备。 ③顺序控制 ：包括主机、辅机和各支持系统的启停控制，如输煤系统控制、锅炉吹灰控制、锅炉补给水处理控制、给水泵启停控制、汽轮机自启停控制、锅炉点火系统控制等。 ④连续控制 ：包括对主机、辅机及各系统中的压力、温度、流量、物位，成分等参数的控制控制，使之保持为预期的数值。 ⑤管理和信息处理：对电厂中各台机组的生产情况(如发电量、频率、主要参数、机组设备的完好率、寿命)，电厂的煤、油、水资源情况，环境污染情况进行监督、分析，供管理人员做出相应的决策。 第一章 自动控制原理基础 第一节 概述 第二节 自动控制系统的数学描述 第三节 自动控制系统时域分析 §1-1 概 述1 一、自动控制的基本概念： 1.人工控制：控制任务由人工操作完成 。 2.自动控制：在没有人直接参与的情况下，利用自动控制装置使被控制对象(如机器、生产过程)的某一物理量(或工作状态)自动地按照预定的规律运行(或变化)。 3.常用术语： 二、自动控制系统的组成及方框图： 1.自动控制系统的组成： 2.自动控制系统的方框图 三、自动控制系统的基本控制方式： §1-1 概 述2 四、自动控制系统的分类：P10 五、自动控制系统的品质指标： 1.自动控制系统的过渡过程： 单位阶跃响应曲线 2.控制系统在阶跃信号作用下过渡过程的基本形式： 3.自动控制系统的品质指标： (1)稳定性 (2)准确性 (3)快速性 常用术语 (1)被控对象：指被控制的生产设备或生产过程。 (2)被控量：表征生产过程是否正常而需要控制的物理量。 (3)给定值：根据生产工艺要求，被控量应该达到的数值。 (4)扰动：引起被控量偏离其给定值的各种原因。 (5)控制机构：改变对象流入量或流出量的机构，如上例中给水控制阀。 (6)控制作用：控制机构在执行器带动下施加给被控对象的作用。 (7)控制量：由控制作用来改变,以控制被控量的变化,使被控量恢复为给定值的物理量。 自动控制系统的组成 (1)自动控制系统由被控对象和自动控制装置两个基本部分组成。 (2)自动控制系统中的各装置是通过信号的传递和转换相互联系起来的。 自动控制系统的方框图 (1)能直观地表达自动控制系统中各设备之间相互作用与信号传递关系的示意图称为自动控制系统的方框图。 (2)方框图的四个要素 方框图的四个要素 ①信号线：用箭头表示信号“x”的传递方向的连接线。 ②汇交点 (相加点、综合点)：表示两个信号“x1”与“x2”的代数和。 ③分支点(引出点)：表示把信号“x”分两路取出。 ④环节：方框图中的一个方框。 基本控制方式1 1.开环控制：控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程。 2.闭环控制：控制装置与被控对象之间既有顺向作用，又有反向联系的控制过程。 基本控制方式2 3.复合控制：在闭环控制回路的基础上，附加一个输入信号或扰动作用的前馈通路。 前馈通路通常由对输入信号的补偿装置或对扰动作用的补偿装置组成，分别称为按输入信号补偿(a图)和按扰动作用补偿(b图)的复合控制系统。 §1-2 线性自动控制系统的数学描述 一、线性自动控制系统的数学模型： (一)基本概念： (二)建立数学模型的基本方法：P15 (三)数学模型的基本类型： 1．微分方程 2．传递函数 3．阶跃响应特性 二、典型环节的动态特性： 三、环节的基本联接方式： 四、方框图的等效变换： 基本概念 1.数学模型：描述系统输入、输出变量以及内部各物理量(或变量)之间关系的数学表达式。 2.线性系统：系统的