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电厂分散控制系统总论
第一篇
电厂分散控制系统总论
第一篇! 电厂分散控制系统总论
第一章! #$ 分散控制系统概论
分散控制系统 (%’(%)*’+, #-.’(-/ $0’+1 )是以微处理器为基础,全面融合计算机
技术、测量控制技术、网络数字通信技术、显示与人机界面技术而成的现代控制系统。
其主要特性在于分散控制和集中管理,即对生产过程进行集中监视、操作和管理,而控
制任务则由不同的计算机控制装置去完成。因此也有人将#$ 称为集散控制系统。
随着技术的发展,#$ 系统自23 世纪43 年代由美国霍尼威尔 (5-.+06+// )公司
推出7# 8 2333 系统开始至今,93 余年间已经经历了四代。分散控制系统已经在工业
生产过程控制中迅速普及,广泛用于电力、石化、冶金、建材、制药等各行业,成为过
程控制系统的核心。分散控制系统的应用大幅度地提高了生产过程的安全性、经济性、
稳定性和可靠性。
从电力行业看,我国电力行业在23 世纪:3 年代末期随引进大型火电机组开始应用
#$ ,到今天#$ 已成为电站控制的标准装备。大到;33= 的主力单元机组,小到几
十兆瓦的循环流化床热电联产机组,到处都有#$ 在保障其安全运行。
第一节! 分散控制系统的发展历程
分散控制系统是生产过程监视、控制技术发展和计算机与网络技术应用的产物,但
它更是在过程工业发展对新型控制系统的强烈需求下产生的。
过程工业的生产组织形式大致经历了从分散到集中的两个阶段。早期的过程控制系
统采用分散控制方式。当时,控制装置安装在被控过程附近,而且每个控制回路都有一
个单独的控制器。这些控制装置就地测量出过程变量的数值,并把它与给定值相比较而
得到偏差值,然后按照一定的控制规律产生控制作用,通过执行机构去控制生产过程,
运行人员分散在全厂的各处,分别管理着自己所负责的那一部分生产过程。这种分散控
制方式适用于那些生产规模不太大、工艺过程不太复杂的企业。我国在单元制机组出现
以前,母管制火电机组的运行控制方式就是这种分散控制方式的典型代表。现在,在大
型单元机组中那些比较简单的过程控制领域中仍然使用它们,如轴封压力、燃油压力、
高低压加热器水位、疏水箱水位的控制就常常采用这种类型的基地式调节器。
随着被控过程的生产规模和复杂程度不断增加,单靠那些相互独立的控制回路来保
持整个生产过程的安全、稳定、经济和协调运行变得越来越困难了,因为这时的生产过
程已经成为一个各部分相互关联的有机整体。随着生产过程的不断强化,这个有机整体
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火电厂分散控制系统创新设计与安装调试及检修运行维护实用手册
中各个部分的相互作用和相互影响愈加强烈,如不能及时地协调和很好地处理各部分之
间的关系,在几秒钟之内整个生产过程就可能瘫痪。因此,人们不得不探索新的控制方
式———集中控制。集中控制的问题之一就是信息的远距离传输。要想在中央控制室内实
现对整个生产过程的控制,就必须把反映过程变量的信号传送到中央控制室,同时还要
把控制变量传送到现场的执行机构,因此,变送器、控制器和执行器是分离的,变送器
和执行器安装在现场,控制器安装在中央控制室。集中控制方式的优点是运行人员在中
央控制室获得整个生产过程中的有关信息,能够及时、有效地进行各部分之间的协调控
制,这有利于安全经济运行。在电力行业,随着单元制机组的投产,采用了中央控制室
集中控制方式。这一时期的集中控制主要采用模拟控制仪表,现在我国有些电厂仍然采
用这种控制方式。生产规模的不断扩大,对操作人员监视和操作的要求也越来越高。与
之相应,中央控制室的仪表数量越来越多,但过多的仪表令操作人员难以应付。控制系
统开始采用电动单元组合仪表,后来采用组件组装式仪表以求改善控制系统性能和缩小
操作盘台面积,但模拟控制仪表固有的性能难以胜任过程工业技术发展的需求。
! 世纪# 年代末,计算机开始进入过程控制领域。最初它用于生产过程的安全监
视和操作指导,后来用于实现监督控制$%% ($’()*+,-). %-/’0() %-10)-2 ),这时计算
机还没有直接用来控制生产过程。到了3 年代初,计算机开始用于生产过程的直接数
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