分散控制统基础篇(幻灯版).doc

分 散 控 制 系 统 第一篇 分散控制系统基础篇 大型火电机组现代自动化功能概述 大型火力发电机组具有大容量、高参数的特点，被监视和被控制的点数多（对600MW单元机组来说，监视点达5000-7000点，控制点达1500点）、参数变化快，这样的系统离开了可靠的高度自动化，就不可能做到安全、经济运行。 一、大型火电机组运行对自动化的功能要求 1、机组正常运 行时：自动化系统根据对机组运行的要求，自动将运行参数维持在所要求的值（给定值或设定值）上，以取得较高的效率和较低的消耗（如煤耗、电耗等）； 2、机组在异常工况时：在参数超限，辅机跳闸等时，自动化设备能及时报警，并迅速、及时地按预定的规律进行处理，以保证机组设备的安全，减少机组停运的次数； 3、机组在危急情况时：当危及设备或人身安全时，自动采取措施进行及时处理，以保证设备和人身的安全，如MFT、OPC、TSI、ETS； 4、在机组启停过程中：根据设备的受热状态进行相应的控制，以避免机组产生不允许的热应力，而影响机组的使用寿命，如ATC； 5、随电网的发展，对自动发电控制（AGC）的要求日益严格，对单元机组基础自动化的要求越来越高。 二、热工自动化的内容及对自动控制设备的要求 1、热工自动化的内容 （1）自动监测； （2）自动调节； （3）程序控制； （4）自动保护。 2、对热工自动化设备及系统的要求 （1）设备工作可靠； （2）安全性高，具有可靠的连锁保护功能； （3）具有很强的抗干扰能力； （4）使用和维护方便。 三、自动控制装置 自动控制装置经历了以下发展阶段： 1、常规控制仪表：安全可靠，维护方便。 (1）基地式仪表，就地安装，单回路调节、监视。分散控制，分散管理。 (2）单元组合仪表（气动，电动）：电动仪表便于信号的远距离传输和处理。分散控制，集中管理。 (3）组件组装式仪表（模拟，数字）：功能组件通过底板上的总线相互连接成所需要的控制系统，构成灵活，易于维护。分散控制，集中管理。 2、计算机控制装置 （1）集中式：集中控制，集中管理。 （2）分布式：分散控制，集中管理。 60年代末，Hollywell co.在斯坦福研究所等部门的帮助下，对今后20年过程控制技术的发展趋势进行了调查，得出以下结论： 1）用于军事、航天领域的计算机控制的数字技术会迅速向民用市场发展； 2）在调节控制级，还不完全需要运用现代控制理论的高级控制算法，只需在某种范围内定型成模块使用； 3）控制系统中的数字信息必须集中起来应用； 4）改善、扩大人机接口功能，以适应操作人员处理大量过程信息和显示操作多样性的要求； 5）减少维护工作量和费用等。 在此基础上，Hollywell co.确定了开发新型控制仪表系统的三个技术重点： 1）数字控制技术：有限地高级化，实现不用编程技术的灵活性（功能软件标准化，模块化，通过组态实现控制方案的编程）。 2）通信技术：提供有通信能力的调节器，采用分散结构，节省配线，统一系统的通信方式。 3）人机接口技术：采用以CRT为核心的显示、操作中心。 在这些技术要点开发的基础上，Hollywell co.于1975年11月推出了世界上第一套总体分散控制系统TDCS-2000。 分散控制系统是基于计算机技术（Computer）、控制技术（Control）、通信技术（Communication）和显示技术（CRT），即所谓“四C技术”的新型自动化装置。 四、大型火电机组的现代自动化功能 大型火力发电机组是一个复杂的、连续的生产系统，由锅炉、汽轮机、发电机、变压器组及庞杂的辅助设备系统组成。 大型火力发电机组现代自动化功能包括：连续生产过程参数的监测和监视、报警、控制和保护。单元机组自动化的功能是通过各种自动控制系统和装置来实现的。 锅炉：CCS、MCS、FSSS（BMS）； 汽机：DEH、MEH、BPC、TSI、ETS、ATC； 电气：ECS； 辅机：BSCS、TSCS。 1、数据采集与处理系统（DAS-Data Acquisition System） DAS连续地采集和处理机组的各种运行参数和设备运行状态，经处理后的参数值以多种形式在显示器上显示，或通过打印机打印制表，供运行人员参考。 2、单元机组协调控制系统（CCS-Coordination Control System）和模拟量控制系统（MCS） CCS是以锅炉-汽轮发电机组为被控对象的闭环控制系统，通过锅炉和汽轮机的协调控制共同满足电网对符合的需要，并保证单元机组的稳定运行；MCS完成对锅炉连续生产运行参数的调节控制，包括燃烧控制、给水控制、汽温控制等。 3、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS-Furnace Safeguard Supervisory）或燃烧器管理系统（BMS-Bu