第一章热工控制仪表绪论.pptVIP

热工控制仪表 第一节 热工控制仪表的作用 钱伟长讲话, 仪器仪表是信息工业的源头。 供电质量要求锅炉、汽轮发电机运行稳定，被控参数保持在规定值，这个任务由控制仪表组成的系统自动完成，它是电厂的中枢神经。 见图1—2 控制质量好坏取决于哪些因素： （1）设计是否合理 （2）控制对象的动态特性 （3）控制仪表的工作特性 （4）控制器整定参数的选择 如果控制仪表的工作特性不好控制质量就不好。 第二节热工控制仪表的发展历史 在新中国成立后的50多年中，我国火电厂热工控制仪表方面的变化可谓日新月异，它要超过火电厂中任何其他方面的变化。 50年代，锅炉和汽轮机容量都很小，系统简单，只有少量的简单直接作用式自动调节，如锅炉汽包的水位调节。 随着机组容量的增大，参数的提高和采用煤粉燃烧后，对自动调节的要求也就提高了，自动调节项目也增多了。除汽包水位调节外，还有燃料、风量、炉膛负压、蒸汽温度等，但实际投入自动的多为汽包水位和炉膛负压调节，其他项目很难投入，自动投入率在40％～60％。 长期造成自动调节投入率低的原因有两个：一是热工控制仪表落后、质量差；二是控制对象的可控性差。这个时期应用的热工控制仪表，主要是从前苏联进口的机械式调节器、电子式调节器，还有我国仪表部门参考苏联仪表研制出的DDZ-I电动单元组合仪表和气动单元组合仪表QDZ。 60年代，我国仪表部门研制出采用统一信号制(0～10mA)的DDZ-Ⅱ型电动单元组合仪表，但 DDZ只能执行PID控制，很难适应复杂控制对象的要求。 70年代，仪表部门又参考日本等国的仪表研制了DDZ-Ⅲ(4～20mA)型电动单元组合仪表、组件组装仪表TF-900、MZ-Ⅲ和SPEC-200。组件组装仪表的特点是功能组件化，选择功能组件可以组成较复杂的控制系统。但是由于电子元器件质量不好，容易损坏，造成自动控制系统失灵，致使许多自动控制系统不能投入自动。 80年代，以微机为基础的分散控制系统(DCS)进入国内电站，很快解决了长期存在的热工控制仪表问题。由于DCS 采用大规模集成电路，提高了可靠性，并且用软件编程的方式，可以实现复杂对象的各种控制规律，还可与保护、连锁条件互联，大大提高了控制系统的功能，经试点后很快得以推广，成为今天的主要热工控制仪表。DCS的出现导致了控制领域中根本性的转变， 它宣告了机械式和模拟式仪表的种种局限已经一去不复返了。 90年代 ，我国又开发研制出以微机芯片为基本器件的DDZ-S型第四代电动单元组合仪表。在火电厂一度使用过的STB (类似VI87、KMM)等控制器就是属于DDZ-S型系列仪表中的一个单元仪表，本书介绍的SKJ、SKD也是属于DDZ-S型系列仪表中的一个单元仪表。在这个时期，现场总线控制系统（FCS）也出现了，但在火电厂应用FCS一直存在争议，致使FCS在火电厂的应用搁浅。 第三节热工过程控制仪表的分类 一、按所用能源形式分 （1）自力控制仪表 （2）液动控制仪表 信号传输速度为音速（340m/s），体积大，动作慢（油黏滞而不能远传），易发生火灾（油容易渗漏），但功率大。 （3）气动控制仪表 信号传输速度也为音速，不怕电磁干扰，防爆，但须设置专用空压机并对气源质量要求严格。 （4）电动仪表 信号传输速度为光速（300000km/s），便于集中控制，但怕电磁干扰。 （5）混合仪表 电-液混合，例如DEH。电-气混合，例如FP302（现场总线-气压转换器） 二、 按功能结构分 （1）基地式仪表 在被控对象附近，多种功能部件（或传感器、控制器、执行器装在一起，或传感器、控制器装在一起，或控制器、执行器装在一起，结构紧凑）设计成一个整体。例如 B系列 ，KF系列。 （2）单元组合式仪表 积木式，各单元仪表为一个“积木”，这种仪表是通用的，DDZ－Ⅱ、 DDZ－Ⅲ、 DDZ－S，被调参数性质（如温度、压力、流量、物位等）取决于所配的变送器。 （3）组装式仪表 柜装仪表，两大部分：柜和台 TF－900、MZ－Ⅲ （5）分散控制系统（DCS） 集四C技术为一体，分散控制，管理集中。 第一代DCS: NETWORK90、TDC-2000、Teleperm-m 第二代DCS: INFI－90、HIACS－3000、MAX－1000、Telerperm-me , WDPF, I/A； （6）现场总线控制系统（FCS） 现场仪表挂接在现场总线上，通过现场总线与控制室（上位机）相联系。 控制仪表发展方向-FCS FCS 特点： （1）节省电缆 （2）提高控制质量 （3）开放性（互操