1、第一部分 火电厂参数测量基础知识第二部分 火电厂主要过程控制系统简介第三部分 DCS控制系统基础知识,丁玉栋 重庆大学动力工程学院,实习培训讲义,2/79,第一部分 火电厂参数测量基础知识,一、基本概念简介二、温度测量三、压力及差压的测量四、流量的测量五、物位的测量六、成分分析七、汽轮机关键机械量的测量,3/79,一、基本概念简介,火电厂中的参数测量主要是针对热工参数的测量，常称之为热工测量。是指对热力过程中热工参数的测量，这些热工参数不仅包括温度、压力、流量、液位、烟气分析等，还包括汽轮机的振动幅值测量、偏心度测量、轴位移、缸体膨胀、差胀等位移测量，转速测量及煤的称量等。用来测量这些参数的仪
2、表称为热工测量仪表，简称“热工仪表”。,4/79,热力生产过程控制系统中热工测量的地位,图11 热力生产过程控制系统组成框图,5/79,热力生产过程控制系统中热工测量的地位,1、控制系统的“感觉”环节2、提供事故分析、经济核算和运行改进等技术管理工作所需的原始资料。3、直接关系到控制质量、对劳动条件的改善、设计寿命的延长和劳动生产率的提高。,6/79,火力发电厂机炉系统示意和测点举例,1 - 2,7/79,热工量测及仪表的组成,1、敏感元件：又称为检测元件、传感器或监测器等。 直接与被测对象联系，感受被测量的大小，并能根据被测量的变化输出一个相应的信号。 2、传输与变换部件 传输敏感元件的输出
3、信号，根据显示装置的不同要求，除了直接输出信号外，有的还需对信号进行必要的加工处理。如转换成标准电流信号，对信号加以放大、开平方等。3、显示装置 显示被测参数的测量结果，即被测量的数值。 按显示方式的不同，可分为三种类型：模拟显示 数字显示 图形显示,8/79,二、温度测量,1、测温方法及仪表分类 用物质热膨胀与温度的关系：如双金属温度计（固体热膨胀）；玻璃液体温度计（液体热膨胀）；压力表式温度计（气体热膨胀）。利用金属或半导体与温度的关系：对于铂、铜等金属导体或半导体，当温度发生变化时其电阻也相应地发生变化，利用这一关系可制成各种电阻温度计。利用热电效应：两种不同的金属导体在两个端点上相互接
4、触，当其接点温度不同时，回路内就会产生热电势，热电偶温度计就是利用这一原理制成的。用物体的辐射能与温度的关系：如辐射高温计、光学高温计和比色高温计等各种辐射式温度计。火电厂中应用最多的测温方式是热电偶测温和热电阻测温。,9/79,2、热电偶测温,（1）、测温原理,1,2,t0,t,A,B,1,2,A,B,t,t0,3,1、热电极A 2、热电极B 3、显示仪表 图1-3 热电偶作用原理,（a）,（b）,EAB（t，t0）,10/79,（2）标准化的热电偶大量生产和使用，工艺稳定，性能符合专业标准或国家标准，同时具有统一分度表的热电偶。 国际标准的热电偶有七种：S分度号（铂铑10铂）B分度号（铂铑
5、30铂铑6）K分度号（镍铬镍硅）T分度号（铜铜镍（康铜）E分度号（镍铬铜镍（康铜）J分度号（铁一铜镍（康铜）R分度号（铂铑3铂）。,2、热电偶测温,11/79,3、常见热电偶的类型及外观,（1）普通型热电偶 （2）凯装热电偶,12/79,（4）热套式热电偶,6,（3）快速反应的薄膜热电偶,13/79,4、热电阻测温,（1）测温原理 是利用电阻与温度呈一定函数关系的金属导体或半导体材料而制成的温度传感器。,14/79,铂热电阻：温度范围为200C500C。铜热电阻：温度范围为50C150C半导体热电阻：温度范围为100C300C。,（2）、常用热电阻及外形,8,15/79,热电阻主要有普通型、薄
6、膜型和凯装型等结构形式：,8,9,薄膜式热电阻,16/79,5、热辐射测温,利用物体的热辐射性能来测量温度的原理可以构成一大类测温方式。这种测温方法的特点是，测温仪表不直接与被测介质相接触，因此测温传感器不会破坏被测对象的温度场，也不受被测介质的腐蚀和毒化等影响。 辐射式温度计: 单色辐射高温计、全辐射高温技计、比色高温计、红外光电温度计等。,17/79,三、压力及差压的测量,1、弹性式压力计,图110 弹簧管压力表结构,18/79,2、压力信号的电变送,（1）、电接点压力表,图1-11电接点压力计及其电路示意图,19/79,（2）、霍尔压力变送器,图112 HYD2型压力传感器1-磁钢，2-
7、霍尔元件，3-弹簧管，4-接头,20/79,（3）、电容式变送器,图113 电容式变送器的组成原理,图114 电容式压力传感器原理图,21/79,（4）、力平衡式压力变送器,图116力平衡式压力计原理图 1-膜片 2-连杆 3-电感传感器衔铁 4-力发生器 5-电流计,22/79,四、流量的测量,(1)用伯努里方程设计节流装置来测量流量，以节流装置输出流体差压信号来反映流量的节流式流量测量方法；(2)通过直接测量流速来得出流量的称为速度式流量测量法；(3)连续测量标准小容积的测量流量的方法称为容积式测量法；(4)以测量流体质量为目的的流量测量方法称为质量测量法。,1、常用测量方法,23/79,
8、2、常用流量计简介,（1）、节流变压降式流量计,图1-17 节流变压降流量计原理结构1圆截面管道； 1节流件 3、差压计,24/79,图1-18,25/79,（2）涡街流量计,图1-19,26/79,五、物位的测量,1、常用测量方法 1）、直读式物位测量仪表 2）、浮子式物位测量仪表3）、静压式物位测量仪表 4）、电磁式物位测量仪表 5）、超声波式物位测量仪表6）、核辐射式物位测量仪表,27/79,图120 物位和液位测量示意图,28/79,2、电厂汽包水位测量,双室平衡容器差压式水位计,1-22,29/79,六、成分分析,1、烟气含氧量分析,2、含盐量分析,30/79,大型汽轮机是火力发电厂
9、最重要的设备之一，任何因故障而酿成的事故都会造成重大的经济损失，为了确保汽轮发电机组的安全经济运行，在机组上装设了各种安全监视和保护装置，对各种重要热工参数、振动和位移机械量等进行监视和控制。,七、汽轮机关键机械量的测量,目前，汽轮机热工监视和保护的项目有：(1)凝汽器真空低保护； (2)润滑油压低保护；(3)转速监视与超速保护；(4)转子轴向位移监视与保护； (5)高压加热器水位监视与保护；(6)转子与汽缸的相对胀差监视；(7)汽缸热膨胀监视；(8)汽轮机振动监视；(9)大轴弯曲(偏心度)监视；(10)油箱油位监视；(11)轴承温度与润滑油温度监视(12)推力瓦温度监视； (13)汽缸应力监
10、视；(14)汽轮机各部件温差监视。其中汽轮机轴系监视保护项目主要包括汽轮机振动的监测，转子轴向位移监测，转速监测，缸胀及胀差监测，偏心监测等。,31/79,电涡流传感器,电涡流检测技术是一种非接触式测量技术。由于电涡流传感器具有结构简单，灵敏度高、测量线性范围大，不受油污介质的影响，抗干扰能力强等优点，所以在各个工业部门得到广泛应用。火电厂汽轮机的轴向位移、振动、主轴偏心度的测量已广泛采用电涡流传感器，此外还可用来探测金属材料表面的缺陷和裂纹。电涡流传感器是通过传感器端部线圈与被测物体(导电体)间的间隙变化来测量物体的振动和静位移的。,32/79,速度传感器,速度传感器适用于测量轴承座、机壳及
11、基础的一般频带内的振动速度和振动位移 ，速度传感器的输出电压与振动速度成正比 。,33/79,机壳膨胀传感器,机壳膨胀是汽轮机监测仪表(TSI)的一个重要测量参数。机壳膨胀(有时称构架膨胀)，是指在机组起动或正常运转时汽机膨胀造成的汽缸热膨胀，典型的情况下，传感器安装在绝对死点的相对端基础上，在这个相对端，汽轮机汽缸压在基础上，机壳膨胀传感器系统提供的是汽缸相对于基础的热膨胀。本特利公司的机壳膨胀传感系统使用一个线性变量差值互感器(LVDT)来测量机器壳体的热膨胀。在LVDT上有一个与机器相连的探测棒，当机壳膨胀时。这个探测棒进入LVDT，在LVDT中产生一个与机壳膨胀值成比例的输出，这个信号
12、随后转化成电压信号输入到监测器中。,34/79,汽轮机的转速测量,通常采用测频的方法测量汽轮机的转速，就是利用转速传感器将汽轮机的转速信号转换为频率信号，再用频率表进行测量。在汽轮机的轴上装一个有齿的测量盘，测速探头安装在测量盘的直径方向上，当汽轮机旋转时，测量盘上的凸齿使测速探头输出脉冲序列，脉冲出现的频率与轴的转速成正比。探头的输出频率可以用数字式频率表进行测量，测得的结果经转换即可得出轴的转速。转速的具体测量方法有很多，常用的有离心式、磁阻式、测速发电机式、磁敏式、电涡流式等。,35/79,第二部分 火电厂主要过程控制系统简介,一、锅炉的自动控制简介二、汽轮机的自动控制简介,36/79,
13、火电厂生产过程的自动控制主要是对锅炉、汽轮机及其辅助设备运行的自动控制，控制的目的是使机组自动适应工况的变化而且保持在安全、经济的条件下运行。生产过程自动控制的直接目标往往是把表征生产过程是否正常进行的一些物理量和化学量，如蒸汽压力、温度、炉膛负压、锅筒水位、蒸汽流量和烟气中的含氧量等尽可能地等于所希望的数值。通常把生产过程中热工参数（如温度、压力、流量、液位、化学成分等）的控制称为热工过程控制。电厂生产过程中另一类控制是对生产设备的起动和停机的自动控制，例如锅炉、汽轮机、水泵、风机等在起动和停机时要按照运行要求，以规定的条件和程序进行一系列自动操作，这类控制称为顺序控制。顺序控制也是火电厂生
14、产过程自动控制的重要组成部分。,37/79,一、锅炉的自动控制,锅炉自动控制系统的任务是根据机组的负荷要求，向汽轮机供给足够的、在规定压力和温度范围内的蒸汽，同时保证锅炉安全经济运行。 锅筒锅炉由燃烧率调节负荷，实现燃料热量与蒸汽热量之间的能量平衡；由给水流量调节锅筒水位，实现给水流量与蒸汽流量的质量平衡；过热蒸汽温度一般采用喷水进行调节。因此可以将锅筒锅炉的自动控制分为给水控制系统、汽温控制系统以及燃烧控制系统。,38/79,1、锅炉给水自动控制系统,任务：是使给水量适应于锅炉的蒸发量，并维持汽包水位在规定的范围内。 给水全程控制：即在锅炉起动时就投入给水自动,39/79,给水流量的节流调节
15、方式：以往中小型火电机组锅炉给水泵均采用定速泵，通过改变给水调节阀的开度来控制给水流量。,a) b)a) 节流调节系统示意图 b) 节流调节原理图图2-l 给水流量的节流调节,a) b)a) 节流调节系统示意图 b) 节流调节原理图图2-l 给水流量的节流调节,40/79,大型火电机组广泛采用变速泵，即通过改变水泵的转速控制给水流量,a）水泵变速调节示意图 b）水泵变速调节原理图图2-2 给水流量的水泵变速调节,41/79,图2-3 大容量火电机组给水系统图,图2-4 变速水泵的压力一流量特性及安全工作区,42/79,2、锅炉蒸汽温度自动控制系统,（1）、过热汽温自动控制系统 任务:维持过热器
16、出口汽温即主汽温度在允许的范围内，并对过热器实现保护，使管壁金属温度不超过允许的工作范围。 目前广泛采用喷水减温作为控制汽温的手段,图2-5 采用一级减温的对象结构示意图,43/79,采用喷水减温的串级汽温控制系统方案,图2-6 喷水减温串级控制方案,44/79,(2)、再热汽温控制系统 再热汽温的控制一般以烟气控制方式为主，可采用的烟气控制方法有：控制烟气挡板的位置、采用烟气再循环，也可通过改变摆动燃烧器的倾角来控制再热汽温。,图2-7 改变烟气挡板位置调节再热汽温,45/79,典型的再热汽温控制系统原理框图,图2-8 烟气挡板再热汽温控制系统原理图,46/79,3、锅炉燃烧自动控制系统,目
17、的：控制燃料燃烧过程，使燃料燃烧所提供的热量适应外界对锅炉输出的蒸汽负荷的需求，同时保证锅炉的安全经济运行。锅炉燃烧过程自动控制主要包括三项控制内容：（1）控制燃料量（2）控制送风量（3）控制引风量。相应地，即由燃料量控制系统、送风量控制系统、引风量控制系统来实现上述三项控制。 三者之间存在着密切的相互关联，要控制好燃烧过程，必须使燃料量、送风量及引风量三者协调变化；锅炉正常运行时，燃料量、总风量两者必须成适当比例。,47/79,(1)、燃料量控制系统 燃料量控制系统的任务是根据机组负荷协调控制系统输出的或由运行人员手动给定的燃烧率指令来控制燃料量。,48/79,任务:是使送风量与燃料量有合适
18、的比例，实现安全经济燃烧。大型锅炉一般配有两台轴流式送风机，送风量是通过送风机的动叶来调整的。总风量指令由从负荷控制部分送来的燃烧率指令按照风煤比例关系确定由两台送风机送出的风量被送入二次风箱，再由二次风箱进入炉膛，帮助进入炉膛的燃料燃烧。一般来说，每一层二次风的风量都有二次风挡板来调节（有些锅炉没有二次风挡板）；二次风挡板又分辅助风挡板、助燃风挡板、油枪风等。辅助风挡板控制系统的被控参数是二次风箱压力与炉膛压力的差值；助燃风挡板是根据相应层的煤量（给煤机转速或给粉机转速）来控制的，以便使该层的燃料燃烧工况最佳；油枪风挡板根据对应层的燃油量来控制,（2）、送风量控制系统,49/79,（3）引风
19、量控制系统 引风量控制系统的任务是通过控制引风量将炉膛负压控制在设定值附近，所以该系统又被称为炉膛压力控制系统。引风量通过引风机的入口挡板(离心式)或动叶(轮流式)来控制。,50/79,二、汽轮机的自动控制,汽轮机调节系统的主要作用是使机组的被调量（转速、压力等）按一定的规律变化以适应运行的要求。例如。电站用凝汽式汽轮机就是取汽轮机的转速变化作为信号。经过放大。最后控制调节阀的开度，改变进入汽轮机的蒸汽流量，以适应外界负荷或蒸汽状态的变化。使汽轮机转速基本保持一定。,图2-10 凝汽轮机转速调节系统n转速 x调速器滑环行程 s错油门行程 m油动机行程,51/79,2、数字式电液控制系统简介,5
20、2/79,53/79,图1-13 系统结构图DI-开关量输入模件； DO-开关量输出模件； AI-模拟量输入模件 AO-模拟量输出模件； VPC-阀门控制模件；SDP-转速测量与保护模件； EMU-专用仿真模件 LPC-ETS（危机跳闸系统 Emergency Trip System）处理模件 VDP、SKP-TSI（汽轮机监测仪表系统）处理模件 DEH系统的操作与显示，数据、曲线的记录等均由连接在高速数据公路上的工程师站、操作员站完成。采用双层网络结构，I/O 总线采用10MB/S 冗余工业以太网，网络通讯采用100MB/S冗余工业以太网，大大提高了DEH 系统的数据吞吐量；DPU为DEH控
21、制系统的主机部分，采用Pentium400处理器，运行在实时控制系统之下。汽轮机的控制软件都装在DPU内，DPU通过冗余I/O总线，实现对下位机的通讯及控制。同时通过网络接口模件实现DPU联网。软件的修改在工程师站上完成，组态完毕后装载至DPU内，修改可以在线修改或离线修改。汽轮机由两套冗余的DPU控制，互为热备用。,54/79,通常DEH配置包括控制柜、工程师站、操作员站及手操盘。DEH控制柜有一个基本控制柜，包括一对控制DPU，一个阀门控制站，一个超速保护站及几个I/O采集站。控制机柜内包括冗余处理单元DPU，I/O 控制模件、交流电源配电箱、冗余直流电源以及相互之间的连接预制电缆等。一个
22、端子柜用于安装端子板(或称为端子模件)。现场信号接到端子板的端子，通过各种端子模件，完成将各种现场信号转换为I/O模件可以接受的标准信号，同时完成I/O模件送来的指令信号的处理工作，包括给变送器供电、电流/电压转换等。处理完毕的信号经过内部电缆接到相应的I/O卡,55/79,人机接口是操作人员或系统工程师与DEH系统的人机界面。操作员通过操作员站对DEH进行操作，给出汽轮机的运行方式及控制目标值，或者进行各种试验，进行回路投切等。由于DEH的重要性，一般均配一个硬件手操盘，以便在DEH故障时可通过手操盘操作，维持机组运行。系统工程师通过工程师站对系统进行维护及控制策略组态。,56/79,各种D
23、EH的主要控制回路基本相同。阀门控制站的配置与系统所配的调节型油动机相适应。即一个油动机对应一块阀门控制卡（VCC卡）。各种阀门之间的相互协调动作及控制切换，如高压缸启动、中压缸启动、顺序阀控制、单阀控制等方式，是由DEH基本控制DPU内的阀门管理程序实现的。MEH（给水泵汽轮机控制系统）及BPC（汽轮机旁路控制系统）系统中的VCC卡配置也是与调节型阀门相对应的。对于开关型的阀门执行机构，如一些汽轮机中的主汽门，不使用VCC卡，而用开关量控制。,57/79,EH系统是DEH的执行机构。主要包括供油装置（油泵、油箱）、油管路及附件（蓄能器等）、执行机构（油动机）、危急遮断系统等。供油系统为系统提
24、供压力油。由抗燃油供油装置、再生装置以及油管路系统组成的EH供油系统。 执行机构响应DEH的指令信号，控制油动机的位置，以调节汽轮机各蒸汽进汽阀的开度，从而控制汽轮机运行。 危急遮断系统响应控制系统或汽机保护系统发出的指令，DEH发出超速控制及超速保护控制信号时，就紧急关闭调节阀，当汽机保护系统发出停机信号时，或机械超速等动作引起汽机安全油泄去时，危急遮断系统就紧急关闭全部汽轮机蒸汽进汽门，使机组安全停机。,58/79,3、数字式电液控制系统功能简介 （1）实现汽轮机的自动控制 （转速控制 、负荷控制 ）（2）阀门试验 （3）汽轮机起停和运行中的监视 （4）超速控制和超速保护功能 （5）DEH
25、系统与协调控制系统的接口 （6）多阀控制的阀门管理功能 （7）DEH还设置有主汽压保护功能，即 TPC。（8）中压缸带旁路启动 （9）汽轮机自起停即ATC控制功能,59/79,第三部分 DCS控制系统基础知识,一、大型单元机组控制系统概貌二、火电厂集散控制系统的特点三、分散控制系统的主要硬件简介四、分散控制系统的软件简介五、重庆电厂DCS操作系统画面设置简介,60/79,一、大型单元机组控制系统概貌,火力发电厂大型单元机组控制系统的设计主要着重于控制（Control）、报警（Alarm）、监测（Monitor）、保护（Protect）四大功能，简称CAMP。为了实现这四个方面的功能，大型单元机
26、组一般配有以下控制系统：（1）数据采集系统（DAS）；（2）协调控制系统（CCS）；（3）锅炉控制系统，其中包括：锅炉燃烧、汽温、给水等模拟量控制系统（MCS），辅机顺控系统（SCS），以及锅炉炉膛安全监控系统或称锅炉燃烧管理系统（FSSS或BMS）；（4）汽机数字电液调节系统（ DEH）。除上述几大系统以外，主要辅机系统还有旁路控制系统（BP）、上煤系统以及安全保护系统等。,61/79,1、数据采集系统,随着单元机组容量的增加，运行中需要监视、操作和调整的参数数目也木断增加，这就需要由数据采集系统对所有模拟量（包括压力、温度、流量、料位等）、开关量以及设备运行方式实时地进行周期性扫描采样，并
27、将采集的信息进行一定的加工处理。 通常数据采集系统具有以下功能：CRT显示功能；越限报警制表功能；事故序列打印及事故追忆打印功能；性能计算功能；操作指导功能。,62/79,协调控制系统在热工自动化系统中占主导地位，它包括负荷主控站和机、炉主控制器，是机、炉各子系统的指挥机构，接受负荷指令信号，通过负荷指令处理装置和机护协调控制装置，指挥着汽机数字电液调节系统、锅炉控制系统以及其它各子系统协调动作，以满足电网对负荷的要求并保证机组的稳定远行。 功能：（1）根据机组运行状态和电网对机组的负荷要求选择不同的负荷指令；（2）限制负荷指令的变化率；（3）进行机组最大可能出力的计算，限制负荷的最大和最小幅
28、值；（4）具有RUNBACK功能；（5）根据机组运行状态，选择不同的运行方式；（6）进行机组实际出力计算，具有闭锁增、迫降、闭锁减、迫升和保持的功能；（7）要求整个自动控制系统有足够的稳定性裕量和较好的整体性；（8）当单元机组与电网事故突然解列时，应该有必要的安全措施，如启动旁路调节系统防止汽机超速等。,2、协调控制系统,63/79,（1）模拟量闭环控制系统燃料控制系统二次风量控制系统炉膛压力控制系统汽温控制系统给水控制系统磨煤机控制系统（2）辅机顺控系统（3）锅炉炉膛安全监控系统,3、锅炉控制系统,64/79,随着单元机组单机容量的增大，对汽机控制系统的自动化水平要求越来越高，目前数字电液调
29、节系统广泛应用。此外，汽机的辅机控制还包括除氧器水位控制、除氧器压力控制及凝汽器热井水位控制和高、低压加热器水位控制等。,4、汽机控制系统,65/79,二、火电厂集散控制系统的特点,DCS，即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。集中式控制系统只需要一台计算机以及有关的I0设备和CRT、键盘、打印机等外部设备即可完成系统功能，而DCS则一般要由四个基本部分组成，即系统网络、现场I0控制站、操作员站和
30、工程师站。在 DCS中，现场 10控制站、操作员站和工程师站都是由独立的计算机构成的，它们分别完成数据采集、控制、监视、报警、记录；系统组态、系统管理等功能。这些完成特定功能的计算机都被称为“节点”，而所有这些节点又都通过系统网络连接在一起，成为一个完整统一的系统，以此来实现分散控制和集中监视、集中操作的目标。,66/79,DCS的骨架系统网络，它是DCS的基础和核心。实时性 可靠性在线网络重构功能DCS的现场I0控制站，是一种完成对过程现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC）功能的网络节点。将各种现场发生的过程量进行数字化，并将这些数字化后的过程量存在存储器中，形成一个与现场过程量一致的、
31、能一一对应的、并按实际运行情况实时地改变和更新的现场过程量的实时映象；将本站采集到的实时数据通过系统网络送到操作员站、工程师站及其它现场I/0控制站，以便实现全系统范围内的监督和控制，同时现场 I0控制站还可接收由操作员站、工程师站下发的信息，以实现对现场的人工控制或对本站的参数设定；在本站实现局部自动控制、回路的计算及闭环控制、顺序控制等，这些算法一般是一些经典的算法，也可通过工程师站下装非标准算法和复杂算法。,67/79,DCS的操作员站，是处理一切与运行操作有关的人机界面功能的网络节点。主要功能就是为系统的运行操作人员提供人机界面，使操作员可以通过操作员站及时全面地了解现场运行状态、各种
32、运行参数的当前值、是否有异常情况发生等。并可通过操作员站的输入设备对工艺过程进行控制和调节，以保证生产过程的安全、可靠、高效、高质。操作员站除了可以监视生产过程的运行状态，还可以监视控制系统本身各个设备的运行状态，如测量和控制设备是否正常和完好，因此操作员站又可以提供系统管理的功能。DCS的工程师站，是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点。其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状
33、态之下。,68/79,第一，是系统功能的分解。 第二，是处理对象的分解。,图3-1 典型的DCS系统结构,69/79,三、分散控制系统的主要硬件简介,1、过程控制设备 功能：在分散控制系统中，过程控制设备是最基层（直接控制级）的自动化设备，它接受来自现场的各种检测仪表传送的过程信号，对过程信号进行实时的数据采集、噪声滤除、补偿运算、非线性校正、标度变换等处理，并可按要求进行累积量的计算、上下限报警以及测量值和报警位向通信网络的传输。同时，它也用来接受上层通信网络传来的控制指令，并根据过程控制的要求进行控制运算，输出驱动现场执行机构的各种控制信号，实现对生产过程的数字直接控制，满足生产中连续控制
34、、逻辑控制、顺序控制等的需要。过程控制设备还具有接受各种手动操作信号，实现手动操作的功能。,70/79,过程控制设备的品种： 用于过程控制级的设备有两类品种：一是分散控制系统自身的“现场控制单元”，二是可纳入分散系统中应用的其它独立产品可编程逻辑控制器（PLC）、可编程调节器等。,71/79,2、人机接口设备 人机接口设备是人与系统互通信息、交互作用的设备，包括输入设备和输出设备。分散控制系统的人机接口设备一般有两种形式，一种是以CRT为基础的显示操作站，从它的功能上看又可划分为操作员接口站（Operator Interface Station，简称OIS）、工程师工作站（Engineerin
35、g Working Station，简称 EWS）等；另一种是具有显示操作的功能仪表。如组态调整装置 、就地操作表 、手动自动站 、数字量操作站 、以PC机为基础的监控站 等。,72/79,图32 手动/自动站,图33 数字量操作站（虚线为操作设备的按键）,73/79,3、系统通信设备数据通讯是分散控制系统的重要组成部分之一，它将生产过程的检测、监视、控制、操作、管理等各种功能有机的组成一个完整实体。在分散控制系统中，数据通信必须满足过程控制可靠性、实时性和广泛的适用性的基本要求。这部分主要包含通信接口和通信介质两大类。通信接口是分散控制系统必备的基本硬件，大家可以把它理解为我们计算机网络上的
36、RS232串口、打印并口及其连接器，网卡，modem，中继器，集线器，网桥等。作用为连接分散控制系统各节点（现场控制单元、操作员接口站、工程师工作站、其他计算机），并提供对网络的访问功能。通信介质是连接系统各个站点进行信号传输的物理通道。分散控制系统中数据通信普遍采用的通信介质有：双绞线，50同轴电缆，光缆等，,74/79,四、DCS的软件简介,分散在制系统的软件示意图,75/79,按软件对应的硬件分类，可分为下列三类：1、现场控制软件：对应于分散控制系统的现场控制单元和可编程序控制器（PLC），这部分软件主要包括：过程数据采集和处理、控制运算、控制输出、数据表示（实时数据库）等软件。这类软件
37、又可分为两类：（1）采用高级语言编制的程序。（2）采用梯形图逻辑语言门或功能顺序表的方法来编制控制程序。2、工作站软件：它对应于操作员接口站、工程师工作站、观察站、历史站、记录站等上位操作管理计算机系统，这部分软件主要包括；（1） 实时多任务操作系统；（2） 系统通用软件；（3）各种高级语言软件；（4） 历史数据存储、过程画面显示和管理、报警信息管理、生产记录报表管理和打印、参数列表显示、人机接口控制、实时数据处理等软件；（5） 诊断软件、系统组态软件等等。3、网络通信软件：对应计算机的通信接口、控制设备的通信接口、网络匹配器和通信线路等。这部分的软件配置主要是网络软件。,76/79,如重庆电
38、厂MAX-1000：固化在系统内的软件：在分散处理单元DPU中固化有功能完善的库，每个DPU中有30种控制功能块和24种数据功能块，可从中选择32个控制块和248个数据块运行 管理软件：（1）工程师站采用UNIX多用户操作系统和INF0RMIX的关系数据库管理系统；（2）MSDOS、WINDOWS系统支待DATAVUE彩色图形软件运行 工具软件：（1）DATAVUE彩色图形软件；（2）图形库（可在库中加入自行开发的图块）（3）提供C、FORTRAN、EXCEL等语言环境具有44个C语言子程序和39个FORTRAN语言子程序的程序库；（4）具有完善的汉化功能软件,77/79,五、重庆电厂DCS操
39、作系统画面设置简介 1、锅炉部分系统画面：过热器系统、再热器系统、一次风系统、二次风系统、制粉系统、燃烧系统、蒸汽加热系统、排污系统、燃油系统、暖风器系统、锅炉主要参数、滑参数启动曲线、滑参数停炉曲线、燃烧优化系统，共14幅。控制画面：主控制、送风控制、引风控制、燃烧控制、主汽温控制、再热汽温控制、给水控制、燃烧器壁温控制、底部加热控制、暖风器控制等10幅。,78/79,系统画面：主蒸汽系统、再热蒸汽系统、高加组汽水系统、给水系统、夹层、法兰加热系统，凝结水系统、凝汽器真空系统、汽机低加疏水系统、汽机润滑油系统、循环水系统、轴封供汽系统、发电机氢油水系统、辅汽除氧器系统、汽机主要参数（一）、汽机主要参数（二）等15幅。控制画面：除氧器控制、单冲量控制、高加水位控制、低加水位控制、轴封调节控制、给水泵轴封差压调节控制等6幅控制画面，其中单冲量控制包括：发电机氢冷温度调节、FGD供汽压力调节、凝结器补水控制、辅助蒸汽联箱压力控制。,2、汽机部分,79/79,谢 谢！欢迎您提出宝贵意见！,
