【正文】 )=r(t)y(t) （式－ 1） e (t)作為 PID控制的輸入， u(t)作為 PID控制器的輸出和被控對(duì)象的輸入。 將偏差的比例（ Proportion）、積分（ Integral）和微分（ Differential）通過線性組合構(gòu)成控制量，用這一控制量對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，這樣的控制器稱 PID控制器。 在編程或修改完成之后，系統(tǒng)組態(tài)程序應(yīng)能通過數(shù)據(jù)高速公路裝入到各有關(guān)處理模件而不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行；所有程控邏輯的修改都在系統(tǒng)內(nèi)完成，而無需使用外部硬接線、專用開 關(guān)或其它替代物作為邏輯的組態(tài)輸入；應(yīng)提供方便查閱歷史數(shù)據(jù)的工具軟件；應(yīng)設(shè)計(jì)有對(duì)報(bào)警歷史、操作員操作歷史的記錄和查閱程度包；應(yīng)提供對(duì)事故順序記錄的主錄和查閱程序包；系統(tǒng)應(yīng)有對(duì)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的記錄和查閱功能，對(duì)于一般過程點(diǎn)應(yīng)能精確到一秒，重要事件應(yīng)能記錄到毫秒級(jí)。 系統(tǒng)接地 DCS的系統(tǒng)接地必須嚴(yán)格遵守技術(shù)要求，所有進(jìn)入 DCS系統(tǒng)控制信號(hào)的電纜必須采用質(zhì)量合格的屏蔽電纜，且有良好的單端接地； DCS系統(tǒng)與電力系統(tǒng)共用一個(gè)接地網(wǎng)時(shí)，控制系統(tǒng)接地線與電氣接地網(wǎng)只允許有一個(gè)連接點(diǎn)，且接地電阻應(yīng)小于 ；重 點(diǎn)處理好兩種接地：保護(hù)地 (CG)和屏蔽地 (AG)。當(dāng) DCS 系統(tǒng)通訊發(fā)生故障或運(yùn)行操作員 19 站和 LCD全部故障時(shí)，應(yīng)能確保安全停機(jī)，當(dāng)控制器單元發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)能保證穩(wěn)定負(fù)荷下安全停機(jī)。單一故障不應(yīng)引起鍋爐或汽機(jī) /發(fā)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)作或拒動(dòng)作。 十三、 DCS 系統(tǒng)設(shè)計(jì) DCS 系統(tǒng)配置應(yīng)能滿足機(jī)組任何工況下的監(jiān)控要求 (包括緊急故障處理 )， CPU負(fù)荷率應(yīng)控制在設(shè)計(jì)指標(biāo)之內(nèi)并留有裕度；所有站的 CPU負(fù)荷率在惡劣工況下不得超過 60％，所有計(jì)算站、數(shù)據(jù)管理站、操作員站、歷史站等的 CPU 負(fù)荷率在惡劣工況下不得超過 40％ ；控制站、操作員站、計(jì)算站、數(shù)據(jù)管理站、歷史站或服務(wù)器脫網(wǎng)、離線、死機(jī)，在其它操作員監(jiān)視器上應(yīng)設(shè)有醒目的報(bào)警功能，或在控制室內(nèi)設(shè)有獨(dú)立于 DCS系統(tǒng)之外的聲光報(bào)警； DCS應(yīng)采用合適的冗余配置和直至卡件的自診 斷功能，使其具有高度的可靠性，系統(tǒng)的任何一個(gè)組件發(fā)生故障均不影響整個(gè)系統(tǒng)工作。 出于安全的原因，在此次設(shè)計(jì)中使用 VBD 氣動(dòng)端面密封蝶閥， VBD 氣動(dòng)端面密封蝶閥是一種重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的后座式端面密封蝶閥。 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)可以分為兩部分，上面是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，下面是調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。 圖 中的 4～ 20mA 輸出信號(hào)通過 精密電阻轉(zhuǎn)化為 1～ 5V 電壓反饋到控制器的輸入端，使控制器形成了自閉系統(tǒng)，提高了控制器的運(yùn)算精度。手動(dòng)電路和保持電路附于比例積分微分電路之中，手動(dòng)電路可實(shí)現(xiàn)軟手動(dòng)和硬手動(dòng)兩種操作，當(dāng)處于軟手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，用手指按下軟手動(dòng)操作鍵，使控制器輸出積分式上升或下降，當(dāng)手指離開操作鍵時(shí)，控制器的輸出值保持在手指離開前瞬間的數(shù)值上，當(dāng)控制器處于硬手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)硬手動(dòng)操作桿，能使控制器的輸出快速改變到需要的 17 數(shù)值，只要操作桿不動(dòng)，就保持這一數(shù)值不變。 控制器的輸入信號(hào)為 1～ 5V的測(cè)量 信號(hào)。該產(chǎn)品采用特制的防水通氣電纜。它在工作時(shí)可以通過現(xiàn)場(chǎng)按鍵來進(jìn)行常規(guī)的設(shè)定操作。導(dǎo)管內(nèi)裝有測(cè)量元件，它可以在外磁作用下將被測(cè)液位信號(hào)轉(zhuǎn)換成正比于液位變化的電阻信號(hào)，并將電子單元轉(zhuǎn)換成 4～ 20mA或其它標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。 液位傳感器原理：用靜壓測(cè)量原理 —— 當(dāng)液位變送器投入到被測(cè)液體中某一深度時(shí)，傳感器迎液面受到的壓力公式為：Ρ =ρ . + Po 式中： P：變送器迎液面所受壓力 ρ：被測(cè)液體密度 g：當(dāng)?shù)刂亓铀俣? Po：液面上大氣壓 H：變送器投入液體的深度 同時(shí)，通過導(dǎo)氣不銹鋼將液體的壓 力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓 Po與傳感器的負(fù)壓腔相連，以抵消傳感器背面的 Po，使傳感器測(cè)得壓力為：ρ .，顯然 ,通過測(cè)取壓力 P，可以得到液位深度。 十一、變送器的選擇 液位變送器，可稱為液位計(jì)的顯示儀表，可簡(jiǎn)稱為液位計(jì)，不包含其液位傳感器的部件。為了保證系統(tǒng)有較好的流通能力，需要是控制閥兩端的壓降在整個(gè)管線的總壓降占有較大的比例。 執(zhí)行器是自動(dòng)控制系統(tǒng)中不可缺少的重要設(shè)備。氣動(dòng)活塞式執(zhí)行器由氣缸內(nèi)的活塞輸出推力，并容易制造成長(zhǎng)行程的執(zhí)行器。此外，還有 DDZ— S型智能電動(dòng)執(zhí)行器等。而且本身也可智能化 (內(nèi)裝微處理機(jī) )，智能電動(dòng)執(zhí)行器是執(zhí)行器的發(fā)展方向。 (2)可以遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)，電纜的安裝比氣管方便。在火電廠中，氣動(dòng)和電動(dòng)使用較多，液動(dòng)使用較少。將其進(jìn)行功率放大，并轉(zhuǎn)換為輸出軸相應(yīng)的轉(zhuǎn)角或直線位移，連續(xù)或斷續(xù)地推動(dòng)各種控制機(jī)構(gòu)。K∫為比例積分調(diào)節(jié)器 (或比例積分調(diào)節(jié)模塊 )，即 PI調(diào)節(jié)器（模塊），它接受Δ輸出的差值信號(hào)，并進(jìn)行 PI 計(jì)算； T 為手 動(dòng) /自動(dòng)切換開 12 關(guān)；左側(cè)的 A 為模擬信號(hào)發(fā)生器，當(dāng) T 打到手動(dòng)時(shí)改變 A 的輸出，就可以改變閥門開度；右側(cè)的 A 也為模擬信號(hào)發(fā)生器，改變 A 的輸出，可改變凝汽器水位設(shè)定值； V≯為速率限制器，它對(duì)運(yùn)行人員手動(dòng)設(shè)定的凝汽器水位給定值進(jìn)行速率限制，防止當(dāng)水位給定值變化大時(shí)，引起凝汽器水位大幅波動(dòng)； f(x)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受 PI的調(diào)節(jié)指令控制補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥的開度。 化補(bǔ)水閥的自動(dòng)控制 由除氧器水位、凝汽器水位的值作為除氧器水位的控制信息，當(dāng)除氧器水與 凝汽器水位的值小于整定值時(shí)，控制器 3 會(huì)自動(dòng)打開補(bǔ)水閥，如圖 4b 所示。當(dāng)凝汽器水位水位高于 1000mm時(shí)，打開凝汽器水位調(diào)節(jié)閥，使多余的凝結(jié)水流回凝結(jié)水補(bǔ)水箱。保證整個(gè)控制過程的線性。當(dāng)?shù)拓?fù)荷凝結(jié)水調(diào)門開至 10 85％時(shí)，高負(fù)荷凝結(jié)水調(diào)門已經(jīng)開始開啟。所以一部分已被凝泵升壓的凝結(jié)水通過凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)門向凝汽器補(bǔ)水。自動(dòng) /手動(dòng)控制站輸出信號(hào)經(jīng)F（ x）進(jìn)行閥門重疊度修正后分別送到就地 三個(gè)調(diào)門。 五、凝汽器水位自動(dòng)控制 凝汽器水位自動(dòng)控制的目的 目的是把凝汽器熱井中的水位維持在所需的水平。在手動(dòng)狀態(tài)下， M/A1用于控制補(bǔ)水箱向凝汽器補(bǔ)水的補(bǔ)水調(diào)節(jié)門， M/A2 用于控制凝汽器向補(bǔ)水箱放水的回水調(diào)節(jié)門。一般的調(diào)節(jié)方法是：當(dāng)凝汽器水位低時(shí)，先關(guān)小凝汽器向補(bǔ)水箱的回水閥門，如果水位尚沒恢復(fù)，再開大補(bǔ)水箱向凝汽器的補(bǔ)水閥門；當(dāng)水位凝汽器高時(shí)，先關(guān)小補(bǔ)水箱向凝汽器的補(bǔ)水調(diào)節(jié)門，若水位不能恢復(fù)正常，再開大凝汽器向補(bǔ)水箱的回水調(diào)節(jié)閥門，補(bǔ)水箱水位低時(shí)，開化學(xué)水至補(bǔ)水箱補(bǔ)水門，由于正常運(yùn)行時(shí)，補(bǔ)水箱壓力比凝汽器壓力高，所以閘水門在凝結(jié)水泵后。凝汽器水位過高會(huì)影響凝汽器真空，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使汽輪機(jī)低壓缸進(jìn)水，凝汽器水位過低，將危及凝汽器水位的安全運(yùn)行和整個(gè)熱力系統(tǒng)的水循環(huán)。 采用帶遠(yuǎn)傳毛細(xì)管配件的差壓變送器可以用遠(yuǎn)傳檢測(cè)頭直接在被測(cè)點(diǎn)檢測(cè)，將感受到的壓力通過毛細(xì)管傳送到變送器膜盒內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。 凝汽器水位控制的任務(wù)是凝汽器水輸出量，維持凝汽器水熱水井的水位在允許范圍內(nèi)，在內(nèi)外擾動(dòng)下，對(duì)象動(dòng)態(tài)特性均沒有自平衡能力，飛升速度較快，遲延不大。圖 1為凝汽器的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)汽輪機(jī)的排汽與凝汽器銅管外表面接觸時(shí)，因受到銅管內(nèi)水流的冷卻，放出汽化潛熱變成凝結(jié)水，所放潛熱通過銅管管壁不斷的傳給循環(huán)冷卻水并被帶走。蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)完成一個(gè)膨脹過程后，在凝結(jié)過程中，排汽體積急劇縮小，原來被蒸汽充滿的空間形成了高度真空。本課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是，內(nèi)容所涉及的知識(shí)面較一般習(xí)題廣，有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和綜合性，在運(yùn)算、繪圖、編寫設(shè)計(jì)文本方面有較高的要求。 要求 本課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生根據(jù)課程涉及的相關(guān)內(nèi)容與方法，結(jié)合實(shí)際背景，系統(tǒng)解決實(shí)際問題。通過借助計(jì)算機(jī)技術(shù)可以對(duì)凝汽器建立數(shù)學(xué)模型，通過仿真實(shí)驗(yàn)研究，確切地掌握凝汽器的動(dòng)態(tài)特性規(guī)律，了解凝汽器的運(yùn)行特性從而 提高其運(yùn)行水平。提高大型凝汽器經(jīng)濟(jì)性的途徑，除了提高設(shè)計(jì)制造和安裝水平之外，更重要的是掌握凝汽器的動(dòng)態(tài)特性，保證凝汽器運(yùn)行的高可靠性和處于最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生能結(jié)合實(shí)際背景，應(yīng)該已學(xué)理論，解決實(shí)際問題，從而培養(yǎng)學(xué)生資料查閱能力、繪圖能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力、系統(tǒng)解決問題的邏輯思維能力等，為今后從事相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。