【正文】 由電網(wǎng)調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控自動(dòng)控制時(shí)，則稱為自動(dòng)發(fā)電控制（ AGC）。 廠級(jí)實(shí)時(shí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（ Supervisory Information System in Plant Level，簡(jiǎn)稱 SIS） SIS是發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和電力市場(chǎng)交易信息網(wǎng)絡(luò)化的中間環(huán)節(jié)，是發(fā)電企業(yè)實(shí)現(xiàn)發(fā)電生產(chǎn)到市場(chǎng)交易的中間控制層，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程控制和生產(chǎn)信息管理一體化的核心，是承上啟下實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)的控制樞紐。 DAS：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（ data acquisition system） 又稱為計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其基本功能是對(duì)機(jī)組整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行在線檢測(cè)，經(jīng)處理運(yùn)算后以 CRT畫(huà)面形式提供給運(yùn)行人員。 BPS：旁路控制系統(tǒng)（ bypass control system， BPS） 大型中間再熱式機(jī)組一般都設(shè)置旁路熱力系統(tǒng)，其目的是在機(jī)組啟、停過(guò)程中協(xié)調(diào)機(jī)、爐的動(dòng)作，回收工質(zhì)，保護(hù)再熱器等。順序控制也稱程序控制，在發(fā)電廠中主要用于主機(jī)或輔機(jī)的自動(dòng)啟停程序控制，以及輔助系統(tǒng)的程序控制。 FSSS：鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（ furnace safeguard supervisory system， FSSS）或稱燃燒器管理系統(tǒng)（ burner management system， BMS） 爐膛安全監(jiān)視系統(tǒng)包括爐膛火焰監(jiān)視，爐膛壓力監(jiān)視，爐膛吹掃，自動(dòng)點(diǎn)火，燃燒器自動(dòng)切換，緊急情況下的主燃料跳閘等。 主要自動(dòng)化系統(tǒng) CCS：?jiǎn)卧獧C(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（ coordination control system， CCS） 協(xié)調(diào)控制是基于機(jī)、爐的動(dòng)態(tài)特性，應(yīng)用多變量控制理論形成若干不同形式的控制策略，在機(jī)、爐控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上組織的高一級(jí)機(jī)、爐主控系統(tǒng)。 2）多回路控制系統(tǒng)：具有一個(gè)以上的閉合回路，控制器 (調(diào)節(jié)器 )除接受被控量反饋信號(hào)外，還有另外的輸出信號(hào)直接或間接地反饋到控制器的輸入端。 按閉合回路的數(shù)目分類(lèi) 1）單回路控制系統(tǒng)：只有一個(gè)被控量信號(hào)反饋到控制器的輸入端。特點(diǎn)是按擾動(dòng)進(jìn)行控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度差，只能克服單一擾動(dòng)。由于控制作用落后于干擾，因此相對(duì)來(lái)講控制不及時(shí)。被控量與給定量有偏差，控制設(shè)備就要對(duì)控制對(duì)象施加作用，直到被控量符合要求為止。 輔機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng) 輔機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)主要有除氧給水系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)等。 為了實(shí)現(xiàn)上述調(diào)節(jié)任務(wù)，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，組成以下幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的調(diào)節(jié)系統(tǒng)： 1）給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)； 2）過(guò)熱蒸汽（和再熱蒸汽）溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)； 3）燃燒過(guò)程自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括燃料量調(diào)節(jié)、送風(fēng)量調(diào)節(jié)、引風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。自動(dòng)控制的任務(wù)是使鍋爐、汽輪機(jī)適應(yīng)負(fù)荷的需要，同時(shí)又能在安全、經(jīng)濟(jì)的工況下運(yùn)行。 4）自動(dòng)操縱（包括遠(yuǎn)方控制、程序控制或順序控制）：根據(jù)預(yù)先規(guī)定的程序或條件自動(dòng)地對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行某種周期性操作，把操作人員從重復(fù)性勞動(dòng)中解放出來(lái)。 3）自動(dòng)保護(hù)：熱力設(shè)備發(fā)生異常甚至發(fā)生事故時(shí)，為確保生產(chǎn)的安全，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，需要對(duì)某些關(guān)鍵性參數(shù)設(shè)置信號(hào)、聯(lián)鎖裝置，事故發(fā)生前，信號(hào)系統(tǒng)能發(fā)出聲、光信號(hào)，提醒操作人員采取措施。自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備必須具備檢測(cè)、定值、運(yùn)算、執(zhí)行等功能。 熱力生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的組成 1）自動(dòng)檢測(cè)：對(duì)反映熱力生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行狀態(tài)的物理量、化學(xué)量以及表征設(shè)備工作狀況的參數(shù)自動(dòng)地檢查、測(cè)量和監(jiān)視。分 散 控 制 系 統(tǒng) （ 自動(dòng)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)） 華北電力大學(xué) 自動(dòng)化系 概述 自動(dòng)控制的概念 在熱力生產(chǎn)設(shè)備上配置一些自動(dòng)化裝置，代替人的部分直接勞動(dòng)，使生產(chǎn)在不同程度上自動(dòng)地進(jìn)行。這種在無(wú)人直接參與的情況下，由自動(dòng)化儀表和裝置來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程的辦法就稱為熱力過(guò)程自動(dòng)化。 2）自動(dòng)調(diào)節(jié)：自動(dòng)調(diào)節(jié)就是依靠自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)作用。熱力設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，要求某些表征熱力設(shè)備正常工作的物理量始終維持在某一規(guī)定值或預(yù)定范圍內(nèi)、按預(yù)定的規(guī)律來(lái)變化，生產(chǎn)過(guò)程經(jīng)常受到各種干擾，使被調(diào)量偏離規(guī)定值，需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié) ，使之保持或恢復(fù)到規(guī)定的范圍內(nèi)，保證生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定。是一種安全裝置。 熱力生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng) 熱力生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化主要包括鍋爐、汽輪機(jī)及其輔助設(shè)備的自動(dòng)控制。 鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)，鍋爐自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù)主要有： 1）使鍋爐供給的蒸汽量適應(yīng)負(fù)荷變化的需要； 2）使鍋爐供給的蒸汽壓力保持一定范圍內(nèi)； 3）使過(guò)熱蒸汽（和再熱蒸汽）溫度在一定范圍內(nèi)； 4）保持汽包水位在一定范圍（直流爐無(wú)）； 5）保持燃燒的經(jīng)濟(jì)性； 6）保持爐膛負(fù)壓在一定范圍內(nèi)。 汽機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng) 汽輪機(jī)自控系統(tǒng)主要有功率 — 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及超速保護(hù)，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，生產(chǎn)對(duì)汽輪機(jī)維持一定的轉(zhuǎn)速和適應(yīng)負(fù)荷變化的要求都很?chē)?yán)格，人工操作無(wú)法滿足這樣的要求汽輪機(jī)的自控屬于汽輪機(jī)專(zhuān)業(yè)的范疇。 熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)組成與分類(lèi) 自控系統(tǒng)一般由以下幾部分組成： 受控對(duì)象（過(guò)程）：在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，工藝變量需要控制的生產(chǎn)過(guò)程、設(shè)備或機(jī)械等，如汽輪機(jī)、過(guò)熱器等； 被控變量：表征其工作狀態(tài)的物理量，如汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、主汽溫度等； 測(cè)量變送：對(duì)被控量進(jìn)行測(cè)量（轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)）的裝置，例如壓力變送器、熱電阻、熱電偶等； 調(diào)節(jié)器：把測(cè)定值和設(shè)定值進(jìn)行比較運(yùn)算，并輸出控制指令的裝置； 執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）：把調(diào)節(jié)器的指令成比例地轉(zhuǎn)換為直線或角位移地裝置； 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi) 按控制方式分類(lèi) 1）閉環(huán)控制系統(tǒng)（也稱反饋控制系統(tǒng)）：被控量信號(hào)反饋到控制設(shè)備的輸入端，成為控制設(shè)備生產(chǎn)控制作用的依據(jù)。 閉環(huán)控制系統(tǒng)基于偏差進(jìn)行控制，消除偏差，可克服各種擾動(dòng)對(duì)被控量的影響。 a)定值控制系統(tǒng) b)隨動(dòng)控制系統(tǒng) c)程序控制系統(tǒng) 2）開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)（也稱前饋控制系統(tǒng)）：控制設(shè)備和控制對(duì)象在信號(hào)關(guān)系上沒(méi)有形成閉合回路的控制系統(tǒng)，其被控量沒(méi)有反饋到控制設(shè)備的輸入端。 3）復(fù)合控制系統(tǒng)：開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制組合的一種控制系統(tǒng)。形成一個(gè)閉合回路。例如串級(jí)控制系統(tǒng)和導(dǎo)前微分控制系統(tǒng)都是雙回路控制系統(tǒng)。它是單元機(jī)組自動(dòng)控制的核心內(nèi)容。 SCS：順序控制系統(tǒng)（ sequence control system） 按照生產(chǎn)過(guò)程工藝要求預(yù)先擬定的順序，有計(jì)劃、有步驟、自動(dòng)地對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行一系列操作的系統(tǒng)，稱之為順序控制系統(tǒng)。 DEH：汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)（ digital electric hydraulic system） 汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)是汽輪發(fā)電機(jī)組的重要組成部分，除完成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、功率及機(jī)前壓力的控制外，還可實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟停過(guò)程及故障時(shí)的控制和保護(hù)。完備的旁路控制系統(tǒng)是充分發(fā)揮旁路系統(tǒng)功能的前提。該系統(tǒng)可進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，制表打印，性能指標(biāo)計(jì)算，事件順序記錄，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及操作指導(dǎo)等。 實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控 實(shí)時(shí)處理全廠經(jīng)濟(jì)信息和成本核算 競(jìng)價(jià)上網(wǎng)處理系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)機(jī)組之間的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配 機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)估及運(yùn)行操作指導(dǎo) AGC：自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)，（ automatic generation control System， AGC） 由于調(diào)速器為有差調(diào)節(jié)，因此對(duì)于變化幅度較大、周期較長(zhǎng)的變動(dòng)負(fù)荷分量，需要通過(guò)改變汽輪發(fā)電機(jī)組的同步器來(lái)實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)平移調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)靜態(tài)特性，從而改變汽輪發(fā)電機(jī)組的出力來(lái)達(dá)到調(diào)頻的目的，稱為二次調(diào)整。 過(guò)程控制系統(tǒng)的性能指標(biāo) 單項(xiàng)性能指標(biāo) 衰減率、超調(diào)量、穩(wěn)態(tài)誤差、調(diào)節(jié)時(shí)間 控制器 廣義被控對(duì)象 給定值 被調(diào)量 穩(wěn)態(tài) 穩(wěn)態(tài) 動(dòng)態(tài) 控制要求 安全性 積極性 穩(wěn)定性 評(píng)價(jià)指標(biāo) 穩(wěn)定性 準(zhǔn)確性 快速性 控制器 廣義對(duì)象 + 給定 被調(diào)量 y1 y3 y∞ ess ts 單項(xiàng)性能指標(biāo) 衰減率 : ψ= 超調(diào)量 : σ= 穩(wěn)態(tài)誤差 : ess=y∞r(nóng) 調(diào)節(jié)時(shí)間 : ts(進(jìn)入穩(wěn)態(tài)值 5%范圍內(nèi) ） 131y yy1 100%yy??r 單項(xiàng)性能指標(biāo) 衰減率 ψ : 反映了系統(tǒng)穩(wěn)定性 超調(diào)量 σ : 反映了動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確性 穩(wěn)態(tài)誤差 ess: 反映了靜態(tài)準(zhǔn)確性 調(diào)節(jié)時(shí)間 ts : 反映了快速型 一般 對(duì)定值系統(tǒng)衰減率要求為 75% 對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)衰減率要求為 90% 熱工對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性 典型自衡對(duì)象傳遞函數(shù)表達(dá)式 典型非自衡對(duì)象傳遞函數(shù)表達(dá)式 1 Κρ = ε =K Τ響 應(yīng)自 衡 率 速 度τ sKG ( s ) = eT s + 1τ s1G ( s ) = eTsτ TKTτ1ε =T響 應(yīng) 速 度熱工對(duì)象具有以下特點(diǎn)： （ 1）被調(diào)量的變化大多是不振蕩的。 （ 3）在響應(yīng)曲線的最后階段，被調(diào)量可能達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)（對(duì)象有自平衡能力），也可能不斷變化而無(wú)法進(jìn)入平衡狀態(tài)（對(duì)象無(wú)自平衡能力）。 階躍響應(yīng)曲線求取對(duì)象傳遞函數(shù) 時(shí)域法是目前應(yīng)用最多的一種方法，其主要內(nèi)容是：給對(duì)象人為加一階躍擾動(dòng)，記錄下響應(yīng)曲線，然后根據(jù)該響應(yīng)曲線求取對(duì)象的傳遞函數(shù)。階躍響應(yīng)曲線能比較直觀的反映對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性；其次特征參數(shù)直接取自記錄曲線而無(wú)需經(jīng)過(guò)中間轉(zhuǎn)換，試驗(yàn)方法也很簡(jiǎn)單。 2 確定自衡對(duì)象傳遞函數(shù) τsKeG (s) = T s + 1 τ s τ sn12Ke KeG( s) = G( s) =( T s + 1 ) ( T s + 1 ) ( Ts + 1 )或典型自衡過(guò)程： 一階慣性環(huán)節(jié) 用有理分式表示的傳遞函數(shù) 選擇哪種傳遞函數(shù)的形式，可依據(jù)以下兩點(diǎn)： 對(duì)被控對(duì)象的驗(yàn)前知識(shí)的掌握 對(duì)建立數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確性的要求 二階或 n階慣性環(huán)節(jié) KT