热工自动控制系统
一、 教材
热工控制系统 华北电力大学 边立秀等编 中国电力出版社 http://61.155.6.178/zyf 密码：200803Y 二、 主要参考书
0：超超临界机组控制设备及系统 肖大雏 主编 化学工业出版社 2007年 1． 陈来九：热工过程自动调节原理与应用 第三章 第七章 2． 电子书：热工过程自动控制 杨献勇主编 清华大学出版社 3． 《热工自动控制系统》 华北电力大学 李遵基 4． 《热工自动控制系统》 东北电院 张玉铎、王满稼 三、课程主要内容
1．简单介绍单回路反馈系统（复习） (1) 基本调节作用 (2) 工业调节器
(3) 调节器参数的整定
2．重点介绍电厂热工过程自动控制系统，包括汽温、给水、燃烧自动控制
3．介绍单元机组负荷（协调）控制系统（直流锅炉自动控制系统以及单元机组给水全程控制系统） 三、 考核方法
1. 期末考试 + 平时成绩。
2. 平时成绩包括：作业，回答问题，出勤，平时答疑，约占10%
第一章 概述
§1-1 火电厂自动控制的发展
控制方式大致经历了三个发展阶段： 1、 独立控制：
机、炉、电各自独立地进行控制，机、炉、电及重要的辅机各自设置一套控制表盘，它们之间无联系。
调节仪表均为大尺寸的较笨重的基地式仪表，由运行人员进行监视与控制。 国外在20-40年代，我国50年代建造的火电厂属该类型。 2、 集中控制：
40年代以后，由于中间再热式汽轮机的出现，使锅炉和汽轮机之间的关系更加密切，为了便于机炉的协调运行和事故处理，将它们的控制盘集中安装在一起，对机炉实行集中控制。集中控制的初级阶段，调节仪表采用电动或汽动单元组合仪表。50年代后，采用组件组装仪表或以微处理机为核心的数字调节器，对机炉进行集中控制。
这里指火电厂生产过程实现最优控制与速度自动化相结合的多级计算机控制，60年代至今，国际上火电厂都朝着这一方向发展，近几年从国外引进的火电厂机组已达到这一水平。
N-90 天生港，利港，石洞口 Infi －90
ProcontrolP 合肥二电厂 Mod-300 北仑港 WDPF 望亭 利港 MAX1000 外高桥电厂
TDC3000 是霍尼维尔(Honey wel)公司的产品。 西门子 、日立 的DCS 等
§1-2 火电厂的主要控制系统
八大系统
1） 协调控制系统（CCS ）Coordinate Control System
基本功能: 接受各类负荷指令，根据设备运行的健康状况，发出机炉主控指令，协调机炉工作，使机组满足外界负荷的需要，同时确保自身参数的稳定。 包括各个子系统（水位，汽温，） 2） 模拟量控制系统(MCS 〕
模拟量控制系统属于闭环控制，是保证机组经济运行、最大限度地减轻运行人员的劳 动强度、机组投入协调控制的重要组成部分。 大型火电机组MCS 系统主要有： (1) 主汽温控制系统、 (2) 主汽压控制系统 (3) 给水控制系统
(4) 除氧器水位控制系统
DPU ：distributed process unit 分散处理单元
水位
汽温：过热，再热 燃烧：煤，风 协调控制
完成各控制任务
3）锅炉安全监控系统（FSSS）Furnace Safeguard Supervisory System
或称燃烧器管理系统（BMS）Burner Management System 包括吹扫，油，燃层启停，MFT（main fuel trip）
燃烧器管理系统又称为炉膛安全监控系统，BMS可以连续监视锅炉在各种运行工况下
的状态，随时进行逻辑判断，通过一系列连锁条件，按预定的逻辑顺序对燃烧设备进行操作和控制，异常时发出报警信号乃至停炉。
BMS包括锅炉保护和燃烧系统顺序控制两部分，其主要功能有：炉膛火焰监视、炉膛
自动吹扫、锅炉点火及燃油控制、锅炉投煤和磨煤机组控制、主燃料跳闸(MR)。
4）顺序控制系统（SCS）Sequence Control System 负责电厂中所有辅机的启停。
顺序控制系统又称为开关量控制或二进制控制系统。主要任务是单元机组的主要辅机
或功能组进行启停控制和连锁保护，以简化运行人员的操作．确保机组启停和运行安全。
主要辅机：送风机、引风机、给水泵、磨煤机等，某一辅机的启停都有一定的顺序和逻辑条件。
功能组:为了实现机组自启停，一般按生产流程将机组的附属设备和系统划分为若干个执行某一特定功能的组，称为功能组。
大型火电机组scs主要有：送风机系统、引风机系统、一次风机系统*，给水泵系统、
循环水系统、汽机疏水系统、冷凝器真空系统、汽机油系统等。
5）汽机数字电液调节系统（DEH）Digital Electricity drain Regulate System 根据外界对电厂的负荷要求，确定汽机调门的开度。
6）汽机安全保护系统（TSS）Turbine Safeguard System
7）旁路控制系统（BCS）Bypass Control System 在变负荷时用
8）数据采集系统（DAS）Data Access System
要实现上述八大系统，特别是CCS，其基础就是锅炉汽机各自的调节系统要完善，因此，本课程主要介绍锅炉的各个子系统，汽温，给水和燃烧系统。另外，还介绍协调控制系统CCS。
§1-3 火电厂自动控制的主要内容和分类
一、内容
1、自动监测：自动的检查和测量反映生产过程运行情况的各种物理量、化学量以及生产设备的工作
状态，以监视生产过程的情况和趋势。
2、顺序控制：根据预先拟定的程序和条件，自动的对设备进行一系列的操作。在火电厂中主要是主
机和辅机的启动和停止。
3、自动保护：在发生事故时，自动采取保护措施，以防止事故的扩大。
4、自动调节：自动维持生产过程在规定的工况下进行。在火电厂中即保证有关参数和流量不超过允
许的范围。
本课程主要讨论自动调节问题，它是属于自动控制内容的一部分，对生产过程的正常进行有很大影响，只要生产过程中受到各种因素的干扰和影响，使工况偏离正常，自动调节就会发挥其功能，以迅速消除干扰，使生产过程恢复正常运行。
二、组成
λ
μ
y
调节机构对象
-
反馈控制器
1
λr 测量单元
反馈控制系统组成结构图
三、 分类
（一）按系统结构特点分类 1．反馈控制系统
2．前馈控制系统 （二）按闭合回路数目
单回路控制系统、多回路控制系统 （三）按给定值信号的特点分类
根据生产过程要求保持的被调量给定值的不同类型可分为：
1．恒值控制系统：在运行时被调量的给定值恒定不变，也就是被调量保持为某一固定数值。这是热工过程自动调节中应用最多的一种自动控制系统。(定值控制）
2．程序控制系统：被调量的给定值是预定的时间函数。例如，在汽轮机启动时，希望转速随时间成一定的函数关系变化，这就要求用程序控制系统。
3．随动控制系统：被调量的给定值决定于某些外来的因素而不是预先拟定的。例如：在汽轮机启动过程中，采用计算机实现机组的最优升速控制。汽机转速的升速率不是预先给定的而是通过计算机按汽温（主蒸汽、再热蒸汽）、汽缸壁温等具体情况再根据机组当时的差膨、振动等情况确定的，它是某个外部条件的控制函数。这样的控制系统称为随动控制系统。
4．比值控制系统：这种系统维持两个变量之间的比值为一定数值。例如：在锅炉的燃烧过程自动控制中，要求空气量的变化随燃料量的变化而成比例变化，这样才能保证经济燃烧。
§1-4 热工自动控制系统的品质指标
一、过渡过程
二、总体指标
稳定性 、准确性、快速性
三、时域指标
静态――
稳态误差：是指被调量的稳态值与给定值之间的长期偏差。它反映了控制系统的调节精度。
动态――
衰减率：经过一个波动周期，被调量波动幅值减少的百分数。
最大动态偏差或超调量：调节过程中被调量偏离给定值的最大暂时偏差。
调节时间：从被调量受到扰动，过程开始变化直到结束所需要的时间。
第二章 热工对象特性及单回路控制系统
§2-1 热工过程的动态特性
上图是最简单的热工过程自动调节系统的方框图。图中调节对象是多输入、单输出（被调量y ）的物理系统，引起y 变化的原因有很多（12,,n x x x μ⋅⋅⋅）,且各输入信号引起y 变化的动态特性
1(),(),()o n W s W s W s ⋅⋅⋅是不同的，这是热工对象的一个特点。
在研究热工对象的动态特性时，必须掌握以下几点： 1、 热工对象是多变量（即多输入、多输出）对象。
这在今后会看到，多变量对象的一个特点就是存在相互作用，有些文献上称为相互关联（interaction ），因此，各输入、输出间必然存在着相互影响，相互干扰，这就是问题复杂化。 2、 了解各种引起被调量变化的原因，并了解其全部动态特性；（如1(),(),()o n W s W s W s ⋅⋅⋅），尤其应了解自动调节器输出（即操作量或调节量μ）作用下调节对象的动态特性()o W s 。
3、 应注意到μ和其它输入信号12,n x x x ⋅⋅⋅不同，调节器输出信号μ在闭合回路内，它对调节系统的性能起决定作用。
4、 有二类热工对象，下面分析它们的特点。
1．特点
（1） 有延迟和惯性----说明变化过程比较慢
（2） 不振荡 注意是对象在阶跃扰动时不振荡，而不是系统不振荡。 （3） 由于曲线较特殊，所以可以通过曲线上的几个特征参数表示。 2．表征热工对象的两组参数及其图上表示
μ
t
t
t
（ｂ）无自平衡能力
0)=K x ∞V
t
（ａ）有自平衡能力
（1） 有自平衡能力对象（ερτ）
τ－延迟时间
ε－响应速度。输入信号阶跃变化量为１时，阶跃响应曲线上被调量的最大变化速度。
0000dy
k x tg βk
dx ε==x x Tc x Tc ==△△△△
响应时间：0a x 1Tc
T ==
εtg βK
=△ ρ－自平衡率 0x 1
ρ=
=K y()
∞V V 提高ρ，则对象的自调节能力提高。当受到某一扰动时，被调量从初始平衡值达到新的平衡值的变化量愈小。
另一组特征参数（c τ,T ,K ），这三个参数均可直接从阶跃响应曲线上测量。
τ－延迟时间
c T －时间常数
K －稳态放大系数
二组参数的关系： c 0a
1
K =
ρ
K tg β1==ε=T x T V
或者
a
1
c a c T T =KT K T =
=εερ
ρ
=
c
τ
T ερτ⇒
=在一定程度上反映了对象的动态特性
（２）无自平衡能力的对象
0ρ=，故用,τε就可以了
τ－意义同上，渐进线与时间轴交点(而非切线）
c a 0a
0tg β1=T =x tg βT x ε=⇒△△
几点说明：（a ）可以统一用ερτ来表示不振荡、单调变化的调节对象。 （b ）虽然不确切，但热工上沿用已久，有其方便之处。 3．二类典型热工对象的数学模型（传递函数） （1） 有自平衡能力的对象
n
0K
W(s)=
(1+T S)
)=K x V t
（ａ）有自平衡
无自平衡能力
（2） 无自平衡能力的对象 n
a
01
W(s)=
T S(1+T S)
提问：1、根据阶跃响应曲线求近似传递函数有哪些方法？有何特点？ 2、表征热工对象动态特性的参数有那两组？其中
c
T
反应了热工对象的什么特性？ 附 ：
针对生产工艺过程 计算量大，模型 理论建模 应用物理、化学定律 结构复杂 建立一组微分方程组求解 确定被控对象动态特性方法
试验建模
响应曲线法：加入特定扰动（阶跃、矩形波），测定对象输出响应曲线，求模型 试验建模 系统辨识法：向被控对象输入白噪声（随机信号），测量输入、输出数据，进行数学处
理获得其数学模型
频域法：试验测定被控对象的频率。
4．控制通道的特征参数对控制质量的影响 (一) 放大系数对控制质量的影响
控制通道K0＝Kp ×K 不同时仿真曲线
(二) 时间常数、迟延时间对控制质量的影响
控制通道T不同时的仿真曲线
控制通道对象阶次n不同时的仿真曲线
对象迟延不同时的仿真曲线
§2-2 基本调节作用
1、比例调节（P ）
p W (s)=Kp u =Kpe(t)
特点：有差调节，可单独使用。（用在简单的控制回路）
Kp
调节过程趋于振荡，但有利于减小被调量的静态偏差和动态偏差；反
之相反。
2、积分调节作用（I ）
I I
K W (s)=
S
I u =K edt 特点：无差调节，但很少单独使用。
I K 可加大调节过程中被调量的动态偏差（静差为0），但增加了调节过程的
振荡。
3、 微分调节作用
D D D
de W (s)=K S u =K dt
特点：微分作用能加强调节的起始动作，比P 、I 提前动作，进一步抑制动态偏差；但不能单独使用。
D K 调节过程起始动作快，有利于减少动差，考虑微分算子对噪声的灵敏性，D K 不能太大。
§2-3 工业调节器
1） 比例调节器P 2） 积分调节器I
3） 比例积分调节器（PI ）
0PI 1i S 11W (S)=S +
=(1+)S δT S
PI 调节具有比例作用及时和积分作用消除稳态偏差的优点，从而克服了单纯比例作用不能消除
稳态偏差和单纯积分作用控制不及时的缺点。
特点：使调节稳态偏差为0，即自动的维持被调量等于给定值，在工业上应用十分广泛。
δ增大
削弱振荡倾向，系统稳定
i T 增大积分作用弱也能削弱系统振荡倾向，但i T 过大使调节过程时间拖得太长；反之相
反。
4） 比例微分调节器（PD ） PD 12d 1
W (S)=S +S S =
(1+T S)δ
特点：由于是在比例调节器基础上添加了微分，因此，具有比例调节的特点，即有差；但由于加入了微分作用（只有选择适当），能减少被调量的动态偏差和调节过程的振荡倾向；但过大的微分作用对调节反而有害。因为此时，微分作用对偏差的反应过于灵敏，使调节过程最后阶段不容易平衡，且干扰的影响增加。
实际比例微分 ,
d PD d d
T S 1W (S)=
(1+)T δ1+S K
d T －微分时间 d K －微分增益
定值扰动试验曲线
５）、比例积分微分调节器（PID ） 20PID 1d i S 11
W (S)=S +
S S (1++T S)S δT S
+= 特点：PI 基础上添加了微分，具有PI 的特点，误差调节；且起始动作比PI 快，只要三个参数配合
得好，可以得到比较好的调节效果。 实际PID ,
d PID d i d
T S 11
W (S)=
(1++)T δT S 1+S K
§2-4 单回路系统的稳定性分析
单回路系统要能应用，必要条件是这个系统必须是稳定的。而系统稳定的充要条件是它的闭环特征方程式的所有根均为负根。（包括实部为负的复根）
特征方程为：a 01+W (S)*W (S)=0
如果特征方程的阶次为2，显然可以直接求出它的根；但当为高阶方程时，直接求根是比较困难的，可通过其它方法来判别根的分布情况。 1、 特征方程为2阶的：
2210a s +a s+a =0
不出现正根的必要条件是210a ,a ,a 必须是正数
定义ζ=
i 0,1a =0ζ=即
12
jw λ
=±
，等幅振荡
ii 01<ζ<,即2
4102a -a a <12jw λα=-±，衰减振荡 iii 1ζ≥,即2
40102a -a a ≥1122,λαλα=-=-
实际的热工过程，调节系统以ii 情况较多，12jw λα=-±，
PID
2k T =
π
ω
-2πm 1M 3M
1M
y -y =
1-e y ψ=
m=
αω=
2、 对高阶系统，特征方程为n n-1
n n-10a s +a s ++a =0⋅⋅⋅，直接求解困难，可通过下列方法：
1）劳斯判据
2）根轨迹法：画出系统中一个参数改变时，特征方程根的变化曲线。 3）奈奎斯特判据
§2-5 单回路系统的工程整定方法
一、 经验法：根据经验进行参数试凑的一种方法（闭环试验）
它首先根据经验设置一组调节器参数，然后将系统投入闭环运行，系统稳定后作阶跃扰动试验，观察调节过程；如果过渡过程不令人满意，则修改调节器参数，再做阶跃扰动试验，观察调节过程；反复上述试验，直到调节过程满意为止。
步骤：1、i d T =,T =0∞，δ大δ→小，定值扰动直到过程满意 2、21δ=1.2δ，i T 大i T →小，定值扰动直到过程满意
αtg β=
ω
3、i T =const ，调节2δ看有无改善，有则再调2δ，否则将比例带减小一些，调i T ，反复试凑，直到满意。
4、取d i 11
T =(
)T 64
:，在适当调δ，i T ，d T ，并尽量保证d i T =const T ，直到满意为止。
二、临界比例带法
将调节器设置成纯比例作用，将系统投入自动运行并将比例带由大到小改变，直到系统产生等幅振荡为止，记下此时的临界比例带K δ以及振荡周期K T ，然后根据经验计算各调节器参数。 1、i d T ,T =0→∞，δ置较大，系统闭环
2、δ↓，直到出现等幅振荡，记下此时的临界比例带K δ以及振荡周期K T
3、查表4-3，P54
K
K i K
K i K d K
P :δ=2δPI :δ=2.2δ,T =0.85T PID :δ=1.7δ,T =0.5T ,T =0.125T
4、将整定参数设置好，做阶跃扰动，观察过程，并作修正。 注意：1）当对象及其他环节已知时，可用计算法，求出K K δ,T
2）对于无自平衡能力对象，这样获取的参数使系统衰减率0.75ψ> 对于有自平衡能力对象，这样获取的参数使系统衰减率0.75ψ<
3）注意系统是否允许等幅振荡，有则惯性大：系统很难得到等幅振荡。 4）有些对象， 形成闭环后，并不是都能形成等幅振荡。 三、衰减曲线法（ 闭环试验）
1、i d T ,T =0→∞，δ较大，系统闭环。
2、做定值扰动，δ↓，直到出现0.75or
0.9ψψ==，记下s δ （注：若0.75ψ>，应减小δ，使出现0.75ψ=，即δ↓，比例作用增大，ψ减少。）
3、取0.75ψ=时的衰减过程周期S T 或
0.9ψ=时的上升时间r T
y
4、查表p56 表4-4，计算调节器参数。
5、设置好参数，加扰动，作修正。 四、响应曲线法（即书上动态参数法）
系统处于开环，做对象的阶跃扰动试验，记下,,ερτ，再经验计算。 1、 系统开环
2、 ,i d 100%,T T =0δ=→∞时作阶跃，记下e i 响应曲线
3、 得出,ετ(无自平衡能力)，,,ερτ（有自平衡能力）
4、 查表p57 表 4-5，
注：若要 0.9ψ=，则0.90.75i0.9i0.75δ=1.6δ,T =0.8T
五、四种工程整定方法的比较 P58
无论采用何种方法获得的调节器参数，在实际运行时都要进行修改才能得到满意的调节效果。 第一二章思考题：
1、 火电厂主要有哪几个控制系统？
2、 火电厂自动控制的主要内容？
3、 衡量一个控制系统好坏的指标有哪些？
4、 图示出不同ψ下几种典型的调节过渡过程？
5、 热工对象动态特性有哪二种形式？各自的特征参数？
6、 各种调节器的调节规律及其特点？
7、 四种工程整定方法如何实现？
8、PID 的3个参数，对调节过程如何影响？
第三章 串级调节系统
§3-1 概述
在热工自动控制中，单回路反馈调节系统是一种普遍采用的调节系统，但随着机组容量的增大以及对生产过程运行要求的提高，单回路反馈调节系统对一些主要过程的调节往往不能满足要求，而暴
露出了一些缺陷。
一、 单回路反馈调节系统的特点
1、调节过程
x →
显然，调节器()a W s 动作的结果，明显迟后于x 的变化，即不能及时消除干扰对被调量的影响，造成y 变化较大。 2、()a W s 的整定
()a W s 是根据对象()o W s 来整定的，而热工对象一般是惯性大，阶次高，为保证系统稳定，
()a W s 的动作必须缓慢，造成调节过程太长。 二、改进途径
从上述分析可看出，造成这种缺陷的原因有两个：
1）()o W s 可控性差 2）系统结构不是最佳 针对上述原因，加以改进：
1） 对于闭环外的扰动，设法设计一个装置()F W s 以及时消除因扰动而产生的偏差y V
11()()()0()()()
F o F o y W s x W s W s x W s W s W s =+=∴=-
V
2） 尽量取得一些比被调量提前反映扰动的辅助信号，那么调节器就能提前动作，有效的限制被调量的动态偏差。
3） 若能改善调节作用下对象的动态特性，则无疑会改善调节变量。根据这些改进思想，电厂热工过程自动调节中常用到串级调节系统，采用导前微分信号的系统，前馈-反馈调节系统、多变量调节系统等。
§3-2 串级调节系统
一、 串级调节系统的结构 1、 实例
A 单回路调节系统
只有在1θ变化后，PI1才会动作，因而减温水阀才动作。由于过热器惯性大，1θ动态偏差大。 2．串级系统的结构
B 串级调节系统（加上测量元件 ）
添加一个控制中间信号2θ，一个调节器，只要2θ发生变化，执行机构就能动作。
定义：调节系统有两个调节回路，并且两个调节器串联工作，使被调量恢复到等于给定值。 几个名词：
1）调节对象的导前区和惰性区：调节对象中间点参数a y 以前的部分，称为调节对象的导前区，a
y
低过 喷水减温
高过
以后的部分称为调节对象的惰性区。
2）主、副参数：整个调节对象的被调量1y 称为主参数，导前区的被调量a y 称为副参数，也称中间点或辅助参数。
3）主、副调节器：根据主参数与给定值的偏差而动作的调节器为主调节器，以主调节器的输出为
给定值，并根据副参数与给定值的偏差而动作的调节器为副调节器。 4）主、副回路：
调2-对2-测2 副回路或内回路，随动回路 调1-内回路-对1-测1 主回路
3、副控对象和主、副调节器类型的选择
从热工自动控制系统来看，串级系统有两类： 1) 要求a y ，1y 均等与给定值。
对于这种情况，a y 只能由生产过程要求确定，而主、副调节器均应选择PI ，以使稳态时，a y ，
1y 均等于给定值。如：汽压调节系统
2）1y 等于给定值，a y 不加限制。如汽温调节系统：
a y 选择：○
1能提前反应较多的扰动 ○
2能测量 副调节器：选P 或PD,以尽快消除内回路扰动；
主调节器：选PI 或PID ，保证a y y 。
4、主、副回路的选择原则
1） 副回路应该把生产系统的主要干扰包括在内，应力求把变化幅度最大、最剧烈和最频繁的干
扰包括在副回路内，以充分发挥副回路改善系统动态特性的作用，保证主参数的稳定。 2） 选择副回路时，应力求把尽量多的干扰包括进去，以尽量减少它们对主参数的影响，提高系
统抗干扰能力。
3） 主副对象的时间常数应适当匹配，原则是两者相差大一些，效果好。 5、 主副回路调节器调节规律的选择原则
1） 主参数控制质量要求不十分严格，同时在对副参数的要求也不高的情况下，为使两 者兼
顾而采用串级控制方式时，主副调节器均可采用比例控制。
2） 要求主参数波动范围很小，且不允许有静差，此时副调节器可采用P 调节，主调节器采用PI 。 3） 主参数要求高，副参数也有一定要求时，主副调节器均采用PI 二、 串级系统分析
一般来说，分析一个系统的好坏，可分析它的抗干扰能力和跟踪能力。抗干扰性能和跟踪性能是从不同角度出发的。 如对于下图系统，
若定值r 经常变化，而系统要求y 跟着r 变化，可看作是随动系统。这时y r →越快越好，即
()
1()
y s r s →，跟踪能力好，如内回路。 若r 不变，系统的目的使维持y r =，那若u 扰动，看作是定值系统，常希望系统的抗干扰能力强，即
()
0()
y s u s →，如串级系统外回路。 下面从这两方面出发来分析串级系统的优越性。
不同的扰动，串级系统的调节效果是不同的。 副回路内的扰动2u
1．串级系统能有效抑制副回路的扰动
为分析方便，假定2222(),()a p H W s K W s r == 若存在副回路，则22222()
()()1()
u a p o W s y s u s K r W s =
+，一般情况2p K 可整定的较大。显然
2222()
1()
u p o W s K r W s +的静态放大系数小于2()u W s 的静态放大系数，即由于副回路的存在减小了2u 对a
y 的影响。若将2()o W s 用具体传递函数代入，可知由于副回路地存在，当2u 扰动时，a y 的变化会在很
y
第四章 采用导前微分的双回路系统 4-1 系统结构 一、主汽温对象分析 影响过热器出口蒸汽温度的因素很多，主要有以下三种扰动： 过热器分段喷水减温示意图 1—锅炉汽包； 2—一级喷水减温 3—二级喷水减温 1．蒸汽流量扰动 2．烟气侧传热量的扰动 燃料量增减，燃料种类的变化，送风量、吸风量的改变都将引起烟气流速和烟气温度的变化，从而改变了传热情况，导致过热器出口温度的变化。由于烟气传热量的改变是沿着整个过热器长度方向上同时发生的，因此汽温变化的迟延很小，一般在10－20s 之间。它与蒸汽量扰动下的情况类似。 3．喷水量扰动 过热汽温的响应曲线 a) 蒸汽量D 减少或烟气传热量Q 增加扰动；(b) 减温水w 扰动 应用喷水来控制蒸汽温度是目前广泛采用的一种方式。对于这种控制方式，喷水量扰动就是基本扰动。过热器具有分布参数的对象，可以把管内的蒸汽和金属管壁看作是无穷多个单容对象串联组成的多容对象。当喷水量发生变化后，需要通过这些串联单容对象，最终引起出口蒸汽温度氏的变化。因此，响应有很大的迟延。减温器与过热器出口越远，迟延越大。 汽机负荷变化会引起蒸汽量的变化。同时， 燃烧率发生变化，改变过热蒸汽和烟气之间的传热条件，导致汽温变化。引起的温度响应具有自平衡特性，而且惯性和迟延都比较小。这是因为蒸汽量变化时，沿过热器管道长度方向的各点温度几乎同时变化。
二、控制结构： 三、原理结构 根据上图画出原理图 （a ） 系统由两个回路组成 ； （b ） 微分器W D (S)取实际微分： S T S T K S W D D D D += 1)( （c ） 调节器Wa(S)取PI 或 PID ： )11(1 )(TiS S W a + = δ 问题：系统调节结束能否保证y=r? 为什么？ （能，因为结束后为零） 4-2 系统分析 系统主要特点： 1）引入缩短了迟延导前微分信号时间，等效地改善了控制对象的动态特性。 不加微分回路 y 的迟延τ， 时间常数T C 。
电厂热工自动控制系统 电厂热工自动控制系统 单元机组的自动调节系统 ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ 机组功率－转速调节系统汽温控制系统（过热、再热） 水位控制系统（凝汽器、除氧器、汽包） 燃烧控制系统（燃料、风量、炉膛压力及一、二次风配比控制）其它单回路控制系统 第一部分汽温控制系统 一、过热汽温控制系统 1. 任务 温度过高，可能造成过热器、蒸气管道和汽轮机的高压部分金属损坏； 温度过低，会引起电厂热耗上升，并使汽轮机轴向推力增大造成推力轴承过载，还会引起汽轮机末级叶片蒸汽湿度增加，降低汽轮机内效率，加剧对叶片的腐蚀 控制要求：最大控制偏差不超过±10℃，长期偏差不超过±5℃ 规定要求： 2. 静态特性 过热器的传热形式、结构、布置将直接影响其静态特性。大容量锅炉一般采用对流过热器、辐射过热器和屏式过热器交替串连布置。 过热器出口温度 对流式 3. 动态特性 蒸汽流量变化、热烟气的热量变化、减温水流量变化相同点：均为有迟延的惯性环节 辐射式 不同点：特性参数有较大区别
蒸汽流量变化扰动下，汽温的迟延和惯性较小烟气扰动与蒸汽流量扰动相似，汽温反映较快减温水流量扰动由于管道较长，汽温反应较慢 4. 控制方案串级控制 导前微分控制 过热器减温器出口温度 TE4001 TE4025 末级过热器出口温度 TE4024 LDC指令 过热器减温水阀 控制逻辑 静态特性：纯对流特性 动态特性：更容易受负荷、燃烧工况等干扰的影响，温度变化幅度较大 调节手段：烟气再循环、尾部烟道挡板、喷燃器摆角、喷水减温 烟气再循环： 尾部烟道烟气抽至炉膛底部，降低炉膛温度，减少炉膛的辐射传热，从而提高炉膛出口烟气的温度和流速。使再热器的对流传热加强，达到调温的目的。 优点：反应灵敏，调温幅度大。缺点：系统结构复杂 尾部烟道挡板： 尾部烟道被分割为两部分，主烟道中布置低温再热器，旁路烟道中布置低温过热器，烟气挡板布置在温度较低的省煤器下面。 优点：结构简单，操作方便 缺点:调温灵敏度差，幅度小，挡板开度与汽温不成线 性关系。喷燃器摆角： 改变炉膛火焰中心，改变再热器入口烟温
全自动洗衣机PLC控制系统 专业班级：电气工程及其自动化 学号 学生姓名 指导教师 设计时间2013年6月17日
全自动洗衣机PLC控制实训报告 一、实习目的： 可编程控制课程是一门实践性很强的课程，通过训练实习可以进一步了解主机性能、结构和原理，使学生熟悉传统的电器控制技术和可编程控制器的实际应用，熟悉编程软件，掌握编程方法。提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生独立工作的能力。通过对实验现象的观察、调试和分析，加深对基本理论的理解。增强学生对今后工作的适应性和提高处理现场实际问题的能力。 随着科技日新月异，人民生活水平不断提高，消费者对家庭电气自动器自动化的需求不断加大，其中全自动洗衣机占很重要的位置。目前，市场上销售的洗衣机品种繁多，更新换代快，从普通型到半自动，洗衣机自动化程度越来越高，操作越来越方便，容量越来越大。总体来，高效节能、节水以及环保的全自动洗衣机一直在市场上占主导地位。 二总体设计； 1.1全自动洗衣机PLC控制的控制要求 1、系统功能描述 全自动洗衣机由内外桶，进水口，启动和停止按钮，控制器，进水按钮，水位开关，排水口和洗涤电机组成。 全自动洗衣机的进水和排水分别有进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时通过电控系统把进水阀打开，经进水管将水注入外桶，排水时，通过电控系统使排水阀打开，又将水由外桶排到机外。洗衣机正转，反转由洗涤电机驱动波轮正反来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电机带动内桶正转进行甩干；高低水位开关分别用来测高低水位；启动按钮用来启动洗衣机工作;停止按钮用来实现紧急下手动停止进水排水脱水及报警；排水按钮用来实现手动排水。 2．全自动洗衣机的工作流程 全自动洗衣机的单循环工作流程示意图如图1-2所示。 图1-2全自动洗衣机的单循环工作流程示意图
@~@ 自动控制原理知识点总结 第一章 1.什么是自动控制？（填空） 自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。 2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么？（填空） 开环控制和闭环控制 3.开环控制和闭环控制的概念？ 开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系 特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。 闭环控制：控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对被控过程的影响。 主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。 掌握典型闭环控制系统的结构。开环控制和闭环控制各自的优缺点？ （分析题：对一个实际的控制系统，能够参照下图画出其闭环控制方框图。） 4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面？各自的定义？（填空或判断） （1）、稳定性：系统受到外作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力 （2）、快速性：通过动态过程时间长短来表征的 e来表征的 （3）、准确性：有输入给定值与输入响应的终值之间的差值 ss 第二章 1.控制系统的数学模型有什么？（填空） 微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性 2.了解微分方程的建立？ （1）、确定系统的输入变量和输入变量 （2）、建立初始微分方程组。即根据各环节所遵循的基本物理规律，分别列写出相应的微分方程，并建立微分方程组 （3）、消除中间变量，将式子标准化。将与输入量有关的项写在方程式等号的右边，与输出量有关的项写在等号的左边 3.传递函数定义和性质？认真理解。（填空或选择）
高炉热风炉的控制
1. 概述 钢铁行业的激烈竞争，也是技术进步的竞争。高炉炼铁是钢铁生产的重要工序，高炉炼铁自动化水平的高低是钢铁生产技术进步的关键环节之一。 炉生产过程是，炉料（铁矿石，燃料，熔剂）从高炉顶部加入，向下运动。热风从高炉下部鼓入，燃烧燃料，产生高温还原气体，向上运动。炉料经过一系列物理化学过程：加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫，最后生成液态生铁。 高炉系统组成： 1）高炉本体系统 2）上料系统 3）装料系统 4）送风系统 5）煤气回收及净化系统 6）循环水系统 7）除尘系统 8）动力系统 9）自动化系统 高炉三电一体化自动控制系统架构：
组成：控制站和操作站二级系统 控制内容： 仪表、电气传动、计算机控制自动化 包括数据采集及显示和记录、顺序控制、连续控制、监控操作、人机 对话和数据通信 2．热风炉系统 (1) 热风炉系统温度检测 (2) 热风炉煤气、空气流量、压力检测 (3) 热风炉燃烧控制 (4) 热风炉燃烧送风换炉控制 (5) 煤气稳压控制 (6) 换热器入口烟气量控制 (7) 空气主管压力控制 热风炉燃烧用燃料为高炉煤气，采用过剩空气法进行燃烧控制，在规定的燃烧时间内，保持最佳燃烧状态燃烧；在保证热风炉蓄热量的同时，尽量提高热效率并保护热风炉设备。 热风炉燃烧分三个阶段：加热初期、拱顶温度管理期和废气温度管理 ⑴加热初期：设定高炉煤气流量和空燃比，燃烧至拱顶温度达到拱顶管理温度后，转入拱顶温度管理期。在加热初期内，高炉煤气流量和助燃空气流量均
为定值进行燃烧。 ⑵拱顶温度管理期：保持高炉煤气流量不变，以拱顶温度控制空燃比，增大助燃空气流量，将拱顶温度保持在拱顶目标温度附近，燃烧至废气温度达到废气管理温度后，转入废气温度管理期。在拱顶温度管理期内，高炉煤气流量为定值进行燃烧，助燃空气流量进行变化以控制拱顶温度。 ⑶废气温度管理期： 依据废气温度逐渐减小煤气流量，同时以拱顶温度调节控制助燃空气流量，将拱顶温度保持在拱顶目标温度附近，至废气温度达到废气目标温度后，如果热风炉燃烧制选择为“废气温度到” ，则燃烧过程结束；如果选择为“燃烧时间到” ，则调节煤气流量减小到仅供热风炉保持热状态的需要，直到燃烧时间到时燃烧过程结束。热风炉是烧炉、送风交替进行的，其循环周期根据高炉生产和送风制度确定。例如，配备三台热风炉时可选择二烧一送模式，或半并联交叉送风的模式。二烧一送的模式，其循环周期表如下：
660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算 （设计计算） 一、计算任务书 （一）计算题目 国产660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算（设计计算） （二）计算任务 1.根据给定热力系统数据，计算气态膨胀线上各计算点的参数， 并在ｈ-s图上绘出蒸汽的气态膨胀线； 2.计算额定功率下的气轮机进汽量Do，热力系统各汽水流量D j、G j； 3.计算机组的和全厂的热经济性指标； 4.绘出全厂原则性热力系统图，并将所计算的全部汽水参数详细 标在图中（要求计算机绘图）。 （三）计算类型 定功率计算 （四）热力系统简介 某火力发电场二期工程准备上两套660MW燃煤汽轮发电机组，采用一炉一机的单元制配置。其中锅炉为德国BABCOCK公司生产的2208t/h自然循环汽包炉；气轮机为GE公司的亚临界压力、一次中间再热660MW凝汽式气轮机。 全厂的原则性热力系统如图5-1所示。该系统共有八级不调节抽汽。其中第一、二、三级抽汽分别供三台高压加热器，第五、六、七、八级抽汽分别供四台低压加热器，第四级抽汽作为0.9161Mpa压力除氧器的加热汽源。 第一、二、三级高压加热器均安装了内置式蒸汽冷却器，上端差分别为-1.7℃、0℃、-1.7℃。第一、二、三、五、六、七级回热加热器装设疏水冷却器，下端差均为5.5℃。 气轮机的主凝结水由凝结水泵送出，依次流过轴封加热器、4台低压加热器，进入除氧器。然后由气动给水泵升压，经三级高压加热器加热，最终给水温度达到274.8℃，进入锅炉。 三台高压加热器的疏水逐级自流至除氧器，第五、六、七级低压加热器的疏水逐级自流至第八级低压加热器；第八级低加的疏水用疏水泵送回本级的主凝结水出口。 凝汽器为双压式凝汽器，气轮机排气压力 4.4/5.38kPa。给水泵气轮机（以下简称小汽机）的汽源为中压缸排汽（第四级抽汽），无
热工自动控制系统 一、教材 热工控制系统华北电力大学边立秀等编中国电力出版社 http:〃61.155.6.178/zyf 密码：200803Y 二、主要参考书 0:超超临界机组控制设备及系统肖大雏主编化学工业出版社2007年 1.陈来九：热工过程自动调节原理与应用第三章第七章 2 .电子书：热工过程自动控制杨献勇主编清华大学出版社 3.《热工自动控制系统》华北电力大学李遵基 4.《热工自动控制系统》东北电院张玉铎、王满稼 三、课程主要内容 1 ?简单介绍单回路反馈系统(复习) (1)基本调节作用 (2)工业调节器 (3)调节器参数的整定 2.重点介绍电厂热工过程自动控制系统，包括汽温、给水、燃烧自动控制 3?介绍单元机组负荷(协调)控制系统(直流锅炉自动控制系统以及单元机组给水全程控制系统) 三、考核方法 1.期末考试+平时成绩。 2.平时成绩包括：作业，回答问题，出勤，平时答疑，约占10% 第一章概述 § 1-1火电厂自动控制的发展 控制方式大致经历了三个发展阶段： 1、独立控制： 机、炉、电各自独立地进行控制，机、炉、电及重要的辅机各自设置一套控制表盘，它们之间无联系。 调节仪表均为大尺寸的较笨重的基地式仪表，由运行人员进行监视与控制。国外在20-40年代，我国50年代建造的火电厂属该类型。 2、集中控制： 40年代以后，由于中间再热式汽轮机的出现，使锅炉和汽轮机之间的关系更加密切，为了便于 机炉的协调运行和事故处理，将它们的控制盘集中安装在一起，对机炉实行集中控制。集中控制的初 级阶段，调节仪表采用电动或汽动单元组合仪表。50年代后，采用组件组装仪表或以微处理机为核 心的数字调节器，对机炉进行集中控制。
第一章火电厂热工控制系统调试基本要求第一节火电厂热工控制系统调试依据及标准 现代单元制机组热工控制系统主要由DCS控制系统实现，通常按功能划分为几大系统：数据采集系统（DAS）、开关量控制系统（OCS）、炉膛安全监控系统（FSSS）、模拟量控制系统(MCS)、汽机数字电液控制系统（DEH）、旁路控制系统（BPS）等。电力行业标准对火力发电厂热工控制系统的设计、调试和质量验收都提出了具体的要求。 《火力发电厂设计技术规程》DL 5000对火力发电厂热工控制系统提出了总体性的设计要求，《火力发电厂热工控制系统设计技术规定》DL/T 5175则给出了具体的设计原则和设计方法。《DCS技术规范书》是根据各工程的特点由买卖双方签定的技术合同文件，对火力发电厂热工控制系统提出了更为具体的基本要求。 新建机组热控系统的调试主要包括以下阶段：调试前的准备、控制系统受电前检查和受电后的测试、组态软件检查和功能测试、外部系统的联调、模拟量控制系统的投入和调试、协调控制系统的投入及负荷变动试验、RB试验、文档验收等。 一、热控系统调试采用的电力行业标准 1. 与调试有关的设计标准 DL5000-2000《火力发电厂设计技术规程》； DL/T5175-2003《火力发电厂热工控制系统设计技术规定》； 1. 施工安装、调试及验收标准 DL/T 5190.5-2004《电力建设施工验收技术规范第5部分：热工自动化》； DL/T 655-2006《火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统验收测试规程》 DL/T 656-2006《火力发电厂汽轮机控制系统验收测试规程》 DL/T 657-2006《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》 DL/T 658-2006《火力发电厂开关量控制系统验收测试规程》 DL/T 659-2006《火力发电厂分散控制系统验收测试规程》 DL/T 1012-2006《火力发电厂汽轮机监视和保护系统验收测试规程》 DL/T 824-2002《汽轮机电液调节系统性能验收导则》 电建[1996]第159号《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》 2. 运行和检修维护标准 DL/T 774-2004《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》 二、有关技术资料和文件
第 1 页 一、填空（每空1分，共18分） 1．自动控制系统的数学模型有 、 、 、 共4种。 2．连续控制系统稳定的充分必要条件是 。 离散控制系统稳定的充分必要条件是 。 3．某统控制系统的微分方程为： dt t dc ) (+0.5C(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间t s (Δ=2%)= 。 4．某单位反馈系统G(s)= ) 402.0)(21.0() 5(1002+++s s s s ，则该系统是 阶 型系统；其开环放大系数K= 。 5．已知自动控制系统L(ω)曲线为： 则该系统开环传递函数G(s)= ； ωC = 。 6．相位滞后校正装置又称为 调节器，其校正作用是 。 7．采样器的作用是 ，某离散控制系统 ) ()1() 1()(10210T T e Z Z e Z G -----=（单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为 。 二. 1. 求：) () (S R S C （10分） R(s)
第2页 2.求图示系统输出C（Z）的表达式。（4分） 四．反馈校正系统如图所示（12分） 求：（1）K f=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss. （2）若使系统ξ=0.707，k f应取何值？单位斜坡输入下e ss.=？
第3页 （1）（2）（3） 五.已知某系统L（ω）曲线，（12分） （1）写出系统开环传递函数G（s） （2）求其相位裕度γ （3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γmax=? 六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。P为开环右极点个数。г为积分环节个数。判别系统闭环后的稳定性。（要求简单写出判别依据）（12
笔者对GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》与GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》的区别做了整理，列出了新规范在以往的基础上新增的内容，以方便大家对GB50116-2013与GB50116-98之间做出清晰区分。 一、目录 1、增加住宅建筑火灾自动报警系统、可燃气体探测报警系统、电气火灾监控系统相关设计规定。 2、增加道路隧道、油罐区、电缆隧道以及高度大于12米的空间场所火灾自动报警系统相关设计规定。 3、取消第3章系统保护对象分级及火灾探测器设置部位。 4、将原第4章（报警区域和探测区域的划分）、第5章（系统设计）与第6章（消防控制室和消防联动控制）内容合并为新的第3章（系统设计）。 5、增加区域显示器、模块、图形显示装置、火灾报警传输设备或用户信息传输装置等设备设置规定。 二、术语 不再引入区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统的定义；增加火灾自动报警系统、联动控制信号、联动反馈信号、联动触发信号的定义。 三、基本规定 ①3.1一般规定 1、增加火灾自动报警系统使用场所规定：3.1.1火灾自动报警系统可用于人员居住和经常有人滞留的场所、存放重要物资或燃烧后产生严重污染需要及时报
警的场所。 2、增加系统中各类设备之间接口通讯协议的强制性规定：3.1.4系统中各类设备之间的接口和通讯协议的兼容性应满足国家有关标准的要求。 3、增加火灾报警控制器地址总数、单回路设备总数、回路设备余量；模块总数、联动回路中设备总数、联动回路设备余量的详细规定。 4、增加隔离器设计相关规定。 5、规定超过100米的建筑中跨避难层应设置独立的火灾报警控制器。 6、规定水泵控制柜、风机控制柜等消防电气控制装置不应采用变频启动方式。 7、规定地铁列车上设置的火灾自动报警系统，应能通过无线网络等方式将列车上发生火灾的部位信息传输给消防控制室。 ②3.2系统形式的选择和设计要求 1、系统形式的选择改为按照报警和联动要求进行选择，原规定中按照系统对象保护等级进行选择（特级、一级、二级）。 2、将图形显示装置和区域显示器设置规定添加至不同形式的火灾自动报警系统中。 ③3.3报警区域和探测区域的划分 增加电缆隧道，甲、乙、丙类液体储罐区，列车的报警区域划分规定。 ④3.4消防控制室
热工自动控制系统第二版课程设计 课程设计任务概述 本次热工自动控制系统第二版课程设计的任务是设计一个具有远程监控和控制功能的热水锅炉控制系统。 设计要求 1.具有自动控制、远程监控、数据采集等功能。 2.可以通过网络远程控制锅炉的启停和温度的调节等操作。 3.数据采集和传输至远程监控中心，实现实时监测锅炉的工 作状态、输出功率和温度等参数。 4.可以进行环境参数的监控，如气温、湿度等，并在监测到 危险情况时发出警报。 设计方案 1.硬件：选用ATmega328p单片机、ESP8266无线通信模块等 硬件构成系统。 2.软件：利用C语言编程，使用Arduino IDE进行编程，设 计相应的气象传感器等模块进行数据采集和传输。
设计要求详解 自动控制功能 本次设计要求实现自动控制功能，即根据实时监测到的锅炉输出功 率和温度等参数，自动控制锅炉的运行状态，保证锅炉的运行稳定性 和工作效率。 在控制系统的设计中，可以设置锅炉的启停温度、最高温度阈值等 控制参数，当温度超过设定的阈值时，自动停止锅炉的加热过程。 远程监控和控制功能 为了方便对锅炉的监测和控制，本设计要求实现远程监控和控制功能。采用ESP8266无线通信模块，将监测到的数据传输到远程监控中心，同时接收远程监控中心发送的控制命令，从而实现远程调节锅炉 的工作状态和参数。 数据采集和传输功能 本次设计需要实现对锅炉的实时数据采集和传输，采用气象传感器 等模块，对环境温度、湿度等参数进行采集，并将采集到的数据传输 到远程监控中心，进行数据分析和处理，最终实现远程监控和控制的 目的。 环境参数监测和警报功能 为了保证锅炉的工作安全性，本设计要求实现环境参数的监测，如 气温、湿度等参数的监测，当监测到温度或湿度等参数超出设定范围，发出警报信号通知操作人员及时采取措施，以免发生危险情况。
《热工过程自动控制》教学大纲 一、课程地位与课程目标 （一）课程地位 《热工过程自动控制》课程是热能专业的一门专业限选课，是能源动力类本科学生综合掌握电站系统控制原理的唯一核心课程。本课程是对《锅炉原理》、《自动控制原理》以及《热工仪表》等课程知识的综合，是知识集成的综合体现。 （二）课程目标 1.使学生了解和掌握当热工过程自动控制的基本原理，学会分析、设计、整定各种热工自动控制系统的方法。 2.使学生较为系统的了解和掌握电站系统中主要热工控制系统的系统划分、设计原理、调节方式、系统整定等知识内容。 3.使学生对电站系统运行具有较深的理论基础，增强分析问题的能力，为建立良好的职业素养提供必备条件。 二、课程目标达成的途径与方法 以课堂教学为主，并结合仿真实验、课外作业、课堂测验，课堂讨论等形式提高学生对知识重点和难点的掌握和理解。 三、课程目标与相关毕业要求的对应关系 四、课程主要内容与基本要求 第一章控制系统概述
掌握自动控制系统基本概念，理解自动调节系统的分类及其性能指标。 第二章控制对象的动态特性 了解数学模型的建立，掌握控制对象的动态特性； 理解单容、多容控制对象的特性，掌握动态对象特性的求取方式。 第三章控制仪表及调节器的控制规律 理解工业仪表的类型，掌握其基本调节规律； 了解工业调节器调节规律的实现方法，了解调节器的调节规律对调节品质的影响； 理解执行器的工作原理。掌握变送器和调节机构特性对调节品质的影响； 第四章单回路控制系统 掌握单回路控制系统的质量特性，掌握单回路系统的分析及其整定方法。 第五章串级控制系统 掌握串级控制系统的基本原理和结构，掌握串级系统的分析及其整定方法。 第六章前馈控制系统 理解和掌握前馈控制系统的分析方法，理解前馈－反馈控制系统的工作原理及其分析方法； 第七章比值控制系统 理解和掌握比值控制的分析和整定方法。 第八章汽包锅炉蒸汽温度自动控制系统 理解过热汽温调节的任务和调节对象系统，理解和掌握过热汽温自动控制系统的方案；理解和掌握再热汽温自动控制系统的方案；了解300MW单元机组过热蒸汽控制系统。 第九章汽包锅炉给水自动控制系统 理解和掌握给水调节的任务和控制对象特性，理解给水自动控制系统的方案。 理解给水自动控制系统；理解给水全程控制系统；了解300MW单元机组给水控制系统。 第十章燃烧过程自动控制系统 理解和掌握燃烧过程调节对象的动态特性； 理解燃烧过程自动调节系统的基本方案及其典型的燃烧过程自动控制系统。了解600MW单元机组燃烧控制系统。 第十一章单元机组协调控制系统 理解机炉负荷控制机炉负荷协调控制的典型方案，理解负荷指令管理。
一、 单项选择题（每小题1分，共20分） 1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ C ） A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ A ）上相等。 A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率 3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ C ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（ A ） A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机 可看作一个（ B ） A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节 6. 若系统的开环传 递函数为2) (5 10+s s ，则它的开环增益为（ C ） A.1 B.2 C.5 D.10 7. 二阶系统的传递函数5 2 5)(2++=s s s G ，则该系统是（ B ） A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统 8. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn ，则可以（ B ） A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量 9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T 1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ A ） A.45° B.-45° C.90° D.-90° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ D ）
A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态误差越小 11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统 （ A ） A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。 12.某单位反馈系统的开环传递函数为：()) 5)(1(++= s s s k s G ，当k =（ C ）时，闭环系统临界稳定。 A.10 B.20 C.30 D.40 13.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数有（ C ） A.0 B.1 C.2 D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为()s s s s G ++=652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ C ） A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.05 15.若已知某串联校正装置的传递函数为1 101)(++=s s s G c ，则它是一种（ D ） A.反馈校正 B.相位超前校正 C.相位滞后—超前校正 D.相位滞后校正 16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（ B ） A.)(lim 0s E e s ss →= B.)(lim 0 s sE e s ss →= C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s sE e s ss ∞ →= 17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（ A ） A.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后-超前 18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（ B ） A.圆 B.上半圆 C.下半圆 D.45°弧线 19.开环传递函数为G (s )H (s )= )3(3+s s K ,则实轴上的根轨迹为（ C ）
第1章绪论 1.1 综述 在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来,工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素. 在现代化的工业生产中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数.例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。 1.2 加热炉温度控制系统的研究现状 随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。单片机温度控制系统是数控系统的一个简单应用，在冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各类工业中,广泛使用于加热炉、热处理炉、反应炉等. 温度是工业对象中的一个重要的被控参数。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加热方法也不同，例如煤气、天然气、油、电等；由于工艺不同，所需要的温度高低不同,因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，控制温度的精度也不同，因而对数据采集的精度和所采用的控制算法也不同。 传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差,单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。不仅如此，传统的控制方式不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大，由于它主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式,如：PID控制，模糊控制，神经网络及遗传算法控制等。这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低了产品的成本,提高了生产效率.随着单片微型计算机的功能不断的增强，为先进的控制算法提供的载体，许多高性能的新型机种应运而生。
民用建筑热工设计规范 (GB50176-93) 第1章总则 第1.0.1条条为使民用建筑热工设计与地区气候相适应，保证室内基本的热环境要求，符合国家节约能源的方针，提高投资效益，制订本规范。 第1.0.2条本规范适用于新建、扩速和改建的民用建筑热工设计。 本规范不适用于地下建筑、室内温湿度有特殊要求和特殊用途的建筑，以及简易的临时性建筑。 第1.0.3条建筑热工设计，除应符合本规范要求外，尚应符合国家现行的有关标准、规范的要求。 第2章室外计算参数 第2.0.1条条围护结构根据其热惰性指标D值分成四种类型，其冬季室外计算温度t e 应按表2.0.1的规定取值。 围护结构冬季室外计算温度t e（℃）表2.0.1 注： ①热惰性指标D值应按本规范附录二中(二)的规定计算。
②t w和t e.min分别为采暖室外计算温度和累年最低一个日平均温度。 ③冬季室外计算温度t e应取整数值。 ④全国主要城市四种类型围护结构冬季室外计算温度t e值，可按本规范附录三附表3.1采用。第2.0.2条围护结构夏季室外计算温度平均值t e，应按历年最热一天的日平均温度的平均值确定。围护结构夏季室外计算温度最高值t e.max，应按历年最热一天的最高温度的平均值确定。围护结构夏季室外计算温度波幅值A te，应按室外计算温度最高值t e.max与室外计算温度平均值t e的差值确定。 全国主要城市的t e、t e.max、和A te值，可按本规范附录三附表3.2采用。 第2.0.3条夏季太阳辐射照度应取各地历年七月份最大直射辐射日总量和相应日期总辐射日总量的累年平均值，通过计算分别确定东、南、西、北垂直面和水平面上逐时的太阳辐射照度及昼夜平均值。 全国主要城市夏季太阳辐射照度可按本规范附录三附表3.3采用。 第3章民用建筑热工设计规范 3.1建筑热工设计分区及设计要求 第3.1.1条建筑热工设计应与地区气候相适应。建筑热工设计分区及设计要求应符合表3.1.1的规定。全国建筑热工设计分区应按本规范附图8.1采用。 建筑热工设计分区及设计要求表3.1.1
内容摘要 随着电子技术的发展，可编程控制器（以下简称PLC）不断更新、发展，PLC控制是自动控制中最常见控制方式之一，自动门就是自动控制应用的一典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门的开关控制及良好的稳定性,而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中运用越来越广泛. 索引关键词：PLC 变频器驱动装置感应器
目录 第一章绪论 (1) 1。1 国内外自动门发展现状 (1) 1。2 本课题研究的内容 (1) 1。3 本课题研究的目的和意义 (2) 第二章自动门控制系统总体方案设计 (3) 2。1 自动门的功能需求分析 (3) 2。2 系统设计的基本步骤 (3) 2.3 自动门技术参数的确定 (4) 2。4 自动门的机械传动机构设计 (4) 第三章自动门硬件系统的设计 (5) 3.1 控制系统结构设计 (5) 3.2 可编程控制器(PLC）的选型 (5) 3。3 驱动装置的选型 (8) 3。4 变频器的选型 (8) 3。5 感应开关的选型 (11) 后记 (12) 参考文献 (13)
自动门控制系统的设计 第一章绪论 1.1 国内外自动门发展现状 在国外，进入90年代以来，自动化技术发展很快，技术已经相对成熟，并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘,同时可以使出入口显得庄重高档，因此应用非常广泛。 随着我国经济的飞速发展,自动门在人们的生活中的运用越来越广泛，自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等，使用自动门.但在国内，自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中，稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。 由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动和传动系统提出不同的要求，所以各种自动门又可以分为重型自动门和轻型自动门。 客流量的差异会对自动门的使用产生很大影响，因此，自动门还可以分为一般自动门和可频繁使用的自动门。 自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中平开门用的场合较少,旋转门由于昂贵而且非常庞大，一般只用于有需要的高档宾馆，自动平移门使用得最广泛，大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门，目前市场上流行的平移型自动门一般是两开，这种门的特点是简单易控,维护方便。 自动平移门最常见的形式是自动门内外两侧加感应器，当人走近自动门时，感应器感应到人的存在，给控制器一个开门信号,控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理,既方便又提高了建筑的档次,于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。 自动门的控制方法很多，从控制器的不同来分,有传统的继电器控制，即通过按钮和复杂的接线安装来控制；智能控制器控制,即通过运用现代自动化设备来控制，它具有稳定性高，安全等优点，因此被很多生产厂商所运用。由于继电器逻辑控制的自动门系统因存在许多缺陷而逐步被智能控制器控制控制的自动门所淘汰。 在智能控制器的选择上，自动门的主控器有微电脑控制器控制和可编程控制(PLC）控制，微电脑控制主要有体积小、安装方便等特点，目前有许多厂家采用此种方式生产自动门,PLC控制的特点是稳定型高、维护方便，目前许多大型的商场的自动门都是由这种方式来控制. 1.2 本课题研究的内容 本设计将在以下几个方面对自动门的控制系统进行研究和论证。 1。自动门类型的选择.综合了自动门的简洁、简单的要求,在本课题中主要研究自动平移门，本课题设计的自动平移门具有手动和自动开门功能和分时间段控制功能以及配备安全防夹人光线、后备电源等辅助装置来满足商场等人流众多的场所的高效率、高安全性的要求。 2。自动门硬件系统的设计。本课题设计的自动门要求有很高的稳定性来满足日常的需要，故在本设计中所选用的智能控制器为稳定性良好的三菱FX系列PLC。在自动门的开关门速度控
2022-2023年一级注册建筑师《建筑物理与建筑设备》预 测试题（答案解析） 全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！ 第壹卷 一.综合考点题库(共50题) 1.下列哪个参数与眩光值（GR）计算无关？（） A.由灯具发出的直接射向眼睛所产生的光幕亮度 B.由环境所引起直接入射到眼睛的光所产生的光幕亮度 C.所采用灯具的效率 D.观察者眼睛上的亮度 正确答案：C 本题解析： 体育场馆的眩光值（GR）与由灯具发出的光直接射向眼睛所产生的光幕亮度和由环境引起直接入射到眼睛的光所产生的光幕亮度以及观察者眼睛上的照度有关。2.小区生活排水系统排水定额与相应生活给水系统用水定额相比，正确的是（）。 A.二者相等 B.前者大于后者 C.前者为后者的85%～95% D.前者小于后者的70% 正确答案：C 本题解析： 根据《建筑给水排水设计标准》（GB 50015—2019）第4.10.5条第1款规定，生活排水最大小时排水流量应按住宅生活给水最大小时流量与公共建筑生活给水最大小时流量之和的85%～95%确定。 3.空调机房设计时，通常要求在机房地面上设置排水设施(如地漏、地沟等)，考虑地面排水设施的主要目的是( )。 A.排除空调系统必需的经常性放水 B.排除空调系统的回水 C.排除消防自动喷洒灭火后的机房存水 D.排除冷凝水及检修时的用水
正确答案：D 本题解析： 平时需要排放冷凝水，检修时需要排放系统内的水。 4.用赛宾公式计算某大厅的混响时间时，用不到以下哪个参数？（） A.大厅的体积 B.大厅的内表面积 C.大厅内表面的平均吸声系数 D.大厅地面坡度 正确答案：D 本题解析： 根据赛宾公式： 式中，V为房间容积，m3；A为室内总吸声量，m2。A＝S×，S为室内总表面积，m2；为室内平均 吸声系数。 由此可知大厅混响时间计算应考虑以下方面：①根据确定的房间体形，计算室内体积V和总表面积S； ②根据混响时间计算公式，求出大厅的平均吸声系数；③计算大厅内各频率所需的总吸声量A以及固 有吸声量，即家具、观众、舞台口、耳面光口、走道、通风口等的吸声量总和，室内所需的总吸声量A 减去固有吸声量就是所需增加的吸声量；④根据材料及构造的吸声系数数据，选择合适的装修材料及构造方式，确定相应的面积，以满足所需增加的吸声量，使各频带的混响时间达到混响时间频率特性的要求。5.在围护结构隔热设计中，当ti为外墙内表面温度，te为外墙外表面温度时，外墙内表面最高温度θi，max（℃）的限值，下列哪一项不符合规定？（） A.重质围护结构≤ti＋2 B.自然通风房间≤te，max C.轻质围护结构≤ti＋3 D.轻质围护结构≤ti＋4 正确答案：D 本题解析： 根据《民用建筑热工设计规范》（GB 50176—2016）第6.1.1条规定，在给定两侧空气温度及变化规律的情况下，外墙内表面最高温度应符合表6.1.1（见表3）的规定。由表可知，轻质围护结构≤ti＋3。 表3在给定两侧空气温度及变化规律的情况下，外墙内表面最高温度限值 6.民用建筑中应急柴油发电机所用柴油（闪点≥60℃），根据火灾危险性属于哪一类物品？（）
热工自动控制系统试卷A卷 一、填空题 1、反馈系统的优点是( )，缺点是( )。 2、汽包锅炉给水控制系统的三冲量是（）、（）、（）。 3、对某单回路调节系统，分别采用P调节器与PD调节器控制，当对象不变化时，若P调节器的比例带δP与PD调节器的比例带δPD相等，相比P控制时，PD控制下系统的如下特征参数将如何变化：衰减率（），静态偏差（），动态偏差（）。 4、评价一个自动调节系统调节过程好坏的品质指标是（）性、（）性、（）性。 5、汽包锅炉燃烧过程自动控制系统的三个被调量是（）、（）、（ ）。 6、单元机组控制对象的两个被控参数是（）、（）。 7、机炉分开控制中机跟炉TF的优点是（）、缺点是（）。 8、除经验法外，单回路控制系统工程整定方法还有（）、（）、（）。 9、热工控制系统框图中环节的基本连接方式分为（）、（）、（）。 二、问答题 1、什么是静态偏差与动态偏差。 2、说明常规调节策略中有几种基本调节作用，微分D作用的特点是？ 3、单回路控制系统临界比例带法整定步骤。 4、再热汽温控制为什么不能采用喷水减温作为主控措施？现场常采用的烟气侧再热汽温控制手段有哪几种（至少写出三种）。 5、热工对象分为几类，并以电厂中实际对象为例说明其典型代表。 三、画图分析题 1、方框图等效变换，求传递函数C(s)/R(s) 2、画出BF原理图，说明其特点并指出有何方法可克服BF的缺点。 3、画出汽包锅炉给水全程控制系统中低负荷阶段采用的单冲量调节系统原理图，并说明其原因。 四、计算题
1、某对象阶跃响应曲线如下图所示，阶跃输入为2，求该对象高阶传递函数。若某单回路系统中只含有PI 调节器与上述对象，试整定PI 调节器的参数。 所需用到的表格如下： 2、已知某系统的特 征方程为 5432()2266440A s s s s s s =+++++=，利用劳斯判据判定该系统的稳定性。 热工自动控制系统 A 卷 参考答案 二、问答题 T τ0.7