控制装置与仪表A-DCS部分-参考资料(修改版)
- 格式：doc
- 大小：851.50 KB
- 文档页数：9
控制装置与仪表A （DCS 部分）课程设计
一、串级汽温控制系统的工作原理
图1所示的串级汽温控制系统，只要导前汽温2θ发生变化，副调节器P 就去改变减
温水流量θW ，初步维持后级过热器入口汽温2θ在一定范围内，起粗调作用。
而过热器出口
汽温1θ的控制，则是通过主调节器PI 来校正副调节器工作，只要1θ未达到给定值，主调节
PI 的输出信号就不断递变化，使副调节器不断去控制减温水喷水量θW 的变化，直到1θ恢复
到给定值为止。
稳态时，导前汽温2θ可能稳定在与原来数值不同的数值上，而主汽温1θ则
一定等于给定值。
图1 串级汽温控制系统工作原理
在串级汽温控制系统中，由于两个回路的任务及动态特性不同，可以选用不同的调节
器。
副回路及副调节器的任务是快速消除内扰，要求控制过程的持续时间较短，但不要求无
差，故一般可选用纯比例调节器。
当到前汽温惯性较大时，也可选用比例微分调节器。
主回
路及主调节器的任务是维持1θ恒定，一般选用比例积分调节器。
当过热器惰性区较大时，
也可选用比例、积分、微分调节器。
二、串级汽温控制系统设计
锅炉过热汽温控制采用串级汽温控制系统,控制系统方框图如图2:
已知系统中被控对象的传递函数为: 被控对象导前区：2220.8()(115)
W s W s θθ∆=-=-∆+（℃/%） 被控对象惰性区：3211)
201(125.1)(s s W +=∆∆=θθ（℃/℃）
图2串级汽温控制系统构成
串级组态仿真方案一：这种方案简单，建议使用这种方案进行串级仿真实验。
为了更加形象地显示串级系统的控制作用，可以假设一个简单的对象模型，如图中红色框内所示，使用SAMA模块搭建，仅用来示意，实际中对应具体的被控对象，在控制逻辑组态图中没有这部分内容。
红色框内产生PV1主汽温度、PV2导前汽温，接受从控制器来的OP阀门开度信号。
该控制对象的建立参考某电厂锅炉参数，使用某设计值下的参数作为系统的静态点，在该静态点情况下，工况不再发生变化，无外界干扰，仅由减温水来调节蒸汽温度。
系统的静态平衡状态描述如下：
1、上一级过热器出口温度：71号模块设定为定值520度，该温度测点在喷水减温器之前。
2、末级过热器出口温度：SP设定值为540度，为末级过热器出口温度。
系统在稳态下，喷水减温器之前温度值为520度（模块71），减温水阀开度为50%，经减温器（传递函数w2，模块69）引起40度的温降，形成末级过热器进口温度480度（模块70的输出）；
实际末级过热器进口温度经惰性区（传递函数w1，模块70），得到最终的末级过热器温度（模块72输出）。
以上描述为某严格静态点的平衡状态，仅为示意，省略和简化了很多因素，更合理的模型建立方式是采用机理建模方法，构成整个电厂热力系统模型。
在该简化模型基础上，可以进行以下实验内容：
1、主汽温度设定值的变化：将设定值SP（模块68的SP输出）进行改变，例如545或535度，观察自动调节系统的状态和工作变化。
2、上一级过热器出口温度的变化：改变模块71的输出，表示上一级过热器出口温度发生了变化，实现扰动，观察自动调节系统的克服扰动的能力。
串级组态仿真方案二：这种方案更复杂。
为了更加形象地显示串级系统的控制作用，可以假设一个简单的对象模型，如图中红色框内所示，使用SAMA模块搭建，仅用来示意，实际中对应具体的被控对象，在控制逻辑组态图中没有这部分内容。
红色框内产生PV1主汽温度、PV2导前汽温，接受从控制器来的阀门开度信号。
该控制对象的建立参考某电厂锅炉参数，使用某设计值下的参数作为系统的静态点，在该静态点情况下，工况不再发生变化，无外界干扰，仅由减温水来调节蒸汽温度。
系统的静态平衡状态描述如下：
1、上一级过热器出口温度：73号模块设定为定值511度，参考了某300MW机组的上一级过热器出口温度，该温度测点在喷水减温器之前。
2、末级过热器进口温度：69模块设定为定值503度，参考了某300MW机组的末级过热器进口温度，该温度测点在喷水减温器之后；
3、末级过热器出口温度：SP设定值为540度，为末级过热器出口温度。
系统在稳态下，喷水减温器之前温度值为511度（模块73），减温水阀开度为10%，经减温器（传递函数w2，模块70）引起8度的温降，形成末级过热器进口温度503度（模块66的输出）；
实际末级过热器进口温度与平衡状态下末级过热器进口温度（503度）相减，得到导前温度的变化量（模块67的输出），经惰性区（传递函数w1，模块68），得到减温水变化引起的惰性区温度变化（模块68的输出），与末级过热器进口温度（503度）和过热器受热面吸热温升（37度，模块71）相加起来，得到最终的末级过热器温度（模块70输出）。
以上描述为某严格静态点的平衡状态，仅为示意，省略和简化了很多因素，更合理的模型建立方式是采用机理建模方法，构成整个电厂热力系统模型。
在该简化模型基础上，可以进行以下实验内容：
1、主汽温度设定值的变化：将设定值SP（模块76的输出）进行改变，例如545或535度，观察自动调节系统的状态和工作变化。
2、上一级过热器出口温度的变化：改变模块73的输出，表示上一级过热器出口温度发生了变化，实现扰动，观察自动调节系统的克服扰动的能力。
3、过热器受热面吸热量的变化：改变模块71的输出，表示过热器受热面吸热量发生了变化，吸热温升改变，实现扰动，观察自动调节系统的克服
扰动的能力。
三、上机要求：
1、参考《过程控制》实例《二级减温调节系统》，自学系统原理并总结学习内容。
2、完成数据库组态、SAMA图组态、流程图组态、操作器组态，并研究报警软件。
3、进行参数整定与系统调试，实现手动操作、手自动无扰切换、定值扰动、外部扰动。
组态实时趋势观察SP、PV、OP的输出。
4、记录设计过程，完成报告。
