《热工控制仪表绪论》PPT课件

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1、热工控制仪表沈阳工程学院自动控制系热控教研室杨庆柏二00六年三月第一章绪论第一节热工控制仪表的作用第二节热工控制仪表的发展历史第三节热工控制仪表分类第一节热工控制仪表的作用钱伟长讲话,仪器仪表是信息工业的源头。供电质量要求锅炉、汽轮发电机运行稳定，被控参数保持在规定值，这个任务由控制仪表组成的系统自动完成，它是电厂的中枢神经。见图1—2控制机构控制对象执行器控制器变送器干扰工质被控参数热工控制仪表热工过程控制仪表含义：从被控参数到执行机构输出之间的全套自动化仪表的总称。控制质量好坏取决于哪些因素：（1）设计是否合理（2）控制对象的动态特性（3）控制仪表的工作特性（4）控制器整定参

2、数的选择如果控制仪表的工作特性不好控制质量就不好。第二节热工控制仪表的发展历史在新中国成立后的50多年中，我国火电厂热工控制仪表方面的变化可谓日新月异，它要超过火电厂中任何其他方面的变化。50年代，锅炉和汽轮机容量都很小，系统简单，只有少量的简单直接作用式自动调节，如锅炉汽包的水位调节。随着机组容量的增大，参数的提高和采用煤粉燃烧后，对自动调节的要求也就提高了，自动调节项目也增多了。除汽包水位调节外，还有燃料、风量、炉膛负压、蒸汽温度等，但实际投入自动的多为汽包水位和炉膛负压调节，其他项目很难投入，自动投入率在40％～60％。长期造成自动调节投入率低的原因有两个：一是热工控制仪表

3、落后、质量差；二是控制对象的可控性差。这个时期应用的热工控制仪表，主要是从前苏联进口的机械式调节器、电子式调节器，还有我国仪表部门参考苏联仪表研制出的DDZ-I电动单元组合仪表和气动单元组合仪表QDZ。60年代，我国仪表部门研制出采用统一信号制(0～10mA)的DDZ-Ⅱ型电动单元组合仪表，但DDZ只能执行PID控制，很难适应复杂控制对象的要求。70年代，仪表部门又参考日本等国的仪表研制了DDZ-Ⅲ(4～20mA)型电动单元组合仪表、组件组装仪表TF-900、MZ-Ⅲ和SPEC-200。组件组装仪表的特点是功能组件化，选择功能组件可以组成较复杂的控制系统。但是由于电子元器件质量不

4、好，容易损坏，造成自动控制系统失灵，致使许多自动控制系统不能投入自动。80年代，以微机为基础的分散控制系统(DCS)进入国内电站，很快解决了长期存在的热工控制仪表问题。由于DCS采用大规模集成电路，提高了可靠性，并且用软件编程的方式，可以实现复杂对象的各种控制规律，还可与保护、连锁条件互联，大大提高了控制系统的功能，经试点后很快得以推广，成为今天的主要热工控制仪表。DCS的出现导致了控制领域中根本性的转变，它宣告了机械式和模拟式仪表的种种局限已经一去不复返了。90年代，我国又开发研制出以微机芯片为基本器件的DDZ-S型第四代电动单元组合仪表。在火电厂一度使用过的STB(类似VI8

5、7、KMM)等控制器就是属于DDZ-S型系列仪表中的一个单元仪表，本书介绍的SKJ、SKD也是属于DDZ-S型系列仪表中的一个单元仪表。在这个时期，现场总线控制系统（FCS）也出现了，但在火电厂应用FCS一直存在争议，致使FCS在火电厂的应用搁浅。第三节热工过程控制仪表的分类一、按所用能源形式分二、按功能结构形式分三、按输出信号是否随时间连续变化分一、按所用能源形式分（1）自力控制仪表（2）液动控制仪表信号传输速度为音速（340m/s），体积大，动作慢（油黏滞而不能远传），易发生火灾（油容易渗漏），但功率大。（3）气动控制仪表信号传输速度也为音速，不怕电磁干扰，防爆，但须设置专用

6、空压机并对气源质量要求严格。（4）电动仪表信号传输速度为光速（300000km/s），便于集中控制，但怕电磁干扰。（5）混合仪表电-液混合，例如DEH。电-气混合，例如FP302（现场总线-气压转换器）二、按功能结构分（1）基地式仪表在被控对象附近，多种功能部件（或传感器、控制器、执行器装在一起，或传感器、控制器装在一起，或控制器、执行器装在一起，结构紧凑）设计成一个整体。例如B系列，KF系列。（2）单元组合式仪表积木式，各单元仪表为一个“积木”，这种仪表是通用的，DDZ－Ⅱ、DDZ－Ⅲ、DDZ－S，被调参数性质（如温度、压力、流量、物位等）取决于所配的变送器。（3）组装式仪表柜

7、装仪表，两大部分：柜和台TF－900、MZ－Ⅲ（4）单回路调节器“危险”分散到极点——单回路。KMM、VI87（5）分散控制系统（DCS）集四C技术为一体，分散控制，管理集中。第一代DCS:NETWORK90、TDC-2000、Teleperm-m第二代DCS:INFI－90、HIACS－3000、MAX－1000、Telerperm-me,WDPF,I/A；第三代DCS:Symphony、HIACS-5000、Telerperm-xp、Ovation、XDPS、MACS；第四代