電站過(guò)程自動(dòng)化

序

前言

概論

第一單元電站控制系統(tǒng)對(duì)象分析

模塊一汽包鍋爐蒸汽溫度控制系統(tǒng)的對(duì)象特性

模塊二汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)的對(duì)象特性

模塊三汽包鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的對(duì)象特性

模塊四直流鍋爐的對(duì)象特性

模塊五循環(huán)流化床鍋爐的對(duì)象特性

模塊六單元機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)的對(duì)象特性

第二單元電站控制系統(tǒng)原理與整定

模塊一品質(zhì)指標(biāo)及整定的一般原則和過(guò)程

模塊二單回路控制系統(tǒng)的整定

模塊三復(fù)合控制系統(tǒng)的整定

模塊四多回路控制系統(tǒng)的整定

模塊五多變量控制系統(tǒng)的整定

第三單元電站一般控制系統(tǒng)分析與投運(yùn)

模塊一汽包鍋爐蒸汽溫度控制系統(tǒng)

模塊二汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)

模塊三汽包鍋爐燃燒控制系統(tǒng)

模塊四直流鍋爐控制系統(tǒng)

模塊五循環(huán)流化床鍋爐(CFB)燃燒控制系統(tǒng)

模塊六汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

模塊七煙氣脫硫裝置控制系統(tǒng)

第四單元電站復(fù)雜控制系統(tǒng)分析

模塊一單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

模塊二爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)

模塊三汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)

模塊四汽輪機(jī)監(jiān)測(cè)儀表系統(tǒng)

模塊五火電廠(chǎng)廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控信息系

第五單元電站控制設(shè)備

模塊一變送器

模塊二執(zhí)行機(jī)構(gòu)

模塊三變頻器

模塊四液力偶合器

第六單元電站計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

模塊一DCS的硬件結(jié)構(gòu)

模塊二DCS的軟件組態(tài)

模塊三DCS的人機(jī)接口

模塊四DCS的通信系統(tǒng)

模塊五DCS的可靠性措施

第七單元電站控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)

模塊一檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

模塊二模擬量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

模塊三順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

模塊四聯(lián)鎖與保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

模塊五600MW機(jī)組控制系統(tǒng)分析

參考文獻(xiàn)2100433B

本書(shū)為ASEA培訓(xùn)與考試指定參考叢書(shū)之一。本書(shū)介紹了電站過(guò)程自動(dòng)化的被控對(duì)象、系統(tǒng)整定、系統(tǒng)分析、控制設(shè)備、控制系統(tǒng)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括電站控制系統(tǒng)對(duì)象分析、電站控制系統(tǒng)整定、電站一般控制系統(tǒng)分析、電站復(fù)雜控制系統(tǒng)分析、電站控制系統(tǒng)設(shè)備、電站計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，以及電站控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)等。該書(shū)取材廣泛，重點(diǎn)突出，聯(lián)系實(shí)際，深入淺出。不僅是ASEA培訓(xùn)與考試的指定參考書(shū)，也可供電站自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員或其他工程技術(shù)和管理人員自學(xué)，或作為大專(zhuān)院校有關(guān)專(zhuān)業(yè)教學(xué)參考書(shū)。

《電站設(shè)備自動(dòng)化》《電站設(shè)備自動(dòng)化》《電站設(shè)備自動(dòng)化》是以傳播國(guó)內(nèi)外電站設(shè)備自動(dòng)化為主的技術(shù)刊物。

所載內(nèi)容系本專(zhuān)業(yè)及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)的理論研究、新技術(shù)應(yīng)用、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)(設(shè)計(jì))思想、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況、生產(chǎn)(制造)經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)革新、國(guó)內(nèi)外相關(guān)公司產(chǎn)品的綜述、新技術(shù)連載等等?！峨娬驹O(shè)備自動(dòng)化》的辦刊宗旨是：努力傳播國(guó)內(nèi)外電站設(shè)備自動(dòng)化的新理論和新技術(shù)，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步?！峨娬驹O(shè)備自動(dòng)化》于1976年創(chuàng)刊，1994年成為黑龍江省內(nèi)部報(bào)刊，正在申請(qǐng)成為國(guó)家級(jí)刊物?！峨娬驹O(shè)備自動(dòng)化》由阿城電站設(shè)備自動(dòng)化設(shè)計(jì)研究所主辦，由《電站設(shè)備自動(dòng)化》編輯部編輯出版。2100433B

到2010年前后，設(shè)計(jì)自動(dòng)化主要體現(xiàn)在以知識(shí)工程為核心的知識(shí)自動(dòng)化過(guò)程。特別是，麥肯錫全球研究所2013年發(fā)布的《顛覆技術(shù)：即將變革生活、商業(yè)和全球經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展》報(bào)告中，預(yù)測(cè)了12項(xiàng)可能在2025年之前決定未來(lái)經(jīng)濟(jì)的顛覆技術(shù)，其中就包括了知識(shí)自動(dòng)化的概念。該報(bào)告預(yù)計(jì)到2025年，知識(shí)型工作自動(dòng)化每年可直接產(chǎn)生5.2至6.7萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，不計(jì)自動(dòng)化所帶來(lái)的效率間接提高，相當(dāng)于額外1.1億至1.4 億個(gè)全職雇員的產(chǎn)出。在實(shí)現(xiàn)知識(shí)自動(dòng)化理念的商業(yè)公司中，北京索為高科系統(tǒng)有限公司自主研發(fā)的面向工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的集成化、綜合化集成設(shè)計(jì)平臺(tái)Sysware工程中間件平臺(tái)已經(jīng)走在國(guó)內(nèi)和國(guó)際的前列。

工廠(chǎng)所有者希望他們的設(shè)備能以最低的成本生產(chǎn)最多的產(chǎn)品，而在石油、天然氣和石化等多個(gè)行業(yè)，能源成本占總生產(chǎn)成本的30-50%。因此，通過(guò)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)增效節(jié)能是降低生產(chǎn)成本的有效途徑。

對(duì)于過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)而言，計(jì)算機(jī)程序不僅能夠監(jiān)測(cè)和顯示工廠(chǎng)的運(yùn)行狀況，還能模擬不同的運(yùn)行模式，找到最佳策略以提高能效。這些程序的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)是能夠“學(xué)習(xí)”和預(yù)測(cè)趨勢(shì)，提高了對(duì)外界條件變化的響應(yīng)速度。

過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)中的軟件和控制裝置能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其在最佳速度下運(yùn)行，從而大大降低能耗。它們還能夠確保質(zhì)量的一致性，降低次品率，減少浪費(fèi)。過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)還能預(yù)測(cè)何時(shí)需要對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，從而減少了對(duì)設(shè)備進(jìn)行常規(guī)檢查的次數(shù)。常規(guī)檢查次數(shù)的降低可以減少停止和重新啟動(dòng)機(jī)器所花費(fèi)的時(shí)間和能源。

過(guò)程控制通常是指石油、化工、電力、冶金、輕工、建材、核能等工業(yè)生產(chǎn)中連續(xù)的或按一定周期程序進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制，它是自動(dòng)化（Automation）技術(shù)的重要組成部分。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，過(guò)程控制技術(shù)正在為實(shí)現(xiàn)各種最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、提高經(jīng)濟(jì)效益和勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善勞動(dòng)條件、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等起著越來(lái)越大的作用。

伴隨著過(guò)程控制技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制的工作也在同樣的在不斷的更新?lián)Q代，自動(dòng)化水平不斷的提高。20世紀(jì)70年代中期的DDZ-Ⅲ型儀表，是繼集成電路之后出現(xiàn)的，以集成運(yùn)算放大器為主要放大元件，24V DC為能源，采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制的4～20Ma DC為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的組合型儀表。它在體積基本不變的情形下，大大增加了儀表的功能，工作在現(xiàn)場(chǎng)的DDZ-Ⅲ型儀表均為安全火花型防爆儀表，配上安全柵，構(gòu)成安全火花防爆系統(tǒng)，相當(dāng)安全。因此在化工、煉油等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，并曾一度占主導(dǎo)地位，至今，一些中小企業(yè)及大企業(yè)的部分裝置仍在使用。進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，由于微處理器的發(fā)展，又出現(xiàn)了DDZ-S型智能式單元組合式儀表。它以微處理器為核心，能源、信號(hào)都能于DDZ-Ⅲ型，其可靠性、準(zhǔn)確性及功能等都遠(yuǎn)遠(yuǎn)由于DDZ-Ⅲ型儀表。

二、畢業(yè)設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

自從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，由于各種高新技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)和生產(chǎn)以微型計(jì)算機(jī)為核心，控制功能分散、顯示操作集中，集控制、管理于一體的分布式控制系統(tǒng)（DCS），從而將過(guò)程控制儀表及裝置推向高級(jí)階段。同時(shí)，可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用也從邏輯控制領(lǐng)域向過(guò)程控制領(lǐng)域拓展，以其優(yōu)良的技術(shù)性能和良好的性能/價(jià)格比在過(guò)程控制和控制領(lǐng)域中占據(jù)了一席之地。此外，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)這種用于現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種開(kāi)放式、全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、多變量、多點(diǎn)、多站的通信系統(tǒng)，使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備能完成過(guò)程的基本控制功能外，還增加了非控制信息監(jiān)視的可能性，越來(lái)越受控制人員的歡迎。

過(guò)程控制系統(tǒng)及其實(shí)施工具——儀表的發(fā)展用“突飛猛進(jìn)”和“日新月異”來(lái)形容絲毫不過(guò)分，新型控制系統(tǒng)和新型控制工具還在不斷地推出，可以說(shuō)生產(chǎn)過(guò)程控制技術(shù)是極有挑戰(zhàn)性的學(xué)科領(lǐng)域。2100433B