电厂自动化基础知识

火电厂自动化基础知识计算机控制及自动调节概述自动调节概述了解自动调节的基本知识，建立自动调节的概念人工调节与自动调节•所谓自动控制是指在没有人直接参与的条件下，自动控制装置使生产设备或生产过程按预定的目标进行的一切技术手段。•热力过程自动控制主要包括自动检测、自动调节、顺序控制及自动保护四项内容。•所谓人工调节是指运行人员根据对参数变化原因的分析，人工操作某一阀门或挡板的开度，改变流入量或流出量，使参数恢复到给定值。•为了使被调量恒定或按规律变化，采用一整套自动调节装置来代替运行人员的操作，这种用自动控制仪表进行的操作称为自动调节比较自动调节领域中常用技术用语•调节对象•被调量•给定值•扰动•调节量•调节机构•基本扰动：被调节的生产过程或生产设备：需要加以调节的物理量：被调量所应保持的希望值：引起被调量偏离给定值的各种因素：使被调量恢复到给定值的物理量：实现调节作用的装置：由调节机构产生的扰动自动调节系统的组成•采用自动化仪表和装置来自动完成调节任务的系统，称为自动调节系统。•由广义调节器和调节对象两类设备组成•闭合回路•起调节作用的整套仪表和装置，包括传感器、变送器、定值器、调节器和执行器等，称为广义调节器。•被调节器所控制的生产设备，即调节对象。自动调节系统的分类方式•按调节系统的结构不同分类•按给定值不同分类•其他分类按调节系统结构分类•复合调节系统按给定值不同分类自动调节系统•定值调节系统•随动调节系统•程序调节系统其他分类计算机控制基础计算机控制系统的组成及各部分的作用计算机控制系统•计算机控制系统的组成及各部分的作用•硬件部分•软件部分•软件部分•硬件部分通用计算机控制台控制机软件系统的结构系统软件•操作系统•实时操作系统•数据库系统•Windows95、98、me、nt、2000、xp、2003、unix、linux•多任务多道程序，完成实时控制任务，与通用操作系统差别为保证实时。•有组织动态地存储关联数据，方便多用户访问的用于数据处理的综合软件技术。应用软件•解决实际问题•面向问题的语言•模块化•简单组态计算机控制系统组成•被控对象•自动化仪表•外围设备•主机•外部设备•软件系统计算机控制系统的特点•环境适应性强•控制实时性好•运行可靠性高•有完善的人机联系方式•有丰富的软件过程通道说明各种过程通道的组成及作用过程通道原理模拟量输入通道模拟量输出通道开关量输入通道开关量输出通道信号处理、控制算法简单介绍数字滤波和标度变换标度变换分散控制系统DCS一、什么是DCS？DCS的全名是DistributedControlSystem,它的中文名字叫分散控制系统，它还有一个名字，叫集散控制系统(TotalDistributedControlSystem)。它主要应用于工程控制。而DCS的出现解决了集中型计算机控制所存在的问题。目前的DCS是指出现于20世纪70年代中期，是以微处理器为基础的分散型计算机控制系统。过程控制对象的特点是控制回路较多，若采用集中型计算机控制，则主要有3个问题：1，危险过于集中；2，单台计算机很难完成所有的控制；3，开发周期过长。下图目前DCS的组成简图：过程控制单元是以微处理器微基础的微机结构，具有几十种或上百种运算功能，可以独立地对回路进行各种复杂控制。各控制单元通过通讯系统集中到中央操作站，进行全系统地综合管理。层次化已经成为目前DCS的体系特点。DCS充分体现了分散控制，集中管理的思想。DCS的功能一般可以分为以下的4级：二、DCS的功能分层体系：·市场和用户分析·定货和销售统计·销售计划·产品制造协调·合同事宜·期限监测等·规划产品结构和规模·产品监视·产品报告·工厂生产监视·过程操作测试·装置间协调·优化过程控制·自适应控制·错误检测·数据存档·过程数据采集及检查·开环和闭环控制·设备监测和系统测试及诊断·实施安全性、冗余化措施现场设备工厂经营管理级生产管理级过程管理级直接控制级1，直接控制级：这一级是DCS的基础。在这一级里，过程控制计算机直接与现场各类装置，如变送器、执行器、电动机等相连，对所连接的装置实施检测、控制，同时它还与上一级的计算机相连，接收上层的管理信息，转化为命令发给现场装置，并向上一级传递装置的特性数据和采集到的实时数据。这一级的计算机是过程控制单元，简称DPU。DPU的工作是独立的，即当上层计算机与之失去通讯时也能维持对现场装置的控制。2，过程管理级：这一级的计算机主要有操作员站、工程师站、服务器等。它综合监视各DPU传递的所有信息，集中显示操作，控制回路组态和参数修改，优化过程处理等等。操作员一般使用操作员站来监控现场参数和设备，工程师站由维护人员使用来对组态进行修改。这一级计算机与DPU进行通讯，操作人员对现场设备的操作命令是发给DPU的，只有DPU才能直接控制现场的设备。3，生产管理级：该级计算机协调各单元的参数设定，是生产的总协调员。4，工厂经营管理级：这一级居于中央计算机，并与办公自动化连接起来，担任全厂的总体协调管理，包括各类经营活动、人事管理等等。三、DCS的发展：DCS出现于20世纪70年代中期，发展至今已有近30年。，经历了两代历程，现正向更新的第三代发展。1，第一代DCS：20世纪70年代中期至后期推出的DCS称为第一代DCS。监控计算机CRT操作中心高速数据通道过程控制单元数据采集装置第一代DCS的结构简图2，第二代DCS：进入20世纪80年代，由于微机技术的成熟和局部网络技术的进入，使DCS进入的第二代。第二代DCS是以局域网（LAN）为主干来领导全系统进行工作。系统中各单元都可以看作网络接点。不同的局域网可通过网桥进行通讯。操作员站工程师站DPUDPU网桥其它工业网络3，第三代DCS：随着网络技术的进步，特别是局域网络技术的飞速发展，DCS进入了第三代。它的主要变化是局部网络采用了MAP等工厂系统通用的总线型通讯协议，可直接与智能仪表进行通讯，软硬件的变化很大，但总体结构变化不大。节点站节点站网桥主计算机智能变送器智能仪表操作站四、DCS的特点：与其它计算机控制系统，特别是集中型计算机控制系统相比，集散控制系统有以下特点：1，自主性系统中各工作站独立自主地完成分配给自己的规定任务，并通过网络接口涟接起来。系统地控制功能分散，负荷分散，从而危险分散。2，协调性各工作站通过通信网络传递各种信息，协调工作，以完成控制系统的总体功能。3，友好性DCS采用实用而简洁的人机会话系统，丰富的画面显示，具有实时的菜单功能，方便的操作器，如键盘、鼠标等。4，适应性DCS的硬件和软件均采用开放式、标准化和模块化设计，系统为积木式结构，配置灵活，可以适应不同用户的需要。可以根据生产的要求，改变系统的大小。在工厂改变生产工艺和生产流程时，只需改变某些配置和控制方案。5，在线性通过通讯接口和I/O接口，可对过程对象进行实时采集、分析、记录、监视和操作，以及对系统结构和组态回路的在线修改、局部故障的在线维护等等，提高了系统的可用性。6，可靠性DCS广泛采用了冗余技术、容错技术。各单元都具备自诊断、自检查、自修理功能，故障出现时还可自动报警。由于采用了种种有效措施，使得DCS的可靠性和安全性大大提高。7，可扩展性DCS中的控制单元，既可独立工作、自成系统，独立地控制某些对象，又可在需要的时候方便地连入通信子网，这是第一重可扩展性；当许多设备通过通信子网连成集散系统后，若需要可方便地删除其中的设备，也可增加设备，这是第二重可扩展性；通信子网本身也可以扩展延伸，这是第三重可扩展性。谢谢大家！再见！