大型发电机组控制必背知识点

大型火电机组自动化复习资料背诵版11.火力发电厂生产过程有哪些主要特点？相应的有哪些控制要求？答：（1）电厂的产品（电能）尚不能大量地贮存。要求：火电厂生产过程必须是连续的，应对负荷变化具有很强的适应能力，电力生产不同于其他工业，其生产的连续性和负荷的适应性要求极为严格，必须通过有效地控制手段予以保证。（2）火电厂是一个能源转换大户。要求：各生产设备必须采用先进的自动化装置，构成功能齐全的自动化系统，充分发挥计算机在机组运行监测、控制、管理上的作用，控制发电机组及其辅助设备在优良的状态下运行，最大限度的发挥机组设计效率，提高电力生产经济性。（3）热力设备众多﹑系统庞大﹑生产过程复杂。要求：发电机组的运行状态控制，必须具备协调不同设备工作的能力，保证各生产设备在运行中有机结合、协调工作、可靠运转。（4）大多数生产设备长期处于恶劣的工作条件或某种极限状态下运行。要求：对主要运行设备必须进行经常性的在线状态监测，而且火电厂的自动化系统必须具备一定的故障预测、判断、保护、处理、追忆与分析等功能。为迅速分析事故原因和妥善处理已发生的事故提供依据，保障设备处于完好的运行状态。2.计算机控制系统按其功能分有哪几类？HCS的突出特点何在？数据采集与处理系统、直接数字控制系统、操作指导控制系统（又称计算机开环监督控制系统）、监督控制系统、分级控制系统。HCS是一个集控制和管理为一体的工程大系统，它采用纵向分层﹑横向分散的处理方法，突出体现了系统工程中“分散”与“协调”的概念，能有效地解决大型工业生产过程全局总目标和总任务的控制、管理及优化的问题。多功能分级控制系统的最优化目标函数包括：产量最高﹑品质最好﹑原料和能耗最少﹑成本最低﹑设备状况最佳﹑可靠性最高﹑环境污染最小等各项指标，它体现了技术﹑经济﹑环境等多方面的要求。3.集中型计算机控制系统存在哪些严重不足？•危险高度集中•软件庞大复杂，开发的难度大、周期长；•计算机工作负荷大，影响系统的实时性与正确性。4.何谓“综合自动化”？“热工自动化系统”？综合自动化：综合自动化是在对各局部生产过程实现自动控制的基础上，从全局最优的观点出发，把企业各类运作体系视为一个整体，在新的管理模式和工艺指导下，综合运用现代科学技术与手段，将各自独立的局部自动化子系统有机地综合成一个功能较为齐备的，可对生产过程的物质流、管理过程的信息流、决策过程的决策流等进行有效控制和协调的全局自动化，适应生产和管理过程在社会发展的新形势下提出的高速度、高效率、高性能、高灵活性和低成本的综合要求。综合自动化是一种集控制、管理、决策为一体的全局自动化模式。热工自动化系统：是指与控制对象的条件和要求相适应的一整套具有:热工参数检测（monitor）、报警（alarm）、控制（control）、连锁保护（protection）等功能的自动化装置集成。即需要对锅炉、汽轮发电机组、热力系统、燃烧及煤粉制备系统、除尘、脱硫、除灰、除渣、供水、水处理、燃油供应、火大型火电机组自动化复习资料背诵版2警检测、消防联动、环境监测……等所需的仪表和控制设备,作统一的系统配置、布置安装、连接接线。二．分散控制系统的结构和特点1.何谓分散控制系统？分散控制系统是一个多重物理资源和逻辑资源(多计算机或处理单元，多数据源，多指令源和程序)分布，采用某种互连网络或通讯网络进行资源互连，具有高度的局部资源自治能力、资源间的相互配合能力和资源的整体协调与控制能力，可实现分布资源的动态管理和分配、分布程序的并行运行、功能分散的计算机网络控制系统。2.分散系统的“分散”体现在那几个方面？同时又在哪几个方面体现了“集中”？各种“分散”含义为何？分散控制系统的基本特征是分散控制，即将自治的控制功能归入各分散控制单元(DPU)使其按一定的控制策略长期可靠地自动进行。分散控制系统的含义，着重体现在“分散”上，即：【配置分散。针对各被控设备的地理位置分散，强调相应地系统控制设备也分散配置。即采用多台以微处理器为基础分散控制单元分别承担不同的控制任务，每个分散控制单元有自己的输入/输出(I/O)，常规的或先进的控制算法，甚至自整定控制功能等。【功能分散。是指控制系统所具有的功能是分散的。即计算机控制系统系统的数据采集、过程控制、运行显示、监控操作等各项功能是分散建立的。【数据库分散。系统的数据库可分散设置在不同分散的控制单元中，同时兼为全系统共享。【通信分散。系统网络可由分散的、不同的各种网络构成局域网，使各分散控制单元在网络中可以自由通信。【负荷分散。一个分散控制单元仅承担局部控制回路或子系统的控制任务，整个系统的控制任务可合理分摊给各分散控制单元，使各分散控制单元的工作负荷均匀分散。【危险分散。上述的“分散”实现了整个系统的危险性分散。在分散的基础上，分散控制系统又可将运行的操作与显示集中起来，所以它又称之为集散控制系统。3.分析某一分散系统的结构（标示设备、系统组成主要硬件设备系统网络形式，系统结构形式系统结构层次）。没办法答4.与常规模拟控制系统和集中控制系统相比，分散控制系统有哪些特点？DCS融合了先进的“4C”技术，采用了标准化、模块化、系列化的设计和全方位(纵向、横向)分散的结构体系，使之与常规的模拟控制系统和集中式计算机控制系统相比，具有它自身的特点：1.分散度高、管理集中2.功能齐全、算法丰富3.自律性强、安全性高4.界面友好、使用简便5.易于扩展、开放性好6.组态灵活、适应性强7.实时性好、协调力强8.技术先进、可靠性高9.在线性好、可用率高大型火电机组自动化复习资料背诵版310.安装简单、调试方便三、分散控制系统的主要硬件1.何谓DCS的“现场控制单元”何为“现场控制单元”的核心部件现场控制单元是一个以微处理器为核心的、按功能要求组合的各种电子模件的集合体，并配以机柜和电源等而形成的一个相对独立的控制装置。是DCS中与现场关系最密切最靠近生产现场的控制装置。现场控制单元一般是由机柜、电源、I/O通道、以微处理器为核心的功能模件等几部分组成。2.何谓“I/O”模件？其作用何在？“I/O”模件为DCS的各种输入/输出信号提供信息通道的专用模件，称为I/O模件。*、对生产现场的模拟量信号、开关量信号、脉冲量信号进行采样、转化、处理成微处理器能接收的标准数字信号。*、将微处理器的运算输出结果（二进制码）转换、还原成模拟量或开关量信号，去控制现场执行机构。分类模拟量输入模件、模拟量输出模件、开关量输入模件、开关量输出模件、脉冲量输入模件。3.何谓“OIS”“EWS”？它们有什么作用？火电厂“OIS”“EWS”具有哪些基本功能？“OIS”操作员站(OIS)是一个设置在机组的集控室内的操作员工作台,是运行操作人员与生产过程之间的一个交互窗口。它把系统的绝大多数显示和操作内容集中在屏幕的不同画面和操作键盘上,使运行操作人员的控制台盘体积、人工监视面大大减少,且对系统的操作也更为便利化。基本功能包括：1、收集各现场控制单元的过程信息，建立数据库；2、自动检测和控制整个系统的工作状态；3、在屏幕上显示各种参数、画面以及用户自定义；4、各种表格、曲线打印以及屏幕拷贝；5、在线变量计算、控制方式切换，可实现DDC控制、逻辑控制和设定值指导控制等；6、进行生产效率、能源消耗、设备寿命、成本核算、……等综合计算和生产管理；7、具有磁盘操作、数据库组织、显示格式编辑、程序诊断处理等在线辅助功能。结构：•高档微处理器(CPU)；•显示处理与报警设备；•存储设备(RAM、ROM、硬磁盘、软磁盘、光盘等)；•输入及操作设备（键盘、鼠标或轨迹球）；•输出及记录设备(打印机、拷贝机)；•通讯接口；•固定以上设备的台架（操作台）等构成。“EWS”工程师工作站（EWS）火电厂DCS的工程师工作站（EngineeringWorkingStation简称EWS）是一套硬件和软件一体化的设备，是为系统工程师现场工作提供的一个重要人机接口和中心工作站，是专门用于系统设计、开发、组态、调试、维护和监视的工具。大型火电机组自动化复习资料背诵版41、系统组态：确定硬件组态、连接关系、控制逻辑和控制算法等。2、OIS组态：实现对操作员接口进行组态。3、在线监控：具有OIS的全部在线监控功能。4、文件编制：支持表格数据和图形数据两种格式的文件系统；支持工程设计文件建立和修改；支持文件编制的硬件设备（如打印机），可以输出所感兴趣的文档资料。5、故障诊断：自动识别DCS中任何一个设备的故障；确定故障的类型和故障的严重性；快速处理查错信息。EWS有两种基本型式：1、EWS与OIS合为一个整体。2、EWS相对独立。3.何谓DCS“功能仪表”？包括哪些基本设备？是为方便实现某些特定功能（现场组态、参数调整、专项监视和实现手动直接控制等）而设置的人机接口设备。是OIS和EWS之外的一种扩展。设备包括：组态调整装置、模拟量控制站、数字逻辑站、数字指示站。（设备功能太多，目测不会考）4.DCS常用的通讯介质有哪些？各自有何优缺点？双绞线、同轴电缆、光缆，四、分散系统的主要软件1.试分别叙述现场控制软件、工作站软件所处基本位置和基本用途。现场控制软件：置于现场控制单元之中，用于实现现场数据采集、数据处理、控制运算、控制输出、实时数据库等功能的应用软件。工作站软件：置于工作站之中，用于人机交互、系统运行与管理、系统功能开发、控制系统组态、系统维护等功能的各类软件。2.何谓“数据结构”？数据结构研究的基本内容是什么？现场控制单元通常定义了哪几种数据结构？数据是描述客观事物的数和字符。计算机中的数据是计算机所能识别的代码，并可供计算机程序处理的符号的集合。为了便于数据的查找和修改，计算机必须按照一定的规则来组织数据使之彼此相关，这种数据彼此之间存在的逻辑关大型火电机组自动化复习资料背诵版5系称之为数据结构。研究的基本内容没看到典型的现场控制单元为例,定义数据结构有：（1）模拟量输入和输出数据结构（AN结构）；（2）开关量输入和输出数据结构（DG结构）；（3）计算量(模拟计算量)数据结构（AC结构）；（4）开关量点组合结构（GP结构）。3.试建立具有积分分离特性的增量式不完全微分PID控制算法的数学模型。4.常见PID算法改进方案有哪些？它们各应用于哪些场合？积分分离PID算法：积分作用主要是用来消除稳态误差，但会导致系统的稳定性下降，超调量增大，当输入偏差变化较大时，这种影响更为明显。其主要原因是在动态过程的初始阶段，积分作用有一定的负面影响。因此，很多应用场合在PID算法中加入一个“控制开关”，控制积分作用的投/切，实现积分分离算法，改善控制特性。不完全微分PID算法实际计算机控制系统的输入回路都设置了一级低通滤波器，来限制高频干扰的影响。带死区的PID算法：许多实际控制过程中，往往希望过程变量在偏离设定值不太大时，不要产生控制作用，以避免过程变量出现低幅高频率抖动。而只有当偏差值超过某个范围时再实施PID控制作用。5.分散控制系统的组态软件一般采用何种类型的语言？该种类型语言具有哪些特征？面向过程的语言（组态软件）是面对生产过程控制的应用需求、可按人们常规思维和语言方式对控制过程进行直接描述的一种语言。对某些工程问题（如PID控制算法）已进行规范化处理，编制过程控制软件时，不必涉及问题的解法和了解计算机内部工作原理，只需根据控制过程要求用简单的特殊的语句告诉计算机按一定步骤去“干什么”，无需说明“如何干”。五、分散控制系统的通信1.试述数据通信系统的基本组成一个最基本的通信系统，是由信息源、发送装置/接收装置、信道、通信控制部件、信息宿等部分组成。信息源是将要被传输(发送)的数据信息；通信控制部件是通信数据处理子系统，负责实现计算机内部代码与通信编码之间的转换，以及网络控制方式、同步方式、差错控制和通信软件的选择与执行。信道是信息传输通道，它包括传输介质（线路）和有关的中间通信设备.收/发装置（调制解调器）是一个以信息的发送、收集、分配和转贮为目的的数据传输子系统，它只负责保证数据准确无误的传送，不涉及对数据信息的加工处理