1 學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)一種自動控制系統(tǒng)從該系統(tǒng)的原理中學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)熱能裝置 摘要 ：從系統(tǒng)的原理中，了解熱能裝置的特點(diǎn)。并在這篇論文中根據(jù)它的控制系統(tǒng)分析和研究細(xì)節(jié)，汽缸和蒸汽輪機(jī)整體關(guān)系獨(dú)立的特征是研究完全被認(rèn)同的。通過協(xié)調(diào)控制，影響系統(tǒng)整個操作的最適宜的方法就是采用關(guān)鍵技術(shù)并進(jìn)行學(xué)術(shù)交流；另外，計(jì)算機(jī)處理信息技術(shù)也是非常重要的。還有其它的有助于整個系統(tǒng)操作的方法。 1 引言： 這個系統(tǒng)是一個有特殊結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)整體。它右?guī)讉€相互聯(lián)系、相互影響、并相互獨(dú)立的部分組成。這個熱能裝置有一個典型的系統(tǒng)體系，由發(fā)電機(jī)、 蒸汽氣輪機(jī)、汽缸和許多輔助設(shè)備組成。這種熱能裝置的主要功能是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的所需的極限熱能制造一種抗熱負(fù)載。工程學(xué)系統(tǒng)是被用于學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的科學(xué)，它也是一種被用于處理并完成確切目標(biāo)的理論和方法。根據(jù)熱能裝置的系統(tǒng)原理可以知道，這篇論文已經(jīng)研究和設(shè)計(jì)了這種裝置的協(xié)調(diào)控制體系。 2 學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)一種自動控制系統(tǒng)從該系統(tǒng)的原理中學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)熱能裝置 2。 1 能源裝置自動控制系統(tǒng)的功能 首先，在自動控制系統(tǒng)被研究設(shè)計(jì)前，熱能裝置作為控制體系應(yīng)該深一步進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究。熱能裝置是一種巨大的設(shè)備，也是由發(fā)動機(jī)、氣輪機(jī)、汽缸 和許多輔助設(shè)備組成。它的流程是一個復(fù)雜的干涉線路，尤其是大規(guī)模的能源裝置還是一個典型的非線形的并帶有復(fù)雜輸入輸出并存在變化的復(fù)雜控制裝置。成千上萬的參數(shù)變量是被計(jì)算機(jī)操作和控制的。由于許多不同的操作方程式和轉(zhuǎn)換關(guān)系，各參數(shù)也是變換的，對裝置材料的質(zhì)地要求也是變化的。隨著工業(yè)產(chǎn)量規(guī)模的擴(kuò)大和對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的提高，還有不同的商品對能源負(fù)載的不斷增加，對能源的需求在不斷增加，所以新型的高要求的能源裝置自動控制系統(tǒng)被推出。 （ 1）負(fù)載控制：隨著裝置功能的提高，傳統(tǒng)的負(fù)載控制方式：汽缸帶動氣輪機(jī)或是氣輪機(jī)帶動汽缸已經(jīng)不能 滿足需求，所以我們必須采用更加適宜的負(fù)載控制方案，那就是協(xié)調(diào)控制方案。 （ 2）可靠性：這個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須是可靠的，保證裝置操作的安全性和經(jīng)濟(jì)性。另外，公差等級（精度）等方面也要達(dá)到相應(yīng)的要求，其他技術(shù)、軟件、硬件、自動診斷功能都必須被采用，以提高系統(tǒng)的可靠性。 （ 3）通訊和人機(jī)界面：由于許多參數(shù)需要計(jì)算控制，當(dāng)大規(guī)模的機(jī)器裝置運(yùn)行時(shí)，它的速度變化非常大，通訊系統(tǒng)必須快速及時(shí)反映并且有高的可靠性。人機(jī)界面必需 2 有助于操作人員工作，包括操作端，和大的顯示區(qū)域以便為操作員提供大的關(guān)于整個產(chǎn)品工序的綜合菜單和信息。 2。 2 能源裝置自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造 此裝置的設(shè)計(jì)主要包括控制部分、報(bào)警單元、保護(hù)裝置等。根據(jù)上面的分析，所以我們把這個復(fù)雜的系統(tǒng)分成幾個子系統(tǒng)，并且分析它們彼此之間的聯(lián)系，設(shè)計(jì)子系統(tǒng)的目的是為了使整個系統(tǒng)工作狀況達(dá)到最佳。 （ 1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 它是整個系統(tǒng)的信息中心，迅速提供客觀有價(jià)值的操作記錄，整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是以安全、經(jīng)濟(jì)的設(shè)備操作為基礎(chǔ)的。 功能包括 示、起程提示、桌面功能、打印錯誤清單、并進(jìn)行自檢，科學(xué)計(jì)算，操作向?qū)У鹊取?（ 2） 汽缸控制系統(tǒng)：包括信號分析、控制體系，例如汽缸的震 動控制，蒸汽的溫度，進(jìn)水量的控制，輔助控制等系統(tǒng)，還有安全監(jiān)控和震動處理系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)工作，使汽缸工作安全、高效、穩(wěn)定。以滿足網(wǎng)絡(luò)控制端下達(dá)的各種控制操作的方式的命令。 （ 3） 蒸汽氣輪機(jī)的控制系統(tǒng)：蒸汽氣輪機(jī)控制實(shí)現(xiàn)了負(fù)載控制和循環(huán)速率控制，數(shù)字化的電子水力學(xué)控制。；另外，它的輔助系統(tǒng)包括水標(biāo)準(zhǔn)控制，水壓控制，水壓程度標(biāo)準(zhǔn)控制，加熱器的標(biāo)準(zhǔn)控制等。 （ 4） 輔助系統(tǒng)：除了以上提及的主要系統(tǒng)外，還有過程控制系統(tǒng)，燃料填加控制系統(tǒng)，和一些安全控制系統(tǒng)。主要系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)是一個有機(jī)的整體，通過網(wǎng)絡(luò)信息 交流緊密的聯(lián)系再一起。它們相互滲透，相互依靠，以形成此大規(guī)模裝置的整體部分。 2。 3 設(shè)計(jì)熱能裝置的自動控制系統(tǒng) 從此裝置的控制原理中，我們可分析和學(xué)習(xí)兩個基本反饋控制及汽缸是主運(yùn)動，氣輪機(jī)是從運(yùn)動；另一個是氣輪機(jī)是主運(yùn)動，汽缸是從運(yùn)動。設(shè)計(jì)這兩種反饋控制的目的是再工作中及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題，設(shè)計(jì)出更加合適的控制方法。 2 3 1 汽缸主運(yùn)動氣輪機(jī)從運(yùn)動 這種控制方法首先讓氣輪機(jī)落后強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的需要，然后讓鍋爐隨著蒸汽機(jī)運(yùn)動。它的好處是能充分地使用鍋爐的熱儲積，使裝置比較迅速地對網(wǎng)絡(luò)命令作出相應(yīng)的變動。 但，因?yàn)殄仩t慣性和延遲是非常大的的，前渦輪壓力 章程不可能跟隨負(fù)載章程的速度， 因而 更加巨大的波動， 那些是不利鍋爐的平穩(wěn)操作。裝置的輸出變化速度和變化范圍一定會受到限制。 2 3 2 氣輪機(jī)主運(yùn)動汽缸從運(yùn)動 這種控制方式首先讓汽缸隨著計(jì)算機(jī)下達(dá)的命令運(yùn)作，之后讓氣輪機(jī)跟隨汽缸運(yùn) 3 動。它能更好的維持氣輪機(jī)的壓力穩(wěn)定，有易于汽缸的穩(wěn)定操作，但是它不能完全利用汽缸所積累的熱量來保證裝置的正常輸出，它對負(fù)載的請求反映慢，所以這種控制方式僅能提供裝置基本承受的載荷， 2 3 3 協(xié)調(diào)控制方式 根據(jù)以上的分 析，它必須使汽缸完全的被用于熱量的積累。當(dāng)裝置能夠更好的接受計(jì)算機(jī)所下達(dá)的命令并進(jìn)行安全操作，那是為了當(dāng)負(fù)載改變承受的載荷時(shí)，汽缸的壓變首先在允許的范圍內(nèi)。然后讓能源裝置和壓力控制兩循環(huán)相互影響作用。以至于裝置的輸出能夠很快的和主機(jī)下達(dá)的命令相吻合。這需要裝置穩(wěn)定的操作為保證。 這種實(shí)用方法將適應(yīng)以上提到的前饋控制系統(tǒng)，使汽缸和氣輪機(jī)能夠相互協(xié)調(diào)控制，以便各種各樣的同等的實(shí)用的控制計(jì)劃項(xiàng)目可以被獲得， 例如： 根據(jù)“鍋爐控制系統(tǒng)跟隨蒸汽機(jī)”或“蒸汽機(jī)跟隨鍋爐”。 2 3 3 1 協(xié)調(diào)控制方式的功能 熱能裝置 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)應(yīng)該通常有以下作用： (l)根據(jù)負(fù)載操作的條件和大網(wǎng)絡(luò)的要求選擇不同的負(fù)載命令。 (2)制約裝載指示的變動率。 (3). 計(jì)算負(fù)載最大的可能輸出并且制約最大和極小的高度裝載。 (4). 有 作用。 (5). 根據(jù)裝置操作條件選擇另外運(yùn)行方式。 (6). 計(jì)算實(shí)際負(fù)載輸出。 (7). 讓自動化控制系統(tǒng)有足夠平穩(wěn)的豐富的大量的和更好的規(guī)模。 (8). 有必要的安全措施，例如開始旁路系統(tǒng)和防止蒸汽機(jī)超出限速等， 由于事故，當(dāng)負(fù)載和大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)突然失調(diào)時(shí)。 本負(fù)載協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)在 負(fù)載的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)由二部分組成， 裝載指示過程和鍋爐和蒸汽機(jī)協(xié)調(diào)控制， 工作流程如下圖所示。 4 裝置的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 其中， 裝載指示過程由負(fù)載循環(huán)演算組成， 裝置允許負(fù)載進(jìn)行循環(huán)演算和裝置的循環(huán)制約。 汽缸和蒸汽機(jī)的協(xié)調(diào)控制組成了汽缸控制器和氣輪機(jī)控制器。 熱能裝置協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的實(shí)施 現(xiàn)代大規(guī)模熱能裝置的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的實(shí)施采取分布控制系統(tǒng)，保證裝置的安全經(jīng)濟(jì)操作，實(shí)現(xiàn)裝置的自動化控制。 西門子 選擇以實(shí)現(xiàn)熱能裝置的協(xié)調(diào)控制，其中的幾部分如下圖所示。 5 of 裝置的每個子系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 開始協(xié)調(diào)控制方式。 在這個方式下， 蒸汽機(jī)和汽缸接受負(fù)載的同等指令。 汽缸通過改變的燃燒率維護(hù)主要蒸汽壓力和蒸汽機(jī)壓力和初始設(shè)置值。 當(dāng)前汽缸壓力和設(shè)置值的偏差超出某一極限值， 蒸汽機(jī)主要循環(huán)控制使蒸汽初始值的開放程度受到限制， 由這偏差決定在汽缸之內(nèi)的壓力控制范圍。 3. 結(jié)論 總之 從系統(tǒng)觀點(diǎn)看， 熱能裝置的自動化控制系統(tǒng)被劃分成幾個子系統(tǒng)以及負(fù)載協(xié)調(diào) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施在本文被展示。 大規(guī)模負(fù)載協(xié)調(diào)控制能夠快速的反映和更好的穩(wěn)定性。 使整個熱能裝置達(dá)到最佳運(yùn)轉(zhuǎn)效果是通過子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制來實(shí)現(xiàn)的。 參考 1熊 電廠分布控制系統(tǒng)，科學(xué) 北京 P。 R 中國， 20003 2 應(yīng)用在熱電廠中協(xié)調(diào)了控制系統(tǒng)，電力的科學(xué)和工程學(xué) 2003年 (3) ： 50作者傳記 6 副教授，是博士生在航空學(xué)和航天學(xué)南京大學(xué)。她的研究是瞄準(zhǔn)的 智能控制，系統(tǒng)工程和灰色系統(tǒng)理論。 2002 年 底鍋是一名學(xué)生碩士學(xué)位。她的研究是瞄準(zhǔn)的智能控制理論和它的應(yīng)用。 7 附錄 2 of of 1. 10016 （ 2. 30024 of of on in in a of is By of of is of . of is by 1he is an of is a of is to to is to In It is to in of in to of of of in 2 of 8 of At as is is is a of is of ,is is a of of is of of of s of is of of is So is of （ 1.） of so we is （ 2.） of be of In of be to of （ 3.） to be is is be at of of of In 9 So we in to （ 1.） It is of is of of ,of （ 2 ） as ,in to of in （ 3.） of of （ 4.） a of so as to of of of of we of in to ad be to of is to of is to be to of of 10 of of pt of pt is to of of s be of is to of It be to to it do f to s it is s so is to be to to it of to in is to to of so s of of is to so of to be 。 of of l) to of 2) of 3). of of 4). 5). to 6). 7). 8). as 11 of of of of is of of as n is of of of to of is to of 12 of of of In in of of by is up to of 3. In of of is as as of is 13 in of of is by 1 of 20003 2 2003(3):50 is a is at is a 002 is at