控制專業培訓課件基礎知識--熱工測量與自動化控制系統概述DCS控制系統介紹DEH控制系統介紹TGC控制系統介紹邏輯圖介紹連鎖保護介紹主要內容

基礎知識-熱工測量

第一章測量的基本知識第二章溫度檢測方法及儀表第三章壓力檢測方法與儀表第四章流量檢測方法及儀表第五章水位檢測方法第一章測量的基本知識著名科學家門捷列夫有一句名言：

“沒有測量，就沒有科學。”

５月２０日“世界計量日”。第一節測量的意義和測量方法一、測量的意義測量是人類對自然界中客觀事物取得數量觀念的一種認識過程。在這一過程中，人們借助于專門工具，通過試驗和對試驗數據的分析計算，求得被測量的值，獲得對于客觀事物的定量的概念和內在規律的認識。

測量技術可分為若干分支，如力學測量、電學測量、光學測量、熱工測量等。熱工測量是指:溫度、濕度、壓力、流量、煙氣成分等參數的測量。二、測量方法測量的定義：就是用實驗的方法，把被測量與同性質的標準量進行比較，確定兩者的比值，從而得到被測量的量值。簡而言之，就是實現被測量與標準量比較的方法。使測量結果有意義的要求：（1）用來進行比較的標準量應該是國際上或國家所公認的，且性能穩定。（2）進行比較所用的方法和儀表必須經過驗證。測量的基本方程式：X=aU

式中，X——被測量；

U——標準量（即選用的測量單位）；

a——被測量與標準量的數字比值。測量方法的分類（按測量結果產生的方式分）：（1）直接測量法：使被測量直接與選用的標準量進行比較，或者預先標定好了的測量儀表進行測量，從而直接求得被測量數值的測量方法。（2）間接測量法：通過直接測量與被測量有某種確定函數關系的其它各個變量，然后將所測得的數值代入函數關系進行計算，從而求得被測量數值的方法。（3）組合測量法：測量中使各個未知量以不同的組合形式出現（或改變測量條件以獲得這種不同組合），根據直接測量或間接測量所獲得的數據，通過解聯立方程組以求得未知量的數值，這類測量稱為組合測量。這種測量方式比較復雜，測量時間長，但精度較高，一般適用于科學實驗。測量系統由四個基本環節組成：傳感器、變換器或變送器、傳輸通道和顯示裝置。第二節測量系統的組成及其功能一、測量誤差的表示方法1．絕對誤差

測定值與被測量真值之差稱為測量的絕對誤差，或簡稱測量誤差。

δ=x－X0

式中，δ——測量誤差；

x——測定值（例如儀表指示值）；

X0——被測量的真值。第三節測量誤差與測量精度2．相對誤差示值的絕對誤差與約定值之比值稱為相對誤差，其為無量綱數，以百分數表示。一般約定值m有如下幾種取法：m取測量儀表的指示值x時，γ稱為標稱相對誤差；m取測量的實際值X時，γ稱為實際相對誤差；m取儀表的滿刻度值時，γ稱為引用相對誤差。對于相同的被測量，用絕對誤差評定其測量精度的高低。但對于不同的被測量，則應采用相對誤差來評定。1、儀器誤差2、人身誤差3、影響誤差4、方法誤差二、測量誤差的來源三、測量誤差的分類1．系統誤差在相同測量條件下，對同一被測量進行多次測量，誤差的絕對值和符號或者保持不變，或按一定的規律變化，這類誤差稱為系統誤差。系統誤差的特征是它確定的規律性習慣上用“正確度”來反映系統誤差的大小程度；對同一被測量進行多次測量，測量值偏離被測量真值的程度稱為測量的正確度。2．隨機誤差在相同測量條件下，對同一被測量進行多次測量，由于受到大量的、微小的隨機因素的影響，測量誤差的絕對值的大小和符號沒有一定的規律，且無法簡單估計，這類誤差稱為隨機誤差。隨機因素-------指測量者無法嚴格控制的因素3．粗大誤差明顯地歪曲了測量結果的誤差稱為粗大誤差，大多是由于測量者粗心大意造成的。粗大誤差一經發現，必須立即從測量數據中剔除。四、測量精度1．準確度對同一被測量進行多次測量，測量值偏離被測量真值的程度稱為測量的準確度。它反映系統誤差的影響，系統誤差越小，準確度越高。2．精密度：對同一被測量進行多次測量，測量值重復一致的程度，或者說測量值分布的密集程度，稱為測量的精密度。它反映隨機誤差的影響，隨機誤差越小，精密度越高。3．精確度精密度與準確度的綜合指標稱為精確度，或稱精度。它反映隨機誤差和系統誤差的綜合影響。精密度高的，準確度不一定高；準確度高的精密度不一定高；但精確度高的，則精密度與準確度都高。第四節測量儀表的基本技術指標1．量程范圍儀表能夠測量的最大輸入量與最小輸入量之間的范圍稱作儀表的量程范圍，簡稱量程。在數值上等于儀表上限值與下限值的代數差之絕對值。2．靈敏度在穩定情況下，儀表輸出變化量△L與引起此變化的輸入量的變化量△Xb之比值，定義為儀表的靈敏度。3．靈敏限（分辨率、死區）它表明儀表響應輸入量微小變化的能力指標，即不能引起輸出發生變化的最大輸入變化幅度與量程范圍之比的百分數。4.儀器基本誤差儀表測量值中的最大示值絕對誤差與儀表量程之比值稱為儀表的基本誤差。5.儀器允許誤差它表示對測量儀表所允許的誤差界限，即出廠的儀表都要保證基本誤差不超過某一規定值，此規定值叫允許誤差。6．線性度儀表的輸入-輸出特性曲線與理論擬合直線之間的最大偏差與量程范圍的百分比來表示。7．變差在外界條件不變的情況下，使用同一儀表對被測量進行反復測量時，所產生的最大差值與儀表量程之比值稱為變差，用ε表示。第二章溫度檢測方法及儀表一、溫度檢測方法應用熱膨脹測溫應用工作物質的壓力隨溫度變化的原理測溫應用熱電效應測溫應用熱電阻原理測溫應用熱輻射原理測溫第一節概述熱電偶溫度計熱電阻溫度計溫度變送器二、溫度檢測儀表

三、溫度檢測的基本知識溫度最本質的性質：當兩個冷熱程度不同的物體接觸后就會產生導熱換熱，換熱結束后兩物體處于熱平衡狀態，則它們具有相同的溫度。測量方法：接觸式測溫和非接觸式測溫接觸式測溫------溫度敏感元件與被測對象接觸，經過換熱后兩者溫度相等。

(1)膨脹式溫度計(2)熱電阻溫度計

(3)熱電偶溫度計(4)其他原理的溫度計接觸式測溫的特點：直觀、可靠，測量儀表也比較簡單非接觸測溫-----溫度敏感元件不與被測對象接觸，而是通過輻射能量進行熱交換，由輻射能的大小來推算被測物體的溫度。

(1)輻射式溫度計(2)光纖式溫度計：非接觸式測溫的特點：不與被測物體接觸，不破壞原有的溫度場。精度一般不高。應用熱膨脹原理測溫測量原理：物體受熱時產生膨脹液體膨脹式溫度計：（玻璃管溫度計）固體膨脹式溫度計（雙金屬溫度計）應用熱電效應測溫測量原理：兩種不同的金屬A和B構成閉合回路，當兩個接觸端T﹥T0時，回路中會產生熱電勢熱電極應用熱電阻原理測溫

測量原理：導體或半導體的電阻值隨溫度變化

R熱電阻第三章壓力檢測方法與儀表一、壓力的基本概念壓力：垂直而均勻地作用在單位面積上的力式中Ｐ——壓力（Pa）

Ｆ——均勻垂直作用力（N）

Ｓ——受力面積（m2）單位:牛頓/米2（N/m2），簡稱“帕”，用符號“Pa”二、壓力的幾種表示形式被測壓力通常可表示為絕對壓力、表壓、負壓（或真空度）

絕對壓力與表壓力示意圖：

Pe20pamb絕對壓力p1p2pe1Pamb大氣壓力P1絕對壓力Pe1與P1對應的表壓力P2絕對壓力Pe2與P2對應的表壓力三、壓力檢測方法液柱測壓法彈性變形法電測壓力法hh12211p1p2h2P0h1h211p200液柱測壓法測量原理：根據流體靜力學原理，將被測壓力轉換成液柱高度進行測量常用的壓力表有U形管壓力表、單管壓力表、斜管壓力表和活塞式壓力表等。

彈性變形法

P

彈簧管式彈性元件P

膜片式彈性元件測量原理：當彈性元件在軸向受到外力作用時，就會產生拉伸或壓縮位移，即S

～Ｐ式中F——軸向外力

S——位移

C——彈性元件的剛度系數式中A——彈性元件承受壓力的有效面積

P——被測壓力電測壓力法測量原理：利用轉換元件（如某些機械和電氣元件）直接把被測壓力變換為電信號來進行測量的。1.彈性元件附加一些變換裝置，使彈性元件自由端的位移量轉換成相應的電信號，如電阻式、電感式、電容式、霍爾片式、應變式、振弦式等；2.非彈性元件組成的快速測壓元件，主要利用某些物體的某一物理性質與壓力有關，如壓電式、壓阻式、壓磁式等。電容式測壓原理――采用變電容原理，利用彈性元件受壓變形來改變可變電容器的電容量，然后通過測量電容量C便可以知道被測壓力的大小，從而實現壓力-電容轉換的。

動極板彈性元件被測壓力定極板ε——電容器極板間絕緣介質的介電常數，F/m

A——電容器兩平行板覆蓋的面積，m2d——兩平行板之間的距離，mC——電容量，F第四章流量檢測方法及儀表一、流量檢測的基本概念瞬時流量－單位時間內流體通過一定截面積的數量。體積流量－用流體的體積來表示（qv），單位為m3/h。質量流量－用流量的質量來表示（qm），單位為kg/h。累積流量一段時間內流體體積流量或質量流量的累積值二、流量的測量方法體積流量的測量方法（1）容積法：在單位時間內以標準固定體積對流動介質連續不斷地進行度量，以排出流體固定容積數來計算流量。

受流體的流動狀態影響小，適用于測量高粘度、低雷諾數的流體。（2）速度法：這種方法是先測出管道內的平均流速，再乘以管道截面積求得流體的體積流量。較寬的使用條件，可用于各種工況下的流體的流量檢測，利用平均流速計算流量，管路條件的影響大，流動產生渦流以及截面上流速分布不對稱等都會給測量帶來誤差。

質量流量的測量方法（1）直接法： 利用檢測元件，使輸出信號直接反映質量流量。 利用孔板和定量泵組合實現的差壓式檢測方法； 利用同軸雙渦輪組合的角動量式檢測方法； 應用麥納斯效應的檢測方法 基于科里奧利力效應的檢測方法。（2）間接法：用兩個檢測元件分別測出兩個相應參數，通過運算間接獲取流體的質量流量。①ρqv2檢測元件和ρ檢測元件的組合；②qv檢測元件和ρ檢測元件的組合；③ρqv2檢測元件和qv檢測元件的組合。三、應用容積法檢測流量測量原理：單位時間內所排出固定容積的數目作為測量依據設：V0——計量室的容積

n——轉子的旋轉次數則： V為排出的總體流量四、差壓式流量測量原理(應用動壓能和靜壓能轉換的原理檢測流量)檢測原理:當流體流經管道內的節流件時，流速將在節流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節流件前后便產生了壓差。流體流量愈大，產生的壓差愈大，這樣可依據壓差來衡量流量的大小。差壓式流量計組成式中α——流量系數

ε——流束膨脹系數

A0——節流裝置的開孔截面積

ρ——流體密度

Δр——節流裝置前后實際測得的壓力差注：沒有考慮由于渦流造成的流體能量損失。可見:流量與差壓的平方根成正比。質量流量五、其它流量計

1.超聲波流量計

2.電磁流量計第五章水位檢測方法一、云母水位計水位計的上部與汽包的蒸汽空間相通，水位計的下部與汽包的飽和水相通，構成一個連通器。根據連通器原理，水位計中水面高度與汽包水位相等，因此從水位計的水面高度便可看出汽包的水位值。雙色水位計是在云母水位計的基礎上，利用光學系統改進其顯示方式的一種連通器式水位計。雙色水位計是將云母水位計的汽水兩相無色顯示變成紅綠兩色顯示，即汽柱顯紅色、水柱顯綠色，提高了顯示清晰度。二、差壓式水位計差壓式水位計是將水位高低信號轉換成相應的差壓信號來實現水位測量的儀表。它是由水位－差壓轉換容器（又稱平衡容器）、壓力信號導管及差壓計三部分組成。三、電接點水位計利用汽包內汽、水介質的電阻值相差很大的性質來測量汽包水位的。基礎知識-熱工自動化

57第一章熱工自動化基礎§1.1概述

§1.2變送器

§1.3執行器§1.4調節器§1.5

熱工控制系統評價指標

58§1-1概述生產過程自動化是保持生產穩定、降低成本、改進勞動條件、促進文明生產、保證生產安全和提高勞動生產率的重要手段。自動化水平是衡量一個國家的生產技術和科學水平先進與否的一項重要標志。電力工業中電廠熱工過程自動化技術相對于其它民用工業部門有較長的歷史和較高的自動化水平，電廠熱工自動化水平的高低是衡量電廠生產技術的先進與否和企業現代化的重要標志。

59一、自動控制系統的組成

把工業生產過程中的溫度、壓力、液位、濃度等狀態參數作為被控參數的控制系統叫過程控制系統。圖鍋爐汽包水位人工控制示意圖

任務：保證鍋爐的安全運行，使汽包的水位穩定在一定的范圍內。

60圖.人工控制原理圖

用自動化裝置代替上述人工操作來完成控制任務，就形成了自動控制系統。圖.汽包水位自動控制系統示意圖

61人工、自動控制方式比較結論控制環節人工控制自動控制觀察眼、耳變送器判斷（運算）大腦控制器操作手執行器

62人工控制和自動控制的類比（總結）比較計算測量執行測量受控對象給定值干擾被控量分析決策觀察執行觀察工作對象預期目標干擾

63自動控制系統可以由以下幾個部分組成：

測量變送器：

用來測量被調量，并把被調量轉換為與之成比例的某種便于傳遞和綜合的信號。

給定元件：用來設置被調量的給定值或與該給定值對應的電信號。圖汽包水位自動控制原理框圖

64調節器：接受被調量信號和給定值比較后的偏差信號，輸出一定規律的控制指令給執行器。執行器：根據調節器送來的控制指令去推動調節機構，改變調節量。調節機構：接受控制作用去改變調節量變化的具體設備。控制對象：被控制的熱工生產過程或設備。被調量：表征熱工過程是否符合規定工況的物理量。擾動：

生產過程中引起被調量偏離給定值的各種因素。調節量：由控制作用來改變并去控制被調量變化的物理量。

65二、自動控制系統的分類

1．按控制方式分類

閉環控制系統（也稱反饋控制系統）：它的被控量信號反饋到控制設備的輸入端，成為控制設備生產控制作用的依據。只要被控量與給定量之間有偏差，控制設備就要對控制對象施加作用，直到被控量符合要求為止。特點:基于偏差，消除偏差，可克服各種擾動對被控量的影響。由于控制作用落后于干擾，因此相對來講控制不及時。

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開環控制系統（也稱前饋控制系統）：控制設備和控制對象在信號關系上沒有形成閉合回路的控制系統，其被控量沒有反饋到控制設備的輸入端。特點:按擾動進行控制，結構簡單，精度差，只能克服單一擾動。復合控制系統：開環控制和閉環控制組合的一種控制系統。

67（閉環控制）反饋調節系統的方框圖比較計算執行測量受控對象給定值被控量干擾

68（開環控制）前饋調節系統的方框圖計算測量執行受控對象干擾被控量

69比較計算執行測量受控對象給定值被控量干擾復合控制系統的方框圖測量

702．按閉合回路的數目分類

單回路控制系統：只有一個被控量信號反饋到控制器的輸入端。形成一個閉合回路。圖.單回路控制系統的原理框圖

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多回路控制系統：具有一個以上的閉合回路，控制器(調節器)除接受被控量反饋信號外，還有另外的輸出信號直接或間接地反饋到控制器的輸入端。例如串級控制系統和導前微分控制系統都是雙回路控制系統。圖.串級控制系統的原理框圖

72§1-2變送器定義：變送器是將各種工藝變量（如溫度、壓力、流量、液位）和電、氣信號（如電壓、電流、頻率、氣壓等信號）轉換成相應的便于傳輸的統一標準信號的裝置。基于反饋原理工作，包括測量部分（即輸入轉換部分）、放大器和反饋部分。如：差壓變送器、溫度變送器。

73§1-3執行器定義：

執行器在現代生產過程自動化中起著十分重要作用。人們常把它稱為實現生產過程自動化的“手足”。在自動控制系統中接受調節器的控制信號，自動地改變操作變量，達到對被調參數（如溫度、壓力、液位等）進行調節的目的，使生產過程按預定要求正常進行。執行器根據執行機構使用的工作能源不同可分為三大類：氣動執行器、電動執行器、液動執行器。

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1、氣動執行器：以壓縮空氣為能源的執行器。主要特點：結構簡單，輸出推力大、動作可靠、性能穩定、維護方便、價格便宜、本質安全防爆等。它不僅能與氣動調節儀表配套使用，還可通過電／氣轉換器或電／氣閥門定位器與電動調節儀表或工業控制計算機配套使用。

2、電動執行器：以電為能源的執行器。主要特點：能源取用方便，信號傳輸速度快，傳送距離遠；便于集中控制；停電時執行器保持原位不動，不影響主設備的安全；靈敏度和精度較高；與電動調節儀表配合方便，安裝接線簡單。缺點是結構復雜、體積較大、推力小、價格貴，平均故障率高于氣動執行器。適用于防爆要求不高及缺乏氣源和使用數量不太多的場合。

75§1-4常規PID調節器

76一、常規PID控制規律常規PID控制即比例-積分-微分控制規律。

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1、比例調節規律

指調節器輸出的控制作用u（t）與其偏差輸入信號e(t)之間成比例關系，即比例增益

比例調節器的傳遞函數：

工程中，常用比例帶δ來描述其控制作用的強弱，即其物理意義是在調節機構的位移改變時，被調量應有的改變量。

78比例調節器的階躍響應曲線如下:δ對控制過程的影響

79結論：

比例帶大，則調節閥動作幅度小，被調量變化平穩，超調量小，但殘差較大，靜態偏差隨比例帶的加大而加大；減小比例帶導致系統激烈振蕩甚至不穩定，比例帶設置必須有一定的穩定裕度。比例調節規律的特點：

（1）動作快，調節及時、迅速；（2）對干擾有很強的抑制作用；（2）調節過程結束，被調量偏差仍存在，存在靜態偏差，稱為有差調節。

802、積分調節規律積分調節規律是調節器輸出控制作用u（t）與其偏差輸入信號e（t）隨時間的積累值成正比，即傳遞函數：

積分時間

積分作用曲線特點：

只要偏差存在，積分控制作用一直增加；消除穩態偏差，實現無差調節，其控制作用體現在調節過程的后期。

81Ti對控制過程的影響

積分調節器的積分時間對控制過程的影響

非周期過程衰減振蕩過程

等幅振蕩過程

結論：

積分時間越小，積分速度越快，調節閥動作愈快，容易引起和加劇振蕩。積分調節作用是隨時間而逐漸增強的，與比例調節作用相比過于遲緩，惡化了動態品質，使過渡過程的振蕩加劇，甚至造成系統的不穩定。

82

3、微分調節規律

微分調節規律是調節器輸出的控制作用與其偏差輸入信號的變化速度成正比。對于定值控制系統，偏差信號的變化速度就是被調量的變化速度，即微分時間

傳遞函數式為

加入微分調節作用實現超前調節，有利于克服動態偏差，將大大改善調節過程。微分調節作用的大小僅與偏差信號的變化速度有關，而與偏差值大小無關。

83實際的微分調節規律具有慣性實際微分調節的階躍響應

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結論：

微分作用的引入使系統控制過程的穩定性和準確性都得以提高，可適當減小靜態偏差，但它不能像積分作用那樣消除穩態偏差。調節過程開始時，被調量偏差小，但其變化速度卻較大，可使執行機構產生較大的位移。但當調節過程結束，執行機構位置最后總是回復到原來的數值，不能適應負荷的變化。

85過渡過程曲線

曲線1由于比例調節規律具有調節及時的特點，所以調節過程時間較曲線2短，動態偏差也較曲線2小。而比例調節為有差調節。通過減小調節器的比例帶可減小靜態偏差，但會使系統的穩定性下降。曲線3是能消除靜態偏差，實現無差調節。然而積分作用的調節不及時，又使調節過程的動態偏差加大，過渡過程時間加長（與曲線1相比），相對而言又使系統的穩定性下降。

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曲線5是配比例積分微分調節器的控制過程。微分調節是一種超前調節方式，其實質是阻止被調量的一切變化。適當的微分作用可減小動態偏差、縮短調節過程時間，這樣可適當減小比例帶和積分時間。

綜上所述:

比例調節作用是最基本的調節作用，使“長勁”，比例作用貫徹于整個調節過程之中；積分和微分作用為輔助調節作用。積分作用則體現在調節過節過程的后期，用以消除靜態偏差，使“后勁”；微分作用則體現在調節過程的初期，使“前勁”

。

874.PID(比例-積分-微分)控制特點

(1)缺點：不適用于有大時間滯后的控制對象，參數變化較大甚至結構也變化的控制對象，以及系統復雜、環境復雜、控制性能要求高的場合。

(2)優點:PID算法蘊涵了動態控制過程中過去、現在和將來的主要信息，而且其配置幾乎最優。

比例(P)代表了當前的信息，起糾正偏差的作用，使過程反應迅速。微分(D)在信號變化時有超前控制作用，代表了將來的信息。在過程開始時強迫過程進行，過程結束時減小超調，克服振蕩，提高系統的穩定性，加快系統的過渡過程。積分(I)代表了過去積累的信息，它能消除靜差，改善系統靜態特性。此三作用配合得當，可使動態過程快速、平穩、準確，收到良好的效果。

88§1-5熱工控制系統評價指標

89一、靜態和動態的概念。

靜態：被控參數不隨時間而變化的平衡狀態叫靜態或穩態。

動態：被控參數隨時間而變化的不平衡狀態叫動態。二、控制系統在受到干擾作用時的過渡過程

控制的過程就是克服干擾的過程。一個系統的優劣在穩態下難以判別，只有在過渡過程中才能得以鑒別。圖.典型的過渡過程形式

90圖.典型過渡過程曲線三、控制系統的評價

穩定性、準確性、快速性

1.穩定性

指控制系統在受到干擾作用后，系統的平衡被破壞，在控制設備的控制作用下，控制系統能恢復到一個新的平衡狀態，稱為穩定的控制系統。穩定的控制系統的被控參數和控制參數的過渡過程曲線最后趨于平衡；不穩定的控制系統過渡過程曲線則是漸擴的，無法恢復平衡。調節過度過程：1）等幅振蕩2）擴散振蕩3）衰減振蕩4）非周期過程1。穩定性：衰減率Ψ愈大，越穩定。Ψ=0.75~0.98

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2、準確性

指被控參數的實際值與給定值之間的動態偏差和靜態偏差。最大動態偏差是指整個過渡過程中被控參數偏離給定值的最大差值；靜態偏差是過渡過程結束后被控參數與給定值之間的差值。現場中希望兩個偏差越小越好。

3、快速性

指過渡過程的持續時間，即從干擾發生起至被控參數又建立新的平衡狀態為止的過渡時間。一般認為被控參數進入偏離給定值范圍內就基本穩定了。當然，過渡時間越短，控制過程進行的就越快，系統品質也就越好。

以上三方面的品質指標有時往往是相互矛盾的，在實際調試過程中應統籌兼顧！控制系統簡介一、熱控系統主要任務

在機組啟動、并網、變負荷、正常運行、停機、事故時擔負著機組生產數據監測、控制參數自動調節、設備安全保護、生產順序控制、事故追憶和歷史記錄等功能。生產數據監測包括對整個機組運行狀態和參數的測量、指示、記錄、參數計算，參數越限和故障聲光報警。二、熱控系統組成主要包括：分散控制系統（DCS）DistributedControlSystem汽輪機數字電液調節系統（DEH）digitalelectro—hydrauliccontrolsystem汽輪發電機控制系統（TGC）TurbineGeneratorControlSystem給水泵汽輪機電液調節系統（MEH）

MicroElectro-HydraulicControlSystem汽輪機危急遮斷系統（ETS）

emergencytripsystem給水泵汽輪機危急遮斷系統(METS)microemergencytripsystem汽輪機本體安全監控系統（TSI）

TurbineSupervisoryInstrumentation小汽輪機本體安全監控系統（MTSI）

MicroTurbineSupervisoryInstrumentation輔助設備的監控系統等廠級信息監控系統（SIS）SupervisoryInformationSystem網絡監控系統（NCS）NetworkControlSystem其它控制系統三、DCS基本監控功能數據采集與處理子系統（DAS）

data

acquisition

system

鍋爐爐膛安全監控子系統（FSSS）

furnacesafetyguardsupervisorysystem順序控制子系統（SCS）

sequencecontrolsystem機組模擬量控制子系統（MCS）ModulationControlSystem協調控制系統（CCS）

CoordinateControlSystem給水泵汽輪機控制系統（MEH）MicroElectro-HydraulicControlSystem旁路控制系統（BPCS）

bypasscontrolsystem一期給水泵汽輪機和高低壓旁路控制功能在DEH中實現數據采集與處理系統（DAS）負責對鍋爐、汽輪機、發電機及生產過程參數和設備運行狀態進行監視，數據采集與處理，越限報警、顯示熱工參數的異常、主輔設備的異常和自動裝置的異常進行監視并聲光報警。DAS系統包括鍋爐、汽機、電氣流程圖，趨勢圖，成組顯示，棒狀圖，事故追憶和SOE報表等等。運行人員可以從流程圖上監視到各點的實時運行參數、報警狀態，從被控設備上可以直接調出相應的操作畫面，在監視實時參數的同時進行控制操作。鍋爐爐膛安全監控系統（FSSS）爐膛安全監控系統（FurnaceSafeguardSupervisrySysfem）簡稱FSSS。它是現代大型火電機組鍋爐必須具備的一種監控系統，它能在鍋爐正常工作和啟動等各種運行方式下，連續密切監視燃燒系統的大量參數與狀態，不斷地進行邏輯判斷和運算，必要時發出動作指令，通過各種聯鎖裝置，使燃燒設備中的有關部件嚴格按照既定的合理程序完成必要的操作或處理末遂性事故，以保證鍋爐燃燒系統的安全。實際上它是為燃燒系統的安全而完成各種操作和保護動作，還能避免運行人員在手動操作時的誤動作，并能及時執行手操來不及的快動作，如緊急切斷和跳閘等。FSSS由爐膛吹掃、主燃料跳閘、火焰信號檢測、燃油槍啟停及制粉系統啟停程控等幾部分組成；還具備燃油系統檢漏、機電爐大聯鎖保護功能。FSSS是鍋爐燃燒設備安全運行的監控系統，它的核心功能是防止燃料在爐膛、風煙道上沉積而引起爆炸。2023/7/20控制培訓1022023/7/20控制培訓1032023/7/20控制培訓1042023/7/20控制培訓105汽泵控制子系統（MEH）1、MEH系統的主要功能是通過控制(小)汽輪機的轉速來達到控制鍋爐給水流量的目的，給水泵汽輪機轉速指令可由操作員給定，也可置遠方方式由CCS的給水自動控制系統給定。它是小機啟停、運行監控和保護的重要裝置，具有轉速控制、盤車投停、小汽機TSI監視、超速保護、閥門試驗、超速試驗等功能。2、MEH控制系統運行方式：

(1)鍋爐自動。根據鍋爐結水控制系統來的給水流量要求信號來控制汽輪機的轉速。

(2)轉速自動。根據操作員在控制盤上給出的轉速定值信號來控制汽輪機的轉速。

(3)手動。根據操作員在控制盤上給出的調節閥閥位增加或減小信號直接操作調節閥開度，控制汽輪機的轉速。

旁路控制系統（BPCS）BPCS是集自動調節、聯鎖保護功能于一體的控制裝置，由高、低壓旁路壓力、溫度調節及聯鎖保護組成。一期高低壓旁路目前僅用于機組啟動過程配合升溫升壓，其控制功能在DEH側實現；二期高低壓旁路參與機組的啟、停控制，其控制功能在DCS中實現。順序控制系統（SCS）SCS對機組各主要輔機及其閥門、擋板等設備進行成組順序控制。包括了鍋爐、汽機的主要輔機、設備和系統的控制、聯鎖、保護和操作功能。對重要的輔機設置了啟動允許條件P、跳閘首出原因T、電氣跳閘原因F。SCS系統按控制范圍的不同，分為驅動級、子功能組級及功能組級三級控制。驅動級僅控制單一的設備（如某一臺設備、一個閥門），子功能組控制單臺輔機及其相關的系統設備，功能組級控制某一系統中相關輔機的順序控制，即多個相關聯的子功能組級之間的順序控制。模擬量控制子系統（MCS）MCS是鍋爐、汽輪機及其輔助系統運行參數自動控制系統的總稱，具有自動調節及偏差報警等功能。1、鍋爐部分：

燃料自動調節、送風自動調節、爐膛壓力自動調節、給水控制、主（再）蒸汽溫度自動調節、一、二次風自動調節、磨煤機風量、出口溫度自動調節等。2、汽機部分：

凝汽器水位、除氧器水位、壓力自動調節、高（低）壓加熱器水位、疏水擴容器、軸封壓力、溫度自動調節等。協調控制系統（CCS）1、CCS基本功能是接受各類負荷指令，根據設備運行健康狀況，發出機、爐主控指令，協調機爐工作，滿足外界負荷要求，同時確保機組穩定運行。2、控制方式有機爐協調（CCS）、鍋爐跟隨（BF）、汽機跟隨（TF）、手動方式等四種工作方式。當鍋爐主控自動，汽機主控手動時，為BF方式，反之為TF方式，兩者都在自動時為CCS方式。3、機組運行控制方式特點：BF控制方式：TF控制方式：CCS控制方式：2023/7/20控制培訓111MCS主畫面汽輪機控制系統一期汽輪機控制系統采用艾默生控制系統（上海）有限公司數字電液控制系統包括汽輪機控制系統（DEH）、其中還包括給水泵汽輪機控制和高低壓旁路控制兩部分，均可在兩臺DEHCRT上監視、操作。控制調節采用高壓抗燃油。二、三期汽輪機控制系統采用ALSTOM的汽輪發電機控制系統（TGC），給水泵汽輪機和高低壓旁路功能在DCS中實現。控制調節采用主機潤滑油。停機電磁閥均設計為失電停機，與小汽機保護不同。汽輪機危急遮斷系統（ETS）ETS是當汽輪機發生異常工況滿足跳閘條件時，汽輪機危急遮斷系統自動關閉全部進汽閥門，緊急停機。一期汽輪機跳閘邏輯采用雙通道，四只停機電磁閥（20AST），每通道兩只，采用串并聯結構，提高保護動作的可靠性。系統設計了跳閘電磁閥的在線試驗功能，試驗時只允許一個通道進行試驗，試驗過程中裝置仍起保護作用，保證系統的可靠性。二期汽輪機跳閘邏輯采用3取2方式，當同一跳閘條件的二個通道同時達到跳閘值時才發出跳閘指令。系統設計了跳閘電磁閥的在線試驗功能，保護閉鎖功能與一期相似。小汽輪機危急遮斷系統（METS）METS是當小機發生異常工況滿足跳閘條件時，小機危急遮斷系統自動關閉小機全部進汽閥門，緊急停機。METS系統主要有以下幾項跳閘條件：手動打閘、MEH跳閘、潤滑油壓低、軸向位移大、排汽壓力高、前置泵跳閘、超速、軸承振動大、MFT等。汽輪機、小汽輪機監視儀表（TSI/

MTSI）TSI對汽輪發電機組參數進行連續檢測、監視，當被測參數超限時發出報警或停機信號。主要包括轉速監視、軸向位移監視、脹差監視、缸脹監視、偏心監視、振動監視等功能。MTSI對小機參數進行連續檢測、監視，當被測參數超限時發出報警或停機信號。主要包括轉速監視、軸向位移監視、振動監視等功能。網絡控制系統（NCS）一期包括500KV升壓站、220KV升壓站和機組的公用系統三部分。用于500KV、220KV、啟動/備用變和部分公用輔助電動機的控制和監視。具有就地和遠方控制及監視的功能。采用新華控制工程公司的XDPS-400（XINHUADistributedProcessSystem）分布處理系統。二期采用南自成熟產品，用于500KV第3、4、5串開關的監視、操作和保護。

其它控制系統常常獨立于DCS之外的控制系統，用于機組的附屬設備及系統。主要包括飛灰含碳量檢測、消防控制系統、火焰電視監控系統、廠級數據監控系統SIS、工業電視系統、膠球清洗系統等。DCS控制系統介紹

一、分散控制系統的特點分散控制系統(DistributedControlSystem)簡稱DCS,是融計算機技術、控制技術、通信技術、CRT技術為一體，對生產過程進行監視、控制、操作和管理的一種新型控制系統，它既具有監視功能(如DAS)，又具有控制功能(如CCS,SCS,FSSS,MCS等)，其監視功能和各控制功能之間可通過網絡或總線進行數據、信息通信，實現信息共享，還可通過接口與全廠管理計算機聯網。分散控制部分則由各個控制單元，按工藝流程系統控制數個控制回路或整個子系統，實現控制危險的分散，使系統發生局部故障時，不會威脅到整一個單元機組的安全運行。

120分散控制系統具有幾十種甚至上百余種的算術、邏輯、控制的運算功能，其軟件一般由實時多任務操作系統、數據庫管理系統、數據通信軟件、組態軟件和各種應用軟件所組成。其中組態軟件工具，可以按用戶要求生成實用系統。由于分散控制系統既具有前面介紹的集中型計算機控制系統的所有優點，又克服了“危險集中”的致命弱點，因此微機分散控制系統得到了廣泛的應用，已成為現代工業生產過程控制的主力。二、分散控制系統的構成

作為一種縱向分層和橫向分散的大型綜合控制系統，它以多層計算機網絡為依托，將分布在全廠范圍內的各種控制設備的數據處理設備連接在一起，實現各部分信息的共享的協調工作，共同完成控制、管理及決策功能。

1)軟件部分：

分散控制系統的軟件是由實時多任務操作系統、數據庫管理系統、數據通信軟件、組態軟件和各種應用軟件組成。

2）硬件部分：

其硬件設備由管理操作應用工作站、現場控制站和通信網絡組成。管理操作應用工作站包括工程師站、操作員站、歷史數據站等各種功能服務站。

A.工程師站提供技術人員生成控制系統的人機接口，主要用于系統組態和維護。

B.操作員站提供技術人員與系統數據庫的人機交互界面，用于監視可以完成數據的狀態值顯示和操作員對數據點的操作。

C.歷史站保存整個系統的歷史數據，供組態軟件實現歷史趨勢顯示、報表打印和事故追憶等功能。現場控制站用于現場信號的采集處理，控制策略的實現，并具有可靠的冗余保證、網絡通信功能。

D.通信網絡連接分散控制系統的各個分布部分，完成數據、指令及其它信息的傳遞。為保證DCS可靠性，電源、通信網絡、過程控制站都采用冗余配置。

三、分散控制系統的主要功能

分散控制系統在結構上采用模塊化設計方法，通過靈活組態，合理的配置，可以實現火電機組的模擬量控制系統（MCS）、數據采集系統（DAS）、鍋爐燃燒控制和爐膛安全系統（FSSS）、順序控制系統（SCS）、電氣控制系統（ECS）、旁路控制系統（BPCS）等系統的控制功能。這些功能都由控制軟件完成，控制軟件廣泛采用模塊化、圖形化設計。操作員通過人機界面對生產過程進行監控。人機接口主要有以動態模擬圖為基礎的顯示操作、實時和歷史趨勢、報警、操作記錄、定期記錄、事故追憶記錄、事故順序（SOE）記錄、報警記錄等。

四、DCS操作說明一期與二期DCS均為福克斯波羅的IA系列，畫面、調節器、操作習慣大同小異，以二期為例介紹。

DEH系統介紹一、概述

汽輪機數字電液控制系統（DEH)是當今汽輪機特別是大型汽輪機必不可少的控制系統，是電廠自動化系統最重要的組成部分之一。

DEH主要由控制運算部分、執行機構組成。控制運算部分：是DEH系統的核心，由控制柜(包含分散控制單元DPU、通訊板、閥門控制卡件、數據采集卡件等)、端子柜、跳閘控制柜等構成，完成對現場采集信號的控制回路運算、邏輯功能運算等。執行機構：包括主汽門、調節門、油動機、電液伺服閥及供油系統等。

數字電液控制系統DEH具有控制、保護、監視、數據通信等基本功能。除了能夠完成負荷控制、轉速控制等常規控制功能外，一般還具有各種汽輪機功能試驗、閥門管理和試驗、應力監測和保護、超速試驗等多項功能。DEH系統接受外界輸入的轉速和負荷目標值信號，以及轉速和負荷變化率信號，通過DEH數字系統的設定值形成邏輯（計算程序），按運行方式確定汽輪發電機可以接受的轉速設定值或負荷設定值，通過PID調節器、伺服功放、電液轉換回路控制調門開關、實現轉速和功率的調節。基本原理如見下圖：二、DEH汽輪機電液調節系統介紹

1、平圩電廠一期DEH系統使用的是艾默生公司的OVATION型集散控制系統。其先進性在于分散的結構和基于微處理器的控制，這兩大特點加上冗余使得系統在具有更強的處理能力的同時提高了可靠性。

2、

DEH控制系統組成

由兩大部分組成，即

EH系統（液壓執行機構）和

DEH控制裝置（計算機控制部分）。

EH系統主要由供油裝置（油箱、油泵、油管路）、安全系統（

AST、

OPC系統、隔膜閥）、油動機（主汽門、高壓調節門、中壓主汽門、中壓調節門油動機）等組成。供油裝置為系統提供油動機動作所需的穩定的高壓動力油，安全系統提供使油動機迅速關閉的回路，油動機行程由伺服閥控制。伺服閥接受

DEH開度指令，使油動機產生位移，帶動連接到油動機上的閥門移動，從而控制汽輪機的進汽。

DEH控制裝置一般包括四個控制柜，兩個操作員站和一個工程師站。。

3、DEH的控制方式

DEH運行方式主要有操作員自動、

ATC控制、手動、遙控自動四種。機組啟停時采用操作員自動、機組正常運行時均采用遙控自動方式。

（1）手動控制方式：也即閥位方式，為開環控制，直接在手操盤上操作按鈕控制閥門開度，是一種后備操作方式，在自動控制回路故障情況下使用。

（2）OA操作員自動控制方式：操作員直接設置目標值和速率。并網前，設定的是目標速度和升速率；并網后，設定的是目標負荷和升負荷率。

（3）遙控自動控制方式：接受來自CCS的負荷指令信號。當投入

CCS控制時，

DEH的功率、調節級壓力回路均被切除，由

CCS完成閉環控制。也可

CCS不投功率回路，由

DEH完成功率閉環。但不要兩個系統均投回路，否則系統容易振蕩。

（4）ATC汽機自動控制方式（無此功能）：控制系統根據汽機的狀態和轉子的應力來設轉速升率或升負荷率，達到自動控制的目的。在汽輪機自動啟動方式下，機組從盤車到同步轉速再到滿負荷，可以通過數字式電液控制系統進行控制，它能連續監視汽輪機的各項參數，并相應地控制汽輪機以達到最佳起動狀態。（4）ATC汽機自動控制方式：控制系統根據汽機的狀態和轉子的應力來設轉速升率或升負荷率，達到自動控制的目的。在汽輪機自動啟動方式下，機組從盤車到同步轉速再到滿負荷，可以通過數字式電液控制系統進行控制，它能連續監視汽輪機的各項參數，并相應地控制汽輪機以達到最佳起動狀態。（4）ATC汽機自動控制方式：控制系統根據汽機的狀態和轉子的應力來設轉速升率或升負荷率，達到自動控制的目的。在汽輪機自動啟動方式下，機組從盤車到同步轉速再到滿負荷，可以通過數字式電液控制系統進行控制，它能連續監視汽輪機的各項參數，并相應地控制汽輪機以達到最佳起動狀態。:4、DEH系統的主要功能（1）轉速控制功能從汽輪機掛閘啟動到并網這一階段，汽輪機是處在轉速控制狀態。轉速的目標值一般由機組的運行人員在操作員站上給出。這時設定值彈出窗代表的是汽輪機轉速設定值，即按給定的轉速定值控制汽輪機轉速。設定值由目標轉速和升速率二個設定產生，目標轉速為希望達到的轉速，升速率為單位時間內，由當前轉速至目標轉速的轉速增(或減)加量。在設定了目標轉速和升速率之后轉速并不立即變化，還須操作人員按下GO按鈕后，轉速定值才開始以設定的速率何目標轉速變化，直至達到目標轉速。任何時刻操作人員按下HOLD按鈕后，轉速設定值保持不變。當機組轉速小于2950r／min時，由主汽門來執行調速任務，調節閥門處于全開狀態。當汽輪機轉速升至2950r／min后，DEH系統將進行主汽門與調門的切換，由調門控制轉速，主汽門全開。

機組轉速反饋信號是汽輪機控制的一個重要信號。在DEH中常采用三取二或三取中的方法。如果一路測量信號故障，則機組照常在自動方式下運行。如果兩路測量信號故障，機組則改為手動運行方式。從而提高了轉速信號的可靠性。當汽輪機轉速>103%opc保護動作，發脈沖信號快關高中壓調節閥，當汽輪機轉速>110%汽輪機遮斷保護動作。（2）負荷控制功能

負荷控制系統主要由轉速控制、功率控制、壓力控制、閥門控制和被控對象（汽輪發電機組）等五個環節組成。它是一個多參數、多回路的反饋系統。其中轉速、功率和壓力控制是閉環方式，而閥門控制是開環方式。發電機出口閘刀和斷路器的閉合信號使DEH主邏輯切換成負荷控制方式。發電機組剛并網，為防逆功率，一般強制帶一定的初始負荷；在操作員自動（OA）方式下，運行人員給出負荷的目標值，經符合變化率限制后得到初始給定值，再經過負荷給定值邏輯修正后得到給定值；在遙控自動控制方式時，接受來自CCS的負荷指令信號。（3）一次調頻功能功能

參與一次調頻

DEH系統均設計有一次調頻回路，其工作原理是：機組轉速以3000r／min為目標值，頻差以一定的函數對應為負荷指令疊加到目標值上。為防止反復調節引起目蕩，應設置一定的頻差控制死區。（4）自動同期功能

機組升速到同期轉速區，按下自動同步按鈕后，該鍵燈亮，表明當前處理該控制方式。DEH系統接收此信號并投入“自動同期”功能，并將此“投入”信號返回電氣控制系統。DEH根據同期裝置發送的“同期增減”信號以調整機組轉速與網頻同步，準備機組并網。此時DEH處于一種“遙控”狀態，運行人員已無法通過鍵盤改變目標值和升速率。（5）單/多閥控制的閥門管理功能

DEH閥門有單閥和多閥（順序閥）二種運行方式，又稱節流調節和噴嘴調節，

單閥：即把四個高壓調門一同進行同步控制。在這種運行方式下，所有的閥門均處于節流狀態，這對于汽輪機運行初期，使汽輪機各部件獲得均勻加熱較為有利，但節流損失大、經濟性差。

順序閥：調節汽閥按預先設定的順序逐個開啟，僅有一（二）個調節汽閥處于節流狀態，其余均處于全開或全關狀態，這種調節方式可提高汽機熱效率。

單閥-多閥的切換過程，應盡量保持功率值無擾。當DEH畫面上“單閥”燈亮時則說明控制器正處于節流調節方式。此時操作人員可按下“順序閥”鍵進行切兩種運行方式的切換，當“單閥”燈滅“順序閥”燈亮后，切換完成。同樣運行人員也可從“順序閥”向“單閥”切換。當閥在切換過程中，想進行相反的切換，計算機不予響應，只有等切換結束后再能進行。

應特別注意的是，雖然從單閥控制切到順序閥控制或反之在功能上是行得適的，但這會導致汽輪機部件經受熱應力變化，一般新投產機組單閥運行半年后方可投順序閥。為了保證機組安全和經濟性的要求，在啟動、停機過程，采用單閥方式，當機組正常運行時，將單閥方式轉換為多閥（順序閥）方式。（6）超速保護和超速試驗功能

當汽輪機負荷大于30%,如發生油開關跳閘迅速將調門關閉，避免大量高溫高壓蒸汽進入汽輪機引起超速，延時一段時間后再開啟調門，維持汽輪機3000轉/分。等待重新并網。

當汽輪機轉速超過103%即3090轉/分時，兩只OPC電磁閥動作，迅速短時將高中壓調門關閉。

當汽輪機轉速超過110%即3300轉/分時，四只AST電磁閥動作，關閉所有主汽門和調門，緊急停機。（7）閥門在線試驗功能

為防止汽輪機長期帶固定負荷，閥門長期不動而卡死，必須在運行中經常做閥門活動試驗，活動試驗中控制系統一方面要控制閥門運動，一方面仍要保持負荷穩定。

閥門試驗有兩種：閥門活動試驗時，閥門可從當前位置運動至全開/全關位置；閥門松動試驗時，只需在當前位置開/關滿量程的20%左右。

進行閥門試驗時，汽輪機運行工況應在制造廠允許進行閥門試驗的范圍內。進行全行程試驗時，必須在單閥方式，如果順序閥時進行試驗，調節葉片可能應力過大。試驗時，應注意觀察閥門的運行是光滑的和自動的，不應有爬行或間斷運動。（7）旁路控制功能

一般在機組啟、停和配合中壓缸啟動方式時使用。

（8）主蒸汽壓力控制（

TPC）功能不用

主蒸汽壓力控制是指運行人員能通過限制高調門的開度，使主蒸汽壓力大于某一給定值。當控制系統處于自動時，可投運各種軟件

TPC，包括“操作員

TPC”、“固定

TPC”、“遙控

TPC”。5、汽輪機沖轉DEH主要操作2023/7/20146汽輪機沖轉DEH主要操作按住“掛閘”按鈕，確認汽機“掛閘”燈亮，汽機中壓主汽閥全開。單擊快捷鍵“DEH操作畫面”，進入“DEH操作畫面”畫面，點擊“限制設定”按鈕，進入“限制”控制窗口，再點擊“閥限”按鈕，輸入100后，確認汽機高、中壓調節閥全開。單擊“目標值”按鈕，輸入目標轉速2950，單擊“升速率”按鈕，輸入升速率300，單擊“進行”按扭，確認汽機已升速，“實際轉速”上升。

轉速達到2950，單擊“閥門管理”按鈕，進入“閥門方式”選擇窗口。點擊“TV-GV切換”按鈕，再點擊“切換”按鈕，確認“閥門方式”窗口顯示“主汽門-閥門切換進行中”提示，閥切換開始。。閥切換結束后，單擊“目標值”按鈕，輸入目標轉速3000，單擊“升速率”按鈕，輸入升速率50，單擊“進行”按扭，將汽機轉速升至3000r/min。2023/7/20控制培訓147TGC控制系統介紹平圩二期兩臺汽輪機為北重阿爾斯通公司生產的DKY4-4N41B型超臨界反動式汽輪機，控制系統采用法國ALSTOM公司生產的P320-TGC控制系統，主要實現主機的調節、保護和汽輪發電機輔助系統的控制等功能。

一、ALSTOM汽輪機的控制系統P320-TGC的組成

ALSTOM汽輪機的控制系統P320-TGC主要包括汽輪機數字電液調節系統（DEH）、汽輪機安全系統（ETS）、汽輪機監視儀表系統（TSI）及汽輪發電機輔助系統控制功能組，其具體結構及網絡構成如下圖所示。

汽輪機輔機的控制是利用一個功能組級實現的，是汽輪機控制系統的一部分。汽輪機輔機的自動控制結構為分級設計，帶有驅動控制級和功能組級。汽輪機輔機控制可以通過驅動控制級上的操作站進行控制，也可以通過功能組進行控制。汽輪機輔機控制主要包括：調節油系統、軸封蒸汽系統、潤滑油系統、盤車裝置和頂軸油系統、密封油系統、定子水系統、本體疏水系統等。

P320-TGC控制系統采用模塊式結構，控制功能主要由四個部分組成：基本控制功能、自動控制功能、保護功能（包括基礎保護、超速保護及熱應力計算）、外部控制功能（用于輔助系統的控制）。

P320-TGC控制系統的冗余配置包括：采用F8000冗余內部總線配置，單元控制器設置為兩臺，其中一臺為冗余備用，同時控制器具有故障自動檢測功能，常規控制器有故障時備用控制器可以自動啟動；單個傳感器檢測到的信息分兩路分別送入兩臺控制器中。二、ALSTOM汽輪機調節控制器的簡介

汽輪機控制器包括下列主要模塊：基本控制器、自動控制器、熱應力計算模塊、閥位控制模塊及標準界面。基本控制器包括兩個冗余控制器（按主站-從站原則設計）。兩臺控制器的結構相同，汽輪機操作只需要使用一臺控制器，另外一臺作為備用。如果常規控制器運行時發生故障，備用控制器會取代故障常規控制器進行工作，這樣可以在不停機的情況下檢修更換故障設備。每臺基本控制器都有自己獨立的I/O模塊導軌，帶有相關I/O卡和通信處理器。

自動控制器和開環控制也是具有主站/從站結構的雙通道控制器。自動控制器和開環控制器具有分布式的I/O模塊導軌，并帶有相關的I/O卡。開環控制內設備驅動輸出都是冗余的，并分布在不同的I/O卡件上。汽輪機控制器分層結構具有額外的冗余：基本控制器包含所有手動操作的特性，而自動控制器可以自動啟動和加負荷。運行過程中，可以手動從自動控制器轉換為基本控制器。進行這些操作時，蒸汽流量不會出現突變，可以通過P320TGC操作員站進行操作。1．基本控制器簡介基本控制器設計為手動操作。基本控制器包含汽輪機安全手動操作要求的所有功能。進行手動操作時，主設定點，如轉速和閥門位置，可以通過操作員站進行手動設置，而在自動操作期間，設定點通過自動控制器進行控制。基本控制器主要由轉速控制器和高中壓調節閥閥位控制器組成（可以手動調整設定點）。

基本控制器要求下列主要測量信號：汽輪機轉速、主蒸汽壓力、熱再汽壓、高壓缸排汽溫度。汽輪機轉速測量有三條通道，而其他測量信號具有兩條通道。基本控制器具有下列功能：(1)手動啟動(轉速控制)(2)同期接口(3)手動負荷操作(通過進汽閥的閥位設定)(4)主蒸汽壓力下降限制(5)甩負荷時的加速度限制(6)進汽閥的手動控制(7)中壓調節閥的手動控制(8)閥門特性的線性化

2．自動控制器簡介自動控制器是自動啟動和加負荷的較高的級別，用于正常操作。它包括基本控制器的所有功能，及其它各種自動功能。自動控制器的主要功能包括啟動程序、負荷程序、閥門自動修正附加功能。啟動程序發出的轉速設定直接輸入基本控制器，而負荷程序發出的負荷設定在輸入基本控制器前受到限制器最低輸出的限制。如果選擇上一級的控制器，則在相同的路徑中上一級的控制器起作用，并跨越負荷控制程序。自動控制器的功能可歸納如下：1）自動功能（1）自動啟動（2）自動加負荷和減負荷2）分層的控制器3）主蒸汽壓力控制器4）負荷調節器(根據DCS發出的設定點進行閥前壓力控制或負荷控制)5）限制功能/限制器（1）熱應力導致的強迫降負荷（2）主蒸汽壓力限制器（3）快速甩負荷6）自動高，中壓調門修正功能（1）啟動和加負荷時的高，中壓調門自動修正功能（2）高壓缸排汽溫度限制器（3）高壓缸排汽冷卻速率限制器（4）中壓缸熱應力限制器（5）熱段再熱汽壓低限制器二、ALSTOM汽輪機調節控制器的簡介

汽輪機控制器包括下列主要模塊：基本控制器、自動控制器、熱應力計算模塊、閥位控制模塊及標準界面。基本控制器包括兩個冗余控制器（按主站-從站原則設計）。兩臺控制器的結構相同，汽輪機操作只需要使用一臺控制器，另外一臺作為備用。如果常規控制器運行時發生故障，備用控制器會取代故障常規控制器進行工作，這樣可以在不停機的情況下檢修更換故障設備。每臺基本控制器都有自己獨立的I/O模塊導軌，帶有相關I/O卡和通信處理器。

自動控制器和開環控制也是具有主站/從站結構的雙通道控制器。自動控制器和開環控制器具有分布式的I/O模塊導軌，并帶有相關的I/O卡。開環控制內設備驅動輸出都是冗余的，并分布在不同的I/O卡件上。汽輪機控制器分層結構具有額外的冗余：基本控制器包含所有手動操作的特性，而自動控制器可以自動啟動和加負荷。運行過程中，可以手動從自動控制器轉換為基本控制器。進行這些操作時，蒸汽流量不會出現突變，可以通過P320TGC操作員站進行操作。1．基本控制器簡介基本控制器設計為手動操作。基本控制器包含汽輪機安全手動操作要求的所有功能。進行手動操作時，主設定點，如轉速和閥門位置，可以通過Alstom操作員站進行手動設置，而在自動操作期間，設定點可以通過自動控制器進行控制。基本控制器主要由轉速控制器和高中壓調節閥閥位控制器組成（可以手動調整設定點）。傳到主調節閥的閥位信號（即蒸汽流量設定）是轉速控制器輸出和主調節閥閥位設定的和。

基本控制器要求下列主要測量信號：汽輪機轉速、主蒸汽壓力、熱再汽壓、高壓缸排汽溫度。汽輪機轉速測量有三條通道，而其他測量信號具有兩條通道。基本控制器具有下列功能：(1)手動啟動(轉速控制)(2)同期接口(3)手動負荷操作(通過進汽閥的閥位設定)(4)主蒸汽壓力下降限制(5)甩負荷時的加速度限制(6)進汽閥的手動控制(7)中壓調節閥的手動控制(8)閥門特性的線性化

2．自動控制器簡介自動控制器是自動啟動和加負荷的較高的級別，用于正常操作。它包括基本控制器的所有功能，及其它各種自動功能。自動控制器的主要功能包括啟動程序、負荷程序、閥門自動修正附加功能。啟動程序發出的轉速設定直接輸入基本控制器，而負荷程序發出的負荷設定在輸入基本控制器前受到限制器最低輸出的限制。如果選擇上一級的控制器，則在相同的路徑中上一級的控制器起作用，并跨越負荷控制程序。自動控制器的功能可歸納如下：1）自動功能（1）自動啟動（2）自動加負荷和減負荷2）分層的控制器3）主蒸汽壓力控制器4）負荷調節器(根據DCS發出的設定點進行閥前壓力控制或負荷控制)5）限制功能/限制器（1）熱應力導致的強迫降負荷（2）主蒸汽壓力限制器（3）快速甩負荷6）自動高，中壓調門修正功能（1）啟動和加負荷時的高，中壓調門自動修正功能（2）高壓缸排汽溫度限制器（3）高壓缸排汽冷卻速率限制器（4）中壓缸熱應力限制器（5）熱段再熱汽壓低限制器五、常見調節器、控制開關說明六、ALSTOM汽輪發電機輔助系統的控制功能介紹1.TURBINEOVERVIEW（汽機畫面主菜單）

2.TURBINECOVERNINGANDCONTROL（汽輪機主控）3.TURBINEPROTECTIONS（汽輪機保護）4.SAFETYDEVICETEST（安全通道試驗）5.VALVESTEST（閥門試驗）6.BEARINGTEMPERATURES（軸承溫度）7.TSISYSTEM（TSI系統）8.LUBEOILSYSTEM（潤滑油系統）9.HYDRAULICSYSTEM（調節油系統）10.TURBINEDRAINVALVES（疏水系統）11.PACVALVESEXTRACTION（抽汽系統）12.GLANDSTEAMSYSTEM（軸封汽系統）13.GASSYSTEM（氫氣冷卻系統）14.LIGUAGESYSTEM（定子水系統）15.SEALOILSYSTEM(密封油系統)16.ARCHITECTURETGC（工程師）

17.STEAMTURBINESEQUENCER(汽機順控)七、ALSTOM汽輪機主要保護及聯鎖

1．汽輪機跳閘條件1）汽輪機超速跳閘3300r/min。2）凝汽器壓力大于25kPa。3）高壓缸排汽溫度高于500℃。4）潤滑油壓低于90kPa。5）安全油壓低于2.7MPa。6）汽輪機軸向位移小于-0.8mm或大于0.8mm。7）汽輪發電機組任一軸頸振動大于0.26mm。(X/Y報警+Y/X跳閘)8）鍋爐MFT。9）發變組保護聯動。10）TGC控制器故障。11）手動跳閘(主控室、就地)。12）汽輪機高中壓轉子瞬時應力超限。13）徑向軸承溫度高于120℃。14）推力軸承溫度高于125℃。15）高壓缸鼓風摩擦保護（溫度＞580℃）。16）低壓缸鼓風摩擦保護（溫度＞200℃）。17）凝汽器熱井水位高于3100mm。（解除不用）18）主油箱油位低于20%。19）發電機定子冷卻水流量低于49t/h。20）發電機密封油氫氣差壓低于20kPa。21）發電機空側密封油箱油位低于20%。22）發電機熱氫溫度大于98℃。23）發電機定子水導電度高于8μs/cm。24）發電機檢漏計液位高高。25）汽輪機防火保護動作。（解除不用）26）發電機定子水箱水位低于20%。27）發電機定子水出水母管溫度大于91℃。28）發電機跳閘。2．潤滑油系統1）潤滑油功能組投入條件（1）潤滑油溫度>15℃（2）潤滑油箱油位>30%2）潤滑油功能組停止條件（1）汽輪機防火保護動作（2）高中壓轉子溫度均<150℃且汽輪機轉速≯3rpm3）交流潤滑油泵聯鎖啟動條件（1）汽機轉速<2700rpm

（2）汽機潤滑油壓低（<60%）（3）汽機潤滑油壓低（<40%）4）交流潤滑油泵聯鎖停止條件（1）汽機轉速>2700rpm5）事故潤滑油泵聯鎖啟動條件（1）汽機轉速<2700rpm，延時5S，交流潤滑油泵未運行（2）汽機潤滑油壓低<90kpa，延時4S

（3）汽機潤滑油壓低<60kpa3．頂軸油系統1）盤車功能組投入條件（1）密封油油氫差壓>20KPA（2）交直流潤滑油泵控制回路就緒2）盤車功能組停止條件無邏輯閉鎖停止條件3）頂軸油泵聯鎖啟動條件（1）汽輪機轉速<2700rpm（2）潤滑油壓力>30KPA4）頂軸油泵聯鎖停止條件（1）汽機轉速>2700rpm（2）汽機潤滑油壓低<30kpa4．密封油系統1）密封油功能組投入條件（1）空側密封油箱油位>40%（2）空側密封油溫度≮10℃2）密封油功能組停止條件（1）汽輪機轉速≯3r