大型火电机组的现代控制技术

　　自动化是现代化的重要内涵和标志。建立在微处理器基础上的新一代工业过程自动控制系统——分散控制系统DCS(DistributedControlSystem)为工业自动化提供了强有力的软件、硬件平台。
　　一、大型火电机组自动控制系统
　　1、数据采集系统(DAS，DataAcquisitionSystem)
　　凡配备有计算机的机组，一般都包括DAS，其基本功能主要有数据采集，生产过程显示，报表打印，异常数据报警，数值计算，历史数据存储等。
　　随着信息系统网络的发展，DAS信息可以方便地与厂级或网级管理信息系统MIS(ManagementlnformationSystem)相联，提高了信息处理的自动化水平，为现代化企业管理奠定了基础。
　　2．单元机组协调控制系统(CCS，CoordinatedControlSystem)
　　锅炉和汽轮发电机组组成单元机组运行时，锅炉和汽轮发电机组共同适应电网负荷变化的需要，又共同保持机组安全稳定运行的控制系统被称为单元机组协调控制系统，简称CCS。
　　3．汽轮机数字电液控制系统(DEH，DigitalElectro-HydraulicControlSystem)
　　DEH是以微机装置作为数字控制器，通过电液转换驱动液压执行机构的汽轮机控制系统。主要由电源、液压执行机构和危急遮断系统组成，用以将来自调节系统及汽轮机保护系统的电信号转换成对汽阀的操作调节作用。
　　4．顺序控制系统(SCS，SequenceControlSystem)
　　顺序控制是按照规定的时间或逻辑的顺序，对多个终端控制元件进行一系列操作的控制方式。它的作用取决于前面某些操作的执行结果或生产过程中某些条件的实现。顺序控制在火电厂中用于煤粉制备系统、输煤系统、补给水处理系统、循环水系统等辅助系统及主要辅机控制。
　　5．炉膛安全保护监控系统(FMS，BoilerBurnerManagementSystem)
　　它是用来保证锅炉燃烧系统中各设备按规定的操作顺序和条件安全启停、切投，并能在危急工况下，迅速切断进入锅炉膛的全部燃料，保证锅炉安全，防止爆燃等破坏性事故发生的安全保护和顺序控制装置。各种不同类型的炉膛安全保护监控系统的功能并不完全相同，其主要功能有安全功能、操作控制功能和火焰检测功能。
　　二、大型火电机组先进控制技术
　　(1)系统网络的标准化。早期的DCS厂家多采用自己的数据通信网络，不同DCS系统互不兼容且开放性差。随着计算机网络技术的发展和标准化，各DCS厂家几乎普遍地采用了国际标准化的网络，系统的开放性和不同系统之间的兼容性得到加强。
　　(2)系统软件及设备的通用化。目前市场上广泛采用的Intel芯片、PCI总线和Win—dowsNT平台，即所谓的WinTel体系结构，为系统的互联和升级提供了基础，也为DCS选用成熟的商用软件和自主开发提供了平台。
　　(3)组态语言标准化。过去DCS的组态语言均按照自己的标准设计，近年来，许多DCS厂家引用了国际电工委员会制定的编程标准，使编程组态功能更强，易于移植和用户掌握。
　　(4)系统结构开放化。当今的DCS更多地考虑了系统向下(与智能化仪表)和向上(与上一级综合自动化系统)接口的能力。便于用户根据应用需要灵活地构成系统，共享数据资源。
　　三、先进控制策略及其应用
　　(1)极点配置最优控制。最优控制所研究的中心问题是选择怎样的控制规律，在系统由初始状态转移到终端状态时，系统的性能与品质在某种意义下是最优的。
　　(2)自适应与自整定控制。自适应控制和自整定控制是一种适用于过程时变特性的控制策略。当过程特性参数变化或干扰特性变化时，能够实时地调控控制器参数和控制策略，维持控制品质一定意义的最佳。
　　(3)预测控制。预测控制的基本策略是模型预测滚动优化和反馈校正。其显著特点是对模型精度要求不高，适应于大迟滞或非最小相位系统，比传统的最优控制、自适应控制更适应于类似大型火电机组这样的复杂工业过程。
　　(4)模糊控制。1974年英国学者首先把Fuz2y理论用于锅炉和汽轮机控制。之后的20多年里．模糊集理论和模糊控制成为控制领域发展最为迅速、应用最为广泛的一门崭新学科。
　　(5)神经网络控制。神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的。它们之间广泛的连接使得整个神经网络具有复杂的非线性特性，为非线性系统的建模提供了有效的方法。
　　(6)专家系统。在大机组控制中，专家系统应用的一类重要内容有故障诊断专家系统、操作指导专家系统、事故分析专家系统以及分析、评估、规划等专家系统。另一类应用是专家控制，即根据过程输入(连续过程或离散事件)，经专家系统处理，给出输出结果，实施控制作用。
　　(7)鲁棒控制。鲁樟控制的目的是要设计出在所有希望的操作条件下都具有良好性能的控制器，这一点尤其符合过程控制的要求。
　　(8)变结构控制。变结构控制是利用高速开关变更控制结构，以适应受控过程的非线性特性，是一种可用来处理非线性问题的理论方法。变结构控制理论与工程应用是实现全程控制的有效方法和途径。
　　(9)统计质量控制。统计质量的基本内容包括保证生产的安全与正常运行，对生产的全过程进行综合统计分析，以及在此基础上确定最佳运行方式和各子回路的最优设定值。(10)综合智能控制。所谓综合智能控制就是有机地把智能控制和现代控制方法结合起来，形成一种综合的智能控制系统，以发挥各先进控制方法优势。对于大型火电机组这样的复杂大系统而言，按照分级控制的系统结构，建立在智能协调、局部优化基础之上，有针对性地采用经典的和先进的控制策略，构成综合智能控制系统，已成为主要的发展趋势。

《大型火电机组的现代控制技术》

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