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文檔簡介

控制:為了達到一定的目的,對作為生產(chǎn)過程的設備進行操作。人工控制:用人工來完成所需要的操作過程。自動控制 所謂自動控制,是指在沒人參與的情況下,利用控制器或控制裝置的作用使生產(chǎn)過程或控制對象的一個或多個物理量(受控物理量)維持在一定給定水平或按照期望的規(guī)律變化,以達到控制的目的。 自動控制的涵義既可以是最簡的開和關(guān),也可以是復雜的計算機控制。自動控制的實質(zhì),就是利用控制裝置模仿人或代替人去對設備、系統(tǒng)或生產(chǎn)過程等進行各種操作的過程。自動控制系統(tǒng) 自動控制系統(tǒng):由自動控制裝置,包括測量部件、控制器和執(zhí)行機構(gòu)等,與被控對象連接在一起構(gòu)成了自動控制系統(tǒng)。第三章控制系統(tǒng)自動控制的意義

1.保證設備的正常運行;

2.改進產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,降低成本;

3.在不適宜人類長時間工作的環(huán)境,或者不能接近的特殊環(huán)境里,采用自動控制系統(tǒng)可以改善了工人的勞動條件和保證操作人員的安全;

4.完成許多人工、手動操作幾乎難以達到的一些復雜而頻繁的操作過程,減輕人的勞動強度。第三章控制系統(tǒng)控制器執(zhí)行器調(diào)節(jié)單元被控對象測量部件偏差信號:給定值信號與被調(diào)量信號的差,即e=r-y;控制信號:由控制器運算規(guī)律對偏差信號進行運算得到的信號,即u=f(e);控制信號被送到執(zhí)行器,驅(qū)動調(diào)節(jié)單元,控制被控對象的輸入量,達到調(diào)節(jié)被調(diào)量的目的。ruyde+++-第三章控制系統(tǒng)給定值變化規(guī)律

1.恒值控制系統(tǒng)(constantcontrolsystem):給定值為恒值的系統(tǒng)稱為恒值控制系統(tǒng),或鎮(zhèn)定系統(tǒng)。系統(tǒng)的任務是盡量排除干擾的影響,以一定的準確度使系統(tǒng)輸出量與給定值一致。

2.隨動控制系統(tǒng)(follow-upcontrolsystem):給定值為事先未知的時間函數(shù)的系統(tǒng)稱為隨動系統(tǒng),或跟蹤系統(tǒng)。系統(tǒng)輸入量總在變化,要求系統(tǒng)的輸出量能夠以一定的準確度跟隨輸入量變化。雷達天線控制系統(tǒng)就是典型的伺服控制系統(tǒng)。

3.程序控制系統(tǒng)(Programcontrolsystem):給定值為事先給定的時間函數(shù)的系統(tǒng)稱為程序控制系統(tǒng)。第三章控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的分類控制作用與時間的關(guān)系分類

1.連續(xù)控制系統(tǒng)(continuouscontrolsystem):系統(tǒng)中傳遞的信號都是時間的連續(xù)函數(shù),則稱為連續(xù)系統(tǒng)。

2.離散控制系統(tǒng)(discretecontrolsystem):系統(tǒng)中至少有一處,傳遞的信號是時間的離散信號(discretesignal)(脈沖或數(shù)字形式,impulse/digitalsignal),則稱為離散系統(tǒng),或采樣系統(tǒng)(samplingsystem)。第三章控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的分類按描述系統(tǒng)運動的微分方程分類

1.線性控制系統(tǒng)(linearcontrolsystem):描述系統(tǒng)運動的微分方程是線性微分方程。如方程的系數(shù)為常數(shù),則稱為定常線性自動控制系統(tǒng)(lineartime-invariantsystem);相反,如系數(shù)不是常數(shù)而是時間t的函數(shù),則稱為變系數(shù)線性自動控制系統(tǒng)(lineartime-variantsystem)。線性系統(tǒng)的特點是可以應用疊加原理,因此數(shù)學上較容易處理。

2.非線性控制系統(tǒng)(nonlinearcontrolsystem):系統(tǒng)中至少有一個元件具有非線性特性,描述系統(tǒng)的微分方程是非線性微分方程。非線性系統(tǒng)一般不能應用疊加原理,因此數(shù)學上處理比較困難,至今尚沒有通用的處理方法。注:嚴格地說,在實踐中,理想的線性系統(tǒng)是不存在的,但是如果對于所研究的問題,非線性的影響不很嚴重時,則可近似地看成線性系統(tǒng)。同樣,實際上理想的定常系統(tǒng)也是不存在的,但如果系數(shù)變化比較緩慢,也可以近似地看成線性定常系統(tǒng)。第三章控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的分類按照系統(tǒng)的輸入和輸出信號的數(shù)量分類

1.單輸入單輸出控制系統(tǒng):輸入輸出量各有一個

2.多輸入多輸出控制系統(tǒng):輸入或輸出量多于一個輸出量是否對系統(tǒng)的控制作用發(fā)生影響

1.開環(huán)控制系統(tǒng)(open-loopcontrolsystem)

特點:信號單向傳遞,在控制裝置和被控對象之間只有正向控制作用,系統(tǒng)的輸出量并不反饋(feedback)到控制裝置的輸入端,系統(tǒng)輸出量對控制裝置不產(chǎn)生任何影響。有較高的靈敏性和快速性。輸入量輸出量(被控量)控制裝置被控對象控制量

采用開環(huán)控制方式的系統(tǒng),它的精度僅取決于組成控制裝置的元器件的精度。這類系統(tǒng)控制精度低,抗干擾能力差。(如果系統(tǒng)中存在干擾,或者由于控制元器件老化,均會導致系統(tǒng)輸出發(fā)生變化,使輸出值偏離預期值。)開環(huán)控制系統(tǒng)一般適用于干擾不強或可預測、并且控制精度要求不高的場合。 如:控制器對電動或氣動閥門的直接控制,實驗堆啟動或停堆手動控制棒操縱系統(tǒng)。

2.閉環(huán)控制系統(tǒng)(Closed-loopControlSystem)

特點:信號雙向傳遞,既有正向控制作用,又有反饋作用,系統(tǒng)輸出量對控制量有直接影響。有較高精度,但是控制速度較慢(跟系統(tǒng)的特性有關(guān)) 在閉環(huán)控制系統(tǒng)中,對系統(tǒng)輸出量不斷地進行測量并反饋到系統(tǒng)的輸入端與輸入量進行比較,產(chǎn)生偏差信號,按偏差實現(xiàn)控制。不論何種原因引起的測量量偏離其給定值而發(fā)生偏差時,就一定有相應的控制作用產(chǎn)生,使偏差得以消除。

閉環(huán)控制又稱為反饋控制。反饋控制系統(tǒng)具有抑制內(nèi)部和外部各種擾動對系統(tǒng)輸出影響的能力。 如:壓水堆中R棒控制系統(tǒng),穩(wěn)壓器的壓力和水位控制系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器水位控制系統(tǒng)。控制器控制規(guī)律

1.控制器的作用:根據(jù)被控變量的測量值與給定值之間的偏差,按預定的控制規(guī)律進行運算并發(fā)出控制信號,去控制執(zhí)行器動作,以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動控制。

2.控制規(guī)律:控制器的輸入信號和輸出信號之間隨時間變化的規(guī)律。通常是在階躍信號的作用下,來研究控制器的輸出隨時間的變化規(guī)律。

3.階躍信號(stepsignal)控制規(guī)律函數(shù)表示

u=f(e)

u表示控制器輸出,e表示偏差信號。不同的生產(chǎn)要求需要不同的控制規(guī)律。需要根據(jù)過渡過程的品質(zhì)要求,結(jié)合被控對象的特性,才能正確選用適當?shù)目刂埔?guī)律。對自動控制系統(tǒng)性能的基本要求

1.穩(wěn)定性(stability):系統(tǒng)開始處于平衡狀態(tài)(EquilibriumState),則由于受外力作用(擾動)之后,必將偏離原來平衡狀態(tài),若擾動消失后,系統(tǒng)能夠返回它的原來平衡狀態(tài),那么就稱這樣的系統(tǒng)是穩(wěn)定的,否則就是不穩(wěn)定的。穩(wěn)定性是所有控制系統(tǒng)的最低要求。自動控制系統(tǒng)必須滿足一定的穩(wěn)定裕度(stablemargin)的要求。

2.穩(wěn)態(tài)特性(steady-stateperformance):系統(tǒng)在動態(tài)過程結(jié)束后,系統(tǒng)的穩(wěn)定輸出相對于輸出期望值的偏離程度,通常用穩(wěn)態(tài)誤差(steady-stateerror)表示。3.動態(tài)響應,系統(tǒng)從初始狀態(tài)到達最終狀態(tài)的響應過程。對于系統(tǒng)的階躍響應,動態(tài)性能指標(DynamicPerformanceIndex)規(guī)定如下:延遲時間td,響應曲線第一次達到穩(wěn)態(tài)值一半所需的時間,即c(td)=c(∞)/2。上升時間(risetime)tr,過阻尼系統(tǒng)(Overdampedsystem),通常采用從0上升到100%所需的時間;對于欠阻尼系統(tǒng)(underdampedsystem),通常采用從穩(wěn)態(tài)值的10%上升到90%所需的時間。峰值時間(peaktime)tp,響應曲線(responsecurve)達到第一個峰值所需的時間。最大超調(diào)量(maximumovershoot)Mp, 調(diào)節(jié)時間(settingtime)ts,系統(tǒng)受到擾動或輸入信號作用后,響應曲線進入穩(wěn)態(tài)值的允許誤差范圍內(nèi)并在以后都保持在這一允許誤差范圍內(nèi),把進入這種進入誤差范圍所用的時間稱為調(diào)節(jié)時間。即有,|c(ts)-c(∞)|≤Δ??刂破鞯姆N類:電動式、液動式、氣動式,運用較多的為電動式。液壓系統(tǒng)可以對大負載產(chǎn)生快速作用和精確定位。電和液壓的組合系統(tǒng)被廣泛采用,如電廠的汽輪機控制。PID(Proportional-Integral-Differential)控制:控制器的運算部分以反饋或串接的組合方式來實現(xiàn)比例-積分-微分(PID)運算功能。原理簡單,使用方便。適應強。魯棒性(robustness)強:控制品質(zhì)對被控對象特性的變化不大敏感。比例控制規(guī)律

u(0)表示偏差為0控制器的輸出,輸入信號e(t)與輸出信號u(t)之間的關(guān)系

比例帶(proportionalband)是使控制器輸出變化全范圍時,輸入偏差改變量在滿量程中所占的百分數(shù)。比例帶的物理意義是使調(diào)節(jié)器的輸出按比例變化的輸入范圍。比例帶在數(shù)值等于使調(diào)節(jié)器輸出變化百分之百的偏差范圍。若調(diào)節(jié)器的輸入范圍大于比例帶,則調(diào)節(jié)器的輸出u(t)與e(t)不再成正比例??刂破鞯妮敵鲎兓颗c輸入偏差成正比例,在時間上沒有延遲。KP是控制器的放大倍數(shù),比例調(diào)節(jié)器實質(zhì)上是一個增益可調(diào)的放大器。不能直接根據(jù)KP判斷比例作用的強弱。積分控制規(guī)律輸出信號與輸入信號之間的關(guān)系輸出信號不僅與輸入偏差信號的大小有關(guān),而且還將取決于偏差存在時間的長短。只有在偏差信號e為0情況下,積分控制器的輸出信號才能相對穩(wěn)定。消除穩(wěn)態(tài)偏差是積分控制的主要優(yōu)點。傳遞函數(shù)缺點:輸出變化總是滯后于偏差的變化,難以及時有效克服擾動的影響,使系統(tǒng)穩(wěn)定下來。比例積分(PI)控制規(guī)律I控制規(guī)律的數(shù)學表達式傳遞函數(shù)

TI為積分時間常數(shù)(integraltimeconstant),TI=1/KI。TI越小,積分速度KI越大,積分作用越強。當積分時間TI:在階躍偏差輸入作用下,控制器的輸出達到比例輸出兩倍時所經(jīng)歷的時間??刂七^程之后很大時,PI調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)時間很長;當給定值變化劇烈時,PI調(diào)節(jié)器作用不夠及時。AKPAKPATIt0Δu(t)e(t)0t微分控制規(guī)律微分控制的目的:對于慣性較大的被控過程,為避免出現(xiàn)很大的偏差,根據(jù)被控變量的變化趨勢而采取預防性的調(diào)節(jié)措施。理想微分控制規(guī)律的動態(tài)特性 控制器的輸出u(t)與輸入偏差de(t)/dt的變化速度成正比。微分控制器的輸出只與偏差的變化速度有關(guān),而與偏差存在與否無關(guān),微分控制器對恒定不變的偏差是沒有克服能力的。所以,微分控制器不能作為一個單獨的控制器使用。理想的比例微分控制規(guī)律的動態(tài)特性理想比例微分控制器的傳遞函數(shù)T0時刻出現(xiàn)幅度無窮大、脈寬趨近于零的尖脈沖意味著物理上難于實現(xiàn)的無窮大功率。所以,理想比例微分控制器不可實現(xiàn),沒有實用價值。AKPATIt0Δu(t)e(t)0tt0t0實際工業(yè)用比例微分控制器的傳遞函數(shù)在時間TD/KD內(nèi),PD調(diào)節(jié)器的輸出從其躍變脈沖的頂點下降到微分作用最大輸出的36.8%。Kp--比例增益(Proportionalgain);KD--微分增益(Differentialgain);TD--微分時間常數(shù)(differentialtimeconstant)。實際比例微分控制器的輸出特性曲線TD越大系統(tǒng)達到穩(wěn)定的時間越長。適當?shù)奈⒎肿饔糜幸种普袷幍男ЧH鬞D過大,則微分作用過強,反而不利于系統(tǒng)穩(wěn)定。比例積分微分(PID)控制規(guī)律理想比例積分微分控制器的動態(tài)特性理想PID控制器的傳遞函數(shù)實際PID控制器傳遞函數(shù)輸入為階躍信號時,實際PID控制器的動態(tài)特性F:互干擾系數(shù);Kc*=FKITI*=FTITD*=TD/FPID控制器比例控制(基本控制作用)微分控制(開始時作用)積分控制(微分作用消失后,如果余差存在,積分控制發(fā)生作用)需要比例、積分和微分作用取長補短、相互配合,即比例帶、積分時間常數(shù)和微分時間常數(shù)整定適當。0Ae(t)△u(t)0tt串級控制系統(tǒng):采用兩個相互串聯(lián)的控制器,而且以一個控制器的輸出作為另一個控制器參比信號的控制系統(tǒng)。當被控過程(控制對象)的滯后較大,干擾較劇烈并且頻繁,若采用簡單控制系統(tǒng)不能滿足工藝要求。Gc1Gc2GvGp2Gp1Hm2Hm1r1r2u1u2d1d2c1c2y1y2++++++--串級控制系統(tǒng)0510152025303540455000.20.40.60.81串級控制系統(tǒng)的主要特點

1.能迅速克服進入副回路的干擾 進入副回路的干擾d2首先影響副被控量c2,使其發(fā)生變化。由于副回路的反饋控制作用,在主被控量c1尚未產(chǎn)生明顯變化以前,副控制器Gc2就已操縱調(diào)節(jié)閥Gv動作,克服干擾d2對c2的影響,使c2的波動減少,從而使干擾d2對主控變量c1的影響更小。

Gc1Gc2GvGp2Gp1Hm2Hm1r1r2u1u2d1d2c1c2y1y2++++++--大遲延大慣性對象Gc1Gc2GvGp2Gp1Hm2Hm1r1r2u1u2d1d2c1c2y1y2++++++--Gc1Gc2GvGp2Gp1Hm2Hm1r1r2u1u2d1d2c1c2y1y2++++++--Gc1GvGp2Gp1Hm1r1u1d1d2c1c2y1+++++-*串級控制系統(tǒng)的主要特點

2.能改善被控對象的特性,提高系統(tǒng)克服干擾的能力 副回路可視為主回路的一個環(huán)節(jié),當副回路整定得很好時,其閉環(huán)的時間常數(shù)將很小,從而使整個被控對象的慣性時間近似等于主對象的慣性時間。即副過程的相位滯后由于有了副回路而顯著減小,這就改善了主回路的響應速度。Gc1Gp1Hm1r1u1d1c1c2y1+++-副回路廣義被控對象3.1.改善了系統(tǒng)的特性,提高了系統(tǒng)的控制精度副回路相當于一個隨動控制系統(tǒng),若匹配得當,它的特性可近似看作1:1的比例環(huán)節(jié),所以被控量能很快的跟蹤參考值的變化,有利于提高系統(tǒng)的控制精度。3.2.對負荷的變化有一定的適應能力對象Gp2的增益Kp2或調(diào)節(jié)閥Gv(s)的特性存在非線性,對等效對象的放大系數(shù)影響很小。表明串級控制系統(tǒng)的副回路能自動克服對象非線性特性的影響,顯示出它對負荷的變化具有一定的自適用能力。在操作或負荷條件變化的情況下,不改變調(diào)節(jié)器整定參數(shù),系統(tǒng)仍能保持或接近原有的控制質(zhì)量。串級控制系統(tǒng)應用的幾個問題

1.主、副被控變量的選擇主被控變量的選擇原則與單回路的控制系統(tǒng)相同;副被控變量的選擇應注意以下幾個方面工藝(靜態(tài)特性)上的合理性,選擇副被控變量時,應使主、副被控量具有一定對應關(guān)系,當調(diào)整副被控變量,能使主被控變量盡快回到參比值;盡可能使主要的干擾都包括在副回路中;為防止共振效應,系統(tǒng)的工作頻率必須顯著低于副回路的共振頻率;當對象具有較大的純滯后而影響控制質(zhì)量時,在選擇副變量時應使副環(huán)不包含純滯后或盡量少包含純滯后。2.主、副控制器正/反作用的選擇依據(jù):使系統(tǒng)為負反饋系統(tǒng)由于調(diào)節(jié)閥接受副控制器的輸出信號,所以應先選擇副控制器的正/反作用。根據(jù)調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式來確定。由于主控制器是通過副控制器(或副回路)才發(fā)揮作用,所以它的正/反作用由副被控變量對主控變量的影響關(guān)系來決定,與調(diào)節(jié)閥的情況無關(guān)。

3.主、副控制器控制規(guī)律的選擇主被控變量是工藝操作的主要指標,允許波動的范圍很小一般要求無余差,因此,主控制器應選PI或PID控制規(guī)律。副被控變量的設置是為了保證主被控變量的控制質(zhì)量,可以允許在一定范圍內(nèi)變化,允許有余差,因此副控制器只要選P控制規(guī)律就可以了。對于采用流量作為副被控變量的串級系統(tǒng),為了使流量副回路單獨工作時也能穩(wěn)定,比例帶很大;這時比例控制作用太弱,有時需引入積分控制作用。微分作用一般不用于副控制器。被調(diào)量:穩(wěn)壓器水位;整定值:隨一回路平均溫度而變化的水位程序定值;干擾量:二回路負荷,下泄流量;調(diào)節(jié)量:上充流量執(zhí)行機構(gòu):

上充流量調(diào)節(jié)閥梅遜公式

Δ特征式

Σla所有回路的增益之和

Σlblc所有兩兩互不接觸的回路增益之和

Σldlelf所有三個互不接觸的回路增益之和

n從輸入到輸出前向通路條數(shù)

Pk從輸入到輸出第k條前向通路的增益

Δk第k條前向通路的余子式,等于在特征式中,把第k條前向通路相接觸的回路增益置為零后剩余的部分主機(計算機) 控制系統(tǒng)的核心。指揮控制系統(tǒng)的其它設備工作:自動接收從生產(chǎn)現(xiàn)場來的反映過程工況的各種信息,利用程序?qū)π畔⑦M行自動加工、運算、判斷和分析等操作,并作出相應的控制決策,將控制信息傳遞到現(xiàn)場。外部設備1.數(shù)據(jù)輸入設備:把程序和有關(guān)數(shù)據(jù)送到主機內(nèi)。如鍵盤、鼠標、軌跡球、磁盤、光盤、磁帶等。2.數(shù)據(jù)輸出設備:以人能直觀接受的信息形式,給操作人員提供有關(guān)生產(chǎn)過程的各種信息,以了解系統(tǒng)的工作情況及生產(chǎn)工況。如顯示器(CTR、LCD)、投影儀、打印機、繪圖儀等。3.存儲設備:存儲生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)與信息。計算機控制系統(tǒng) 4.工業(yè)自動化儀表:聯(lián)系過程輸入、過程輸出與被控對象的工具。檢測儀表:對被控對象進行檢測,并通過輸入通道將檢測信息傳輸給主機。執(zhí)行機構(gòu):接受輸出通道傳遞來自主機的控制信號,對被控對象進行控制。

5.操作控制臺:進行人-機聯(lián)系的設備。

6.軟件部分系統(tǒng)軟件:為用戶使用、維護和管理計算機,擴大計算機功能、提高其使用效率。應用軟件:用戶利用計算機和系統(tǒng)軟件,編制的解決各種具體實際問題的程序。(描述生產(chǎn)過程和控制規(guī)律以及實現(xiàn)控制動作的程序。)計算機控制系統(tǒng)的基本組成生產(chǎn)過程

執(zhí)行機構(gòu)反多路開關(guān)多路開關(guān)開關(guān)量輸出

時鐘操作臺計算機(主機)接口接口接口接口A/DD/A磁盤驅(qū)動器打印機CRT顯示終端軟件變送器

傳感器通用外部設備主機、操作臺接口

輸入輸出通道被控對象開關(guān)量輸入外圍設備

1.

輸入通道:把反映生產(chǎn)過程中輸入工況的各種物理參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號并及時輸往主機。通道中有模擬量、開關(guān)量和頻率量等傳送設備以傳送各種形式的信號。具有使多個參數(shù)逐個按序或隨機取樣等方式輸入的功能。具有模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換功能,使模擬量轉(zhuǎn)換為相應數(shù)字量送往主機。

2.輸出通道:將主機輸出的二進制信號轉(zhuǎn)換為適應各種執(zhí)行機構(gòu)的信號,用來控制執(zhí)行機構(gòu)的動作。包括模擬量、數(shù)字量等輸出,通常具有輸出分配功能。

3.顯示與報警裝置:用于讓操作人員及時了解生產(chǎn)過程的實際工況,并在出現(xiàn)異常及危及正常生產(chǎn)和安全時,主機能及時告訴操作人員,以便采取預防措施。計算機控制系統(tǒng)的分類

1.數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)(DAS,DataAcquisitionStation) 2.直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC,DirectDigitalControl)

3.監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)(SCC,SupervisoryComputerControl)

4.分散型計算機控制系統(tǒng)(DCS,DistributedControlSystem)計算機控制系統(tǒng)直接數(shù)字計算機控制系統(tǒng),即DirectDigitalcontrolSystem,簡稱DDC系統(tǒng)。DDC系統(tǒng):利用一臺計算機配以適當?shù)妮斎胼敵鲈O備,從生產(chǎn)中獲得信息,按照預先規(guī)定的控制算法算出控制量,再通過輸出通道,直接作用于執(zhí)行機構(gòu),以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的閉環(huán)控制。DDC系統(tǒng)的特點:

1.一臺計算機可取代多臺模擬控制器;

2.控制規(guī)律中的參數(shù)變化范圍較寬,而且參數(shù)之間無相互干擾;

3.容易實現(xiàn)無擾動切換;

4.對于噪聲較大的信號,可通過數(shù)字濾波提高信號的真實性;

5.能方便的實現(xiàn)先進的、復雜的控制規(guī)律。如前饋-反饋控制、選擇性控制、解耦控制等,使系統(tǒng)的控制品質(zhì)得到提高。DDC系統(tǒng)4~20mA(0~10mA)變送器電流信號→電壓信號放大器采樣器控制增量→頻率脈沖轉(zhuǎn)角信號→電流信號0.02~0.1MPaDDC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)理想的模擬PID算式:PID的位置式

Ts采樣周期,en第n次采樣時的偏差值。 缺點:1.要求很大的存儲空間;2.一旦出現(xiàn)故障,閥位變化劇烈。DDC中的PID算式PID的增量式

KD=KCTD/Ts,KI=KCTs/TI。 表示了偏差與閥位改變的關(guān)系。運算結(jié)果表示閥位在原有位置上開大或關(guān)小的量。PID的實用算式監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)分級控制系統(tǒng) 采用單臺大型計算機來完成所有的過程控制和生產(chǎn)管理任務,會使可靠性變差; 若設置備用計算機,則成本太高; 功能分散,采用多臺計算機分別執(zhí)行各種功能。 將過程控制與企業(yè)管理結(jié)合起來的綜合型過程控制。MTS級計算機SCC常規(guī)控制器DDC生產(chǎn)過程DDC常規(guī)控制器SCC分級控制系統(tǒng)框圖

MTS—經(jīng)濟管理計算機 負責生產(chǎn)的計劃和調(diào)度,指揮SCC級進行工作。

SCC—SCC

Supervi-soryComputerControl,計算機監(jiān)控

DDC—直接數(shù)字控制

控制DDC級工作,并給出模擬控制器的設定值。

DDC直接控制生產(chǎn)過程,主要進行PID等各種直接數(shù)字控制,也可進行程序控制、數(shù)據(jù)處理及監(jiān)視報警等。

因為檢測、數(shù)學模型的建立等問題尚未得到解決,實際管理水平還不高,實際大多數(shù)應用都限于前兩級。以常規(guī)模擬控制組合單元儀表為主的控制系統(tǒng):

秦山一期控制系統(tǒng)采用FOXBORO公司的SPEC200組裝儀表;

大亞灣控制系統(tǒng)采用的Baily9020系統(tǒng)。以模擬控制和數(shù)字控制混合運用的控制系:

廣東嶺澳,核島KITPKPS系統(tǒng)采用的是法國的α4100系統(tǒng),常規(guī)島采用的DCS系統(tǒng)是法國Cegelec公司ALSPAP320;

秦山二期,常規(guī)島部分選用的是和利時的DCS系統(tǒng)。一體化數(shù)字式控制系統(tǒng):

德國西門子的TELEPERMXS+XP(TXS+TXP)系統(tǒng);

日本日立等公司開發(fā)的NUCAMM290系統(tǒng);

法國法馬通公司N4控制系統(tǒng);

美國燃燒工程公司(ABB-CE)的NUPLEX80+系統(tǒng);

美國西屋公司的Ea2gle21(或Advant)+WDPFⅡ系統(tǒng)。TXS(AREVA-NP公司)+TXP(SIEMENS公司),是歐洲核電系列的代表;CommonQ(ABB公司)+Ovation(EMERSON公司)是西屋核電系列的代表。AP1000:采用Eagle21+Ovation或CommonQ+Ovation或Advant+Ovation芬蘭OL3(EPR)、田灣核電站(VVER)、嶺澳二期CPR1000:采用TXS+TXP汽輪機計算機調(diào)節(jié)系統(tǒng) 功能:調(diào)節(jié)汽輪機功率,使之與負荷相適用。

功率頻率電液調(diào)節(jié)系統(tǒng),能自動的調(diào)節(jié)和控制汽輪發(fā)電機的功率和頻率,以適應各種運行工況。大亞灣核電汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng) 英國GEC公司 帶微機控制的數(shù)字功率電液調(diào)節(jié)系統(tǒng) 組成:單元處理機、閃門模塊、操作盤、測速裝置、閥門驅(qū)動器。 微機控制裝置: 上位機控制—UpperControlLevel

下位機調(diào)節(jié)—

BaseLevelGovernor報告總線上位機控制(UCL)下位機調(diào)節(jié)(BLG)閥門總線操作盤BLG操作盤單元處理機及外圍設備現(xiàn)場I/O信號下位機調(diào)節(jié)BLG(閥門模塊)

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