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1、电厂控制系统教学第1页，本讲稿共27页第一章第一章第一节第一节 什么是什么是DCSDCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。第2页，本讲稿共27页第二节第二节 DCS有什么特点有什么特点DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管分散控制集中管理理。第3页，本讲稿共
2、27页第4页，本讲稿共27页第三节第三节 DCS的控制程序是由谁执行的？的控制程序是由谁执行的？DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的过程控制站执行的。第5页，本讲稿共27页第四节第四节 过程控制站的组成过程控制站的组成DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成 第6页，本讲稿共27页第五节第五节 I/O是什么是什么 控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）第7页，本讲稿共27页第六节第六节 什
3、么是什么是I/O单元单元通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。CPU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。第8页，本讲稿共27页第七节第七节 I/O单元和单元和CPU单元是如何单元是如何连接的连接的？控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）第9页，本讲稿共27页第八节第八节 什么是现场总线什么是现场总线现场总线是应用于过程控制现场的一种数字网络，它不仅包含有过程控制信息交换，而
4、且还包含设备管理信息的交流。通过现场总线，各种智能设备（智能变送器、调节法、分析仪和分布式I/O单元）可以方便地进行数据交换，过程控制策略可以完全在现场设备层次上实现。目前，使用较多的现场总线主要是FUNDATION fieldbus基金会现场总线（FF总线）和PROFIBUS现场总线。应用现场总线技术可以将各种分布在控制现场的相关智能设备和I/O单元方便的连接在一起，构成控制系统，这种结构已经成为DCS发展的趋势。第10页，本讲稿共27页第九节第九节 我公司应用的系统中采用什么现我公司应用的系统中采用什么现场总线？场总线？我公司目前应用的系统主要是SIEMENS 的现场总线是PROFIBUS
5、。第11页，本讲稿共27页第十节第十节 表述网络传输速度的单位是什表述网络传输速度的单位是什么？么？表述网络传输速度一般以波特率（Bps）为单位，其含义是每秒钟传输的二进制数的位数。不同的网络一般波特率不同，相同的网络采用不同的网络电缆也可以达到不同的特率。例如：PROFIBUS现场总线在以双绞线作为网络电缆时通讯速度为1.5KBps，采用光缆时可以12MBps。采用普通双绞线的以太网传输速度为10MBps，采用光缆时可以达到100MBps。另外，传输距离的长短会影响传输速度，一般来说，距离越长，速度越慢。第12页，本讲稿共27页第十二节第十二节 什么是组态？什么是组态？通过专用的软件定义系统
6、的过程就是组态（configuration）。定义过程站各模块的排列位置和类型的过程叫过程站硬件组态；定义过程站控制策略和控制程序的过程叫控制策略组态；定义操作员站监控程序的过程叫操作员站组态；定义系统网络连接方式和各站地址的过程叫网络组态。第13页，本讲稿共27页第十三节第十三节 I/O信号是如何分类的？信号是如何分类的？常用的I/O信号一般分为：AI、AO、DI和DO。AI-模拟量输入信号 AO-模拟量输出信号 DI-数字量输入信号 DO-数字量输出信号 第14页，本讲稿共27页第十四节第十四节 什么是模拟量和数字量？什么是模拟量和数字量？模拟量是指连续变化的信号（如420mA,05v）；
7、数字量是只有开关状态的信号。第15页，本讲稿共27页第十五节第十五节 什么是什么是PLC?可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。第16页，本讲稿共27页第十六节第十六
8、节 PLC能用于过程控制吗？能用于过程控制吗？早期的PLC只是用来完成一些电气逻辑控制和开关量，现在的PLC在性能上，特别是对模拟信号的处理能力上已经大大提高，因此现在PLC是可以用于过程控制的。第17页，本讲稿共27页第二章第二章 DCS与与 PLC的区别的区别1、从发展的方面来说：、从发展的方面来说：DCS从传统的仪表盘监控系统发展而来。因此，DCS从先天性来说较为侧重仪表的控制。PLC从传统的继电器回路发展而来，最初的PLC甚至没有模拟量的处理能力，因此，PLC从开始就强调的是逻辑运算能力。第18页，本讲稿共27页2、从系统的可扩展性和兼容性的方面来、从系统的可扩展性和兼容性的方面来说：
9、说：市场上控制类产品繁多，无论DCS还是PLC，均有很多厂商在生产和销售。对于PLC系统来说，一般没有或很少有扩展的需求。DCS在发展的过程中也是各厂家自成体系，但大部分的DCS系统采用标准或变形的TCP/IP协议。这样就提供了很方便的可扩展能力。第19页，本讲稿共27页3、从数据库来说：、从数据库来说：DCS一般都提供统一的数据库。而PLC系统的数据库通常都不是统一的，组态软件和监控软件甚至归档软件都有自己的数据库。4、从时间调度上来说：、从时间调度上来说：PLC的程序一般不能按事先设定的循环周期运行。PLC程序是从头到尾执行一次后又从头开始执行。而DCS可以设定任务周期。比如，压力传感器的
10、变化时间很短，可以用200ms的任务周期采样，而温度传感器的滞后时间很大，可以用2s的任务周期采样。第20页，本讲稿共27页5、从网络结构发面来说：从网络结构发面来说：一般来讲，DCS习惯常使用两层网络结构，一层为过程级网络，采用RS232或RS485协议。二层为操作级网络，采用TCP/IP标准以太网协议。PLC系统的工作任务相对简单，因此需要传输的数据量一般不会太大，所以常见的PLC系统为一层网络结构,不会或很少使用以太网。第21页，本讲稿共27页6、从应用对象的规模上来说：、从应用对象的规模上来说：PLC一般应用在小型自控场所，比如设备的控制或少量的模拟量的控制及联锁，而大型的应用一般都是
11、DCS。习惯上我们把大于600点的系统称为DCS，小于这个规模叫做PLC。PLC善于逻辑控制，如实现电气回路逻辑控制，属于强电设备，主要用于控制电机的开停等；DCS善于模拟量控制，属于弱电设备，主要用于液位、流量、温度等模拟控制。第22页，本讲稿共27页第三章第三章 DEH 第一节第一节 什么是什么是DEH？所谓DEH就是汽轮机数字式电液控制系统，由计算机控制部分和EH液压执行机构组成。第二节第二节 为什么要采用为什么要采用DEH控制？控制？采用DEH控制可以提高高、中压调门的控制精度，为实现CCS协调控制及提高整个机组的控制水平提供了基本保障，更有利于汽轮机的运行。第23页，本讲稿共27页第
12、三节第三节 OPC、AST都代表什么意思？都代表什么意思？OPC代表机组超速保护系统；AST代表自动停机危急遮断控制系统。第四节第四节 TV、GV、RV、IV各代表什么？各代表什么？TV代表高压主汽门控制回路；GV代表高压调门控制回路；RV代表中压主汽门控制回路；IV代表中压调门控制回路。第24页，本讲稿共27页第五节第五节 HP、DP、DV都代表什么意思？都代表什么意思？HP代表EH系统压力油管路；DP代表EH系统有压回油管路；DV代表EH系统无压回油管路。第六节第六节 TV、GV、RV、IV各代表什么？各代表什么？TV代表高压主汽门控制回路；GV代表高压调门控制回路；RV代表中压主汽门控制
13、回路；IV代表中压调门控制回路。第25页，本讲稿共27页第七节第七节 EH油系统由几部分组成？油系统由几部分组成？EH油系统包括供油系统、执行机构和危急遮断系统，供油系统的功能是提供高压抗燃油，并由它来驱动伺服执行机构；执行机构响应从DEH送来的电指令信号，以调节汽轮机各蒸汽阀开度；危急遮断系统由汽轮机的遮断参数控制，当这些参数超过其运行限制值时该系统就关闭全部汽轮机进汽门或只关闭调速汽门。第八节第八节 AST电磁阀有何作用？电磁阀有何作用？正常运行中，AST电磁阀被通电励磁关闭，从而封闭了AST母管上的泄油通路，使所有执行机构活塞下腔的油压能够建立起来；当电磁阀失电打开，则AST母管泄油，导致所有汽门关闭而使汽轮机停机。第26页，本讲稿共27页第七节第七节 OPC电磁阀什么作用？电磁阀什么作用？OPC电磁阀是超速保护控制电磁阀，当机组转速达103%额定转速时，该电磁阀被通电打开，使OPC母管泄油。相应执行机构上的卸荷阀就快速开启，使调节汽阀迅速关闭。第27页，本讲稿共27页