火电厂模拟量控制系统的品质指标

第五章火电厂模拟量控制系统的品质指标

火力发电厂模拟量控制系统的品质指标，主要包括稳态品质指标和动态品质指标两部分。稳态品质指标是指机组在稳态工况时，被调参数偏离给定值的允许偏差以及对控制系统稳定性的要求，定量的指标主要有稳态偏差，此外还有一些定性指标。动态品质指标是指控制系统在受到内外扰动时，动态调节过程中被调参数偏离给定值的允许偏差指标；动态品质指标主要有过渡过程衰减率、稳定时间、最大动态偏差、实际负荷变化速率、负荷响应纯迟延时间等。《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》给出了各调节系统的具体品质指标。

在火力发电厂模拟量控制系统中，应用最为广泛的仍然是PID调节器，对模拟量控制系统的整定，也就是对PID调节器参数的整定。了解各种PID调节器的算法结构，有助于针对一个特定的控制系统，选择合适的PID算法。

在火力发电厂热工自动控制系统的调整试验中，最常用的整定方法是工程整定法，它们是在理论基础上通过实践总结出来的。工程整定法主要有响应曲线法、稳定边界法和衰减曲线法三种。

第一节火电厂模拟量控制系统的品质指标

单元机组模拟量控制系统由协凋控制系统及控制子系统、辅助设备自动控制系统构成。

协凋控制系统包括：机组负荷指令控制、汽机主控、锅炉主控、压力设定、频率校正、RUNBACK等控制回路。协凋控制系统主要有4大控制子系统：给水控

制系统、汽温控制系统、燃烧控制系统、汽机控制系统。燃烧控制系统和汽机控制系统是协凋控制系统的执行级，给水控制系统通过主汽流量前馈信号与机组负荷指令协凋，汽温控制系统则通过煤量或风量前馈信号与锅炉燃烧指令协凋。

图5-1为某600MW机组协凋控制系统与其他控制子系统的相互关系示意图。

图5-1 协凋控制系统与其他控制子系统的相互关系汽包锅炉的给水控制系统由汽包水位控制系统和给水泵最小流量再循环控

制系统组成。低负荷下的单冲量汽包水位控制，主要由给泵出口旁路调节门控制。20%负荷以上则采用三冲量汽包水位控制系统，定速给水泵系统由给水泵出口调节门控制汽包水位；电动调速给水泵和汽动调速给水泵系统则控制给水泵转速。

汽温控制系统包括过热汽温度和再热汽温度控制系统。过热汽温度控制包括过热汽一级喷水减温、过热汽二级喷水减温，或称为中间点汽温控制、主汽温控制。再热汽温度控制包括烟道挡板或摆动燃烧器控制、再热器喷水减温控制。

燃烧控制系统包括炉膛压力控制、风量及辅助风门控制、氧量控制、一次风压控制、燃料量控制、磨煤机控制等自动控制系统。风量控制根据炉型的不同，有两种模式：一种是由送风机动叶控制风量，由二次风门控制风箱与炉膛差压；

另一种是由送风机动叶控制二次联箱风压，由二次风门控制风量。辅助风门控制包括燃料风风门控制和燃烬风风门控制。直吹式制粉系统的燃料量控制为给煤机转速控制，中储式制粉系统燃料量控制为给粉机转速控制。直吹式制粉系统磨煤机控制包括一次风量控制、出口混合风温控制；中储式制粉系统的磨煤机控制包括钢球磨煤机入口风压控制、出口混合风温控制。

辅助设备自动控制系统主要有：除氧器水位、除氧器压力、加热器水位、凝汽器水位、轴封压力、凝结水再循环流量控制等。辅助设备自动控制系统还可能包括以下单回路自动控制系统：空预器冷端温度控制、燃油压力控制、辅助蒸汽温度控制、暖风器疏水箱水位控制、密封风滤网差压控制、闭式水压力控制、闭式水温度控制、闭式水膨胀水箱水位控制、汽机润滑油温控制、发电机定冷水温度控制、发电机氢温控制、发电机密封油温控制、电泵工作油温控制、汽泵润滑油温控制等自动控制系统。

表5-1列出了某600MW燃煤机组所有由DCS实现的自动控制系统清单。

表5-1 某600MW燃煤机组DCS自动控制系统清单

一、稳态与暂态过程

模拟量控制系统在没有受到任何外来干扰时，设定值不变，被调量也不随时间而变，系统处于稳定平衡的工况，这种状态称为稳态。

当模拟量控制系统在设定值改变，或受到来自于系统外部、内部的扰动影响以后，原来的稳态遭到破坏，系统中各组成部分的输入输出也都相继发生变化，尤其是被调量也将偏离原稳态值而随时间变化，系统的这种状态称为动态。经过一段时间的调整以后，如果系统是稳定的，被调量将会重新回到设定值、或达到新设定值附近，系统最终恢复稳定平衡工况，这种从一个稳态到达另一个稳态的过程称为过渡过程。

在阶跃输入下，过渡过程的形式可分为振荡过程和非周期过程。

非周期过程有衰减过程和发散过程两种情况。当系统受到扰动后，被调量在控制作用下的变化是单调地增大或减小，偏离给定值愈来愈远，称为非周期发散过程，如图5-2（b）所示；如果被调量的变化速度愈来愈慢，逐渐趋于给定值而稳定下来，称为非周期衰减过程，如图5-2（a）所示。

振荡过程有发散振荡、等幅振荡和衰减振荡3种情况。当系统受到扰动后，被调量的波动幅度愈来愈大，称为发散振荡过程，如图5-2（c）所示；若被调量始终在其给定值附近波动，且波动幅度相等，称为等幅振荡过程，如图5-2（d）所示；若被调量波动的幅度越来越小，最后逐渐趋于稳定，称为衰减振荡过程，如图5-2（e）所示。

图5-2 过渡过程的几种基本形式

动态品质指标（transient performance specification）是指控制系统在受到内外扰动时，动态调节过程中被调参数偏离新给定值的允许偏差指标。火力发电厂模拟量控制系统应满足的动态品质指标主要有：给定值扰动下的过渡过程衰减率、稳定时间、最大动态偏差；负荷变动时，应满足的动态品质指标还有：实际负荷变化速率、负荷响应纯迟延时间。

在对模拟量控制系统稳态的工作状况进行考核评价时，需要对稳态工况做出具体的描述，它主要包含两方面的要求：

（1）机组负荷稳定不变，一般要求机组负荷变动率＜1% Pe /min，Pe为机组额定负荷；

（2）没有进行辅机启停、切换，没有进行吹灰、除焦等操作。

稳态品质指标（steady-state performance specification）是指机组在满足上述两方面要求，即无明显内外扰动时，被调参数偏离给定值的允许偏差以及对控制系统稳定性的要求。定量指标主要有稳态偏差，此外还有一些定性指标。

二、过渡过程衰减率（decay ratio）

过渡过程衰减率是反映模拟量控制系统稳定性的品质指标。

过渡过程衰减率（decay ratio）是指定值扰动试验中，被调参数首次过调量（M1）与第二次过调量（M2）的差值与首次过调量（M1）之比。过渡过程衰减率常用ψ表示：

（5-1）

衰减率ψ可以从调节系统的阶跃扰动曲线得到，如图5-3所示：

1—设定值；2—被调参数

图5-3 过渡过程衰减率

当衰减率为Ψ＜0时，调节过程为渐扩振荡过程；当衰减率为Ψ=0时，调节过程为等幅振荡过程；当衰减率为0＜Ψ＜1时，调节过程为衰减振荡过程；当衰减率为Ψ=1时，调节过程为非振荡过程。如图5-4所示：

图5-4 调节过程的几种形式

火力发电厂热工控制过程通常选取Ψ=0.7～1，作为模拟量控制系统稳定性的最佳品质指标。《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》给出了各调节系统过渡过程衰减率的品质指标，参见表5-2。

三、稳定时间（settling time）

稳定时间是反映模拟量控制系统快速性的品质指标。稳定时间是指从扰动试验开始到被调参数进入新的稳态值允许偏差范围内并不再越出时的时间。

在控制系统的调节过程中，要使被调量完全达到稳态值，理论上需要无限长的时间。实际上，对控制系统的调节允许有一个稳定值的误差范围，如图5-5

所示的δ。当被调量进入这个范围内并不再超越此范围时，就认为已达到稳态值，即进入稳定状态，稳定时间tS如图5-5所示。

1—设定值；2—被调参数

图5-5 稳态偏差与稳定时间

《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》给出了部分调节系统稳态偏差与稳定时间的品质指标，参见表5-2。

表5-2 火力发电厂模拟量控制系统定值扰动下的品质指标

注：A—300MW等级以下机组，B—300MW等级及以上机组

四、动态偏差和稳态偏差

动态偏差和稳态偏差是反映模拟量控制系统准确性的品质指标。动态偏差是指在整个调节过程中被调量偏离给定值的最大偏差值，稳态偏差是指调节过程结束后被调量偏离给定值的最大偏差值。

定值扰动试验中，当调节过程为衰减振荡过程时，被调参数首次过调量M1（见图5-3）即为最大动态偏差，也称为最大超调。出于对控制系统安全性的考虑，调节系统应采取一些必要的控制手段来抑制调节过程中的最大超调量。《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》给出了部分调节系统的最大超调量品质指标，参见表5-2。

在负荷变动试验和AGC负荷跟随试验中，扰动通常为斜坡指令，最大动态偏差则可能出现在调节过程中的任一时刻。《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》给出了各调节系统在负荷变动试验和AGC负荷跟随试验中主要被调参数的允许动态偏差和稳态偏差，参见表5-3。

实际负荷变化速率（actual-load-change rate）是实际负荷变化量ΔPe 与变化时间Δt之比（Δt为从负荷指令开始变化至实际负荷变化达到新的目标值所经历的时间）。

负荷响应纯迟延时间（dead time of load response）是指负荷扰动试验开始后实际负荷变化的迟延时间，即从负荷指令开始变化的时刻到实际负荷发生与指令同向连续变化的时刻所经历的时间。

表5-3 负荷变动试验中各主要被调参数的允许动态、稳态偏差2[注]1：600MW等级直吹式机组：指标①为合格指标，指标②为优良指标。

3[注]2：600MW等级以下直吹式机组：指标②为合格指标，指标③为优良指标。

4[注]3：300MW等级及以上中储式机组：指标④为合格指标，指标⑤为优良指标。

[注]4：300MW等级以下中储式机组：指标⑤为合格指标，指标⑥为优良指标。

第二节 PID调节器及常用算法

在火力发电厂热工自动控制系统中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。在实际应用中，除了PID控制，也可单采用PI 或PD控制。

一、PID控制概述

PID控制器的输出与输入之间的关系，在时域中可用下式表示：

（5-2）

式中：e(t)表示误差，u(t)为控制器的输出，K为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数。

用传递函数表达则为

（5-3）式中：U(s)和E(s)分別为u(t)和e(t)的拉氏变换，K、Ti、Td分别为控制器的比例系数、积分时间常数、微分时间常数。

或（5-4）

式中：U(s)和E(s)分別为u(t)和e(t)的拉氏变换，K、Ki、Kd分别为控制器的比例、积分、微分系数。

比例（P）控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入偏差信号成比例关系。当仅有比例控制时，系统输出存在稳态偏差（Steady-state Erro r）。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态偏差，则称这个控制系统是有稳态偏差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差，在控制器中引入了“积分项”。在积分（I）控制中，控制器的输出与输入偏差信号的积分成正比关系。只要有偏差存在，即便偏差很小，积分项也会随着时间的增加而增大，促使控制器的输出增大而减小稳态偏差，直到偏差为零。因此，比例+积分（PI）控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态偏差。

微分（D）控制器的输出与输入偏差信号的微分（即偏差的变化率）成正比关系。许多被控对象存在惯性或滞后，使得被调参数的变化总是落后于输入偏差的变化，这可能会导致自动调节系统出现振荡甚至失稳。增加“微分项”以后，控制器能根据偏差变化的趋势改变输出。当偏差接近零时，提前使抑制偏差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免被调量的严重超调。对有惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。

二、常用的PID算法

当我们应用DCS进行模拟量控制系统设计、组态和调试时，会注意到这样的问题，不同的设备制造商会用不同的方式设计PID控制器，国内外一些著名品牌的DCS都有着具有自己特点的PID控制模块。控制设备制造商提供了多种形式的

PID算法，那么，对于一个特定的控制系统，选择什么样的PID算法最为合适呢？

虽然PID算法有很多种类，但归纳起来以下两种最为常见：

? 并联PID算法（Parallel），比例、积分、微分通道并联，通道无相互作用（non-interactive）。

?? 串联PID算法（Serial），比例、积分、微分通道串联，通道间相互作用（interactive）。

并联结构的PID控制器由于比例、积分、微分通道相互独立，是理想的PID 结构。但并联结构的PID控制器在一般的教材中介绍比较多，实际应用中却比较少见，这主要是历史的原因造成的，因为最早出现的PID控制器是气动元件，难以实现并联PID结构。但串联PID一直沿用至今，则是由于传统和习惯所致。

各种PID算法举例（略，详见中国电力出版社出版的《火电厂热工自动化系统试验》一书）。

第三节 PID控制器参数的试验整定

PID控制器参数的理论计算整定法是根据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数，所得到的计算数据必须通过工程实际进行调整和修改才能使用。在现场调试中，最常用的整定方法是工程整定法，它们是在理论基础上通过实践总结出来的。工程整定法主要有响应曲线法、稳定边界法和衰减曲线法三种。它们各有其特点，但都是通过试验获得控制过程的特性参数，然后按照工程经验公式来设定控制器的参数。这些方法简单、易于掌握，因而在工程实际中被广泛采用。无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现场

调试中，一般先使用这些整定程序进行控制器参数的初步调整，然后再根据对控制过程的更深入了解，对控制器参数进一步细调。

John G. Ziegler 和Nathaniel B. Nichols在1942年提出了著名的PID控制器整定准则，这就是Ziegler-Nichols响应曲线法和稳定边界法。由于它便于使用，而且在大多数控制场合中都能得到良好的控制品质，半个世纪以来它一直是PID控制器最常用的整定方法之一，后来的学者也住往用它来作为与其他整定方法对比的基准。

一、响应曲线法

响应曲线法也称动态特性参数法，是以被控对象控制通道的阶跃响应曲线为依据，通过经验公式求取调节器最佳参数整定值的开环整定方法，这种整定方法是John G.Ziegler 和Nathani el B. Nichols在1942年首先提出的。在Ziegler-Nichols整定法之后，后来的学者经过不少改进，总结出相应的计算调节器最佳参数整定公式，其中广为流行的是Cohen-Coon响应曲线法和Chien-Hrones-Reswick（CHR）整定法。随着仿真技术的发展，又提出了以各种误差积分值为系统性能指标的调节器最佳参数整定公式。

（一）Ziegler-Nichols响应曲线法（Ziegler-Nichols Reaction Curve Method）Ziegler-Nichols响应曲线法是通过对开环系统的阶跃响应试验，获取被控对象的开环传递函数，再根据特征参数整定PID控制器参数。

许多工业过程控制的被控对象具有自平衡能力，其传递函数可用一阶惯性加纯延迟环节来近似表示：

（5-24）

Ziegler-Nichols开环试验整定步骤如下：

（1）获取被控对象的开环传递函数

在输入的阶跃改变下，有自平衡能力的被控对象的响应如图5-15（b）所示，从曲线中可以得到以下3个参数：

1、被控对象的静态放大倍数；

2、被控对象的传输纯迟延 ；

3、被控对象的时间常数T p；

图5-15 控制过程阶跃响应

（2）根据图5-15（b）的参数，按下式计算常数a：

（5-25）

（3）根据常数a，按表5-4计算控制器的整定参数K、T i和T d：

表5-4 Ziegler-Nichols开环试验参数整定计算表

Ziegler-Nichols响应曲线法也适用于无自平衡能力的被控对象。设阶跃改变下，无自平衡能力的被控对象的响应如图5-15（c）所示，则按下式计算常数a：

（5-26）

根据常数a，按表5-4计算控制器的整定参数K、T i和T d。

对于无自平衡能力的被控对象，常采用ε（响应速度，也称飞升速度）来表征对象的特征参数。ε为单位阶跃输入改变下，被控对象的变化速度：

（5-27）

则

（5-28）

采用Ziegler-Nichols开环试验整定时，应当注意以下几点：

（1）表5-3是在对大量控制过程的模拟和试验基础上得出的，按1/4过渡过程衰减率（ψ=0.75）整定控制器参数。Ziegler 和 Nichols在调试参数时采用了绝对误差积分准则（IA E）：

（2）表5-4的使用范围为。当大于1时，应采用一些能补偿传输迟延的控制策

略，如SMITH预估控制器、PIP控制器、IMC控制器等等。在此情况下，使用Cohen-Coon试

验整定法会更好些。当小于0.1时，使用高阶补偿器能够获得较好的调节性能。

（3）如果试验过程不稳定，或传递函数不是单调变化，则不能采用Ziegler-Nichols开环试验法。

（4）获取被控对象的开环传递函数有时并不容易，对系统施加的阶跃扰动信号应多大为宜？如何判定系统已经到达稳态？为了使阶跃响应曲线与噪声相区别，阶跃扰动信号应足够大，但又不能对运行中的机组造成任何不安全的影响。因此，当不便于进行开环试验时，可采用Ziegler -Nichols闭环试验法。

（二）Cohen-Coon响应曲线法（Cohen-Coon Reaction Curve Method）

Cohen-Coon响应曲线法仅适用于有自平衡能力的被控对象，试验步骤与Ziegler-Nichols 开环试验相同，通过对开环系统的阶跃响应试验，获取被控对象的开环传递函数，再根据特征参数按表5-5整定PID控制器参数。

表5-5 Cohen-Coon开环试验参数整定计算表

Cohen-Coon同样采用1/4过渡过程衰减率（ψ=0.75）整定控制器参数。当被控对象的传输纯迟延τ与被控对象的时间常数T p相比较小（μ较小）时，按Ziegler-Nichols响应曲线法和Cohen-Coon响应曲线法将得出相同的PID控制器参数；但当被控对象的传输纯迟延很大（μ较大）时，则采用Cohen-Coon响应曲线法较好。因为按Cohen-Coon响应曲线法整定时，PID控制器的T d参数趋于0，这是比较适当的，对于大滞后被控对象不能采用微分调节作用。

（三）Chien-Hrones-Reswick（CHR）整定法

CHR整定法适用于有自平衡能力的被控对象，根据图5-15（b）所示的被控对象开环传递函数特征参数τ和T p，按表5-6选择控制器类型。

表5-6 CHR的控制器类型选择

若希望获得非周期控制过程，PID参数可按表5-7进行整定：

表5-7 CHR非周期过程参数整定计算表

若希望获得有20%过调的衰减振荡控制过程，PID参数可按表5-8进行整定：

表5-8 CHR衰减振荡过程参数整定计算表

（四）误差性能指标最佳整定法

常用的误差性能指标为：平方误差积分准则（ISE ）、绝对误差积分准则（IAE）、时间乘绝对误差的积分准则（ITAE）。

（5-29）

（5-30）

（5-31）

若被控对象的开环传递函数由5-24式描述：

对于随动系统，以各种误差积分值为系统性能指标的调节器最佳参数整定公式由下式给

出：；；；（5-32）

对于定值系统，以各种误差积分值为系统性能指标的调节器最佳参数整定公式由下式给出：

；；；（5-33）

（1）若调节器采用并联PID控制算法：

（5-34）

则5-32式、5-33式的整定计算常数由表5-9给出，适用范围0＜≤1：

表5-9 基于ITAE性能指标的并联PID控制算法参数整定计算表

火电厂自动控制系统的重要性

浅谈火电厂自动控制系统的重要性 张振明 (神华准能氧化铝中试厂设备维修部,内蒙古薛家湾　010300) 摘　要:热控保护系统是火力发电厂的一个不可缺少的重要组成部分,它对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、辅设备发生某些可能引发严重后果的故障时,及时采取相应的措施加以保护,从而软化故障,停机待修,避免发生重大的设备损坏和人身伤亡事故。对故障的防范,关键是如何尽早检测、发现故障,然后预防、软化、控制和排除故障,避免故障的进一步扩大,使热工保护工作的精密性趋于高度完善,从而为电厂热力设备的安全运行把好最后的一道关。 关键词:火电厂;热工控制;保护 中图分类号:T M762 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)23—0033—01 1　高度重视火电厂热工自动化控制系统的保护工作 随着DCS控制系统的成熟发展,热工自动化程度越来越高,但热工保护误动和拒动的情况还时有发生。如何防止DCS系统失灵和热工保护误动、拒动成为火力发电厂日益关注的焦点。由于热控设备覆盖着热力系统和热力设备的所有参数,各系统相互联系,相互制约,任何一个环节的故障都有可能通过热工保护系统发出跳机停炉信号,从而造成不必要的经济损失。因此,如何提高保护系统的可靠性是一项十分重要而又迫切的工作。在主辅设备正常运行时,保护系统因自身故障而引起动作,造成主辅设备停运,称为保护误动,并因此造成不必要的经济损失;在主辅设备发生故障时,保护系统也发生故障而不动作,称为保护拒动,同样会造成重大事故和不可避免的经济损失。 2　热控自动化保护系统常见故障及成因 因DCS软、硬件故障而引起的保护误动也时有发生。主要原因是信号处理卡、输出模块、设定值模块、网络通讯等故障引起。热控元件故障是因热工元件故障(包括温度、压力、液位、流量、阀门位置元件、电磁阀等)误发信号而造成的主机、辅机保护误动、拒动占的比例也比较大,有些电厂因热工元件故障引起热工保护误动、拒动甚至占到了一半。主要原因是元件老化和质量不可靠,单元件工作,无冗余设置和识别。电缆接线断路、断路、虚接引起的保护误动主要原因是电缆老化绝缘破坏、接线柱进水、空气潮湿腐蚀等。设备电源故障是因为随着热控系统自动化程度的提高,热工保护中加入了DCS系统一些过程控制站电源故障停机保护。因热控设备电源故障引起的热工保护误动、拒动的次数也有上升的趋势。主要原因是热控设备电源接插件接触不良、电源系统设计不可靠。因人为因素引起的保护误动大多是由于操作失误引起。设计、安装、调试存在缺陷。许多机组因热控设备系统设计、安装、调试存在质量缺陷导致机组热工保护误动或拒动。 3　应对热控保护故障应采取的主要措施 3.1　技术性操作要逐步科学化 加强技术培训,提高热控人员的技术水平和故障处理能力至关重要。其中过程控制站的电源和CPU冗余设计已普遍,对一些保护执行设备(如跳闸电磁阀)的动作电源也应该监控起来。对一些重要热工信号也应进行冗余设置,并且对来自同一取样的测点信号进行有效的监控和判断,重要测点的测量通道应布置在不同的卡件以分散危险,提高其可靠性。重要测点就地取样孔也应该尽量采用多点并相互独立的方法取样,以提高其可靠性,并方便故障处理。一个取样,多点并列的方法有待考虑改进。尽量采用技术成熟、可靠的热控元件。在合理投资的情况下,一定要选用品质、运行业绩较好的就地热控设备,保护逻辑组态进行优化。优化保护逻辑组态,对提高保护系统的可靠性、安全性,降低热控保护系统的误动、拒动率具有十分重要的意义。 3.2　管理、制度、环境要趋于规范化 工作人员对设计、施工、调试、检修质量要严格把关。严格执行定期维护制度。做好机组的大、小修设备检修管理,及时发现设备隐患,使设备处于良好的工作状态;做好日常维护和试验;停机时,对保护系统检修彻底检修、检查,并进行严格的保护试验;提高和改善热控就地设备的工作环境条件。就地设备工作环境普遍十分恶劣,提高和改善就地设备的工作环境条件,对提高整个系统的可靠性有着十分重要的作用。必须严格控制电子间的环境条件,要明确认识温度、湿度、灰尘及振动对热控电子设备有 33 　2012年第23期 内蒙古石油化工

交通灯模拟控制系统设计

目录 引言............................................. 错误！未定义书签。 1、概述 ......................................... 错误！未定义书签。 1.1、交通灯的发展情况 (3) 2、交通灯模拟控制系统控制方案设计 (3) 2.1、技术控制要求 (4) 2.2、总体方案确定 (5) 2.2.1、方案的原理 (5) 2.2.2、方案的特点 (5) 2.2.3、方案的选择依据 (6) 3、交通灯模拟控制系统控制硬件设计 (6) 3.1、输入点和输出点分配 (6) 3.2、硬件选择 (7) 3.3、硬件连接 (8) 4、交通灯模拟控制系统控制软件设计 ........................ 错误！未定义书签。 4.1、程序流程图 (8) 4.2、梯形图 (9) 5、交通灯模拟控制系统仿真调试 ................................ .....错误！未定义书签。 5.1、系统程序仿真调试 (11) 致谢辞： (14) 总结： (15) 参考文献： (16) 附录： (17) 梯形程序图： (17) 指令程序： (19) 电源图： (21) 电气原理图： .......................................................................................................................... ..22

引言 随着我国经济的飞速发展，城市人口越来越多，居民出行次数和机动车拥有量不断增加，城市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。人们经常会为道路拥挤、交通秩序混乱、出行时间过长等城市交通问题倍感苦恼，例如：绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过。因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫，如何才能保持城市交通的安全便捷、高效畅通和绿色环保，已成为政府政策规划的一个重点问题。 通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作，使我们进一步巩固和加深了对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握。同时也培养自身综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力，更使我们受到了PLC系统开发的综合训练，从而能够使我们进行PLC系统设计和实施，并且掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路。更重要的是：通过对十字路口交通灯系统的每个环节的实际制作，锻炼了自身的刻苦钻研、勇于探索、实事求是、善于与他人合作的工作作风，这为我们将来的上岗实习做好了充分的准备。 1、概述 近年来，随着大规模集成电路的发展，以微处理器为核心的可编程控制器（PLC）得到了迅猛的发展。早期的PLC主要用于顺序控制，今天的PLC已经能够应用于闭环控制、运动控制以及复杂的分布式控制系统，已逐步发展成为有一类解决自动化问题的有效而便捷的方式。由于PLC自身具有功能完善、结构模块化、开发容易、操作方便、性能稳定、可靠性高、性价比高、等优点，因而在工业生产中具有广阔的应用前景，并被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之一。而且随着集成电路的发展和网络时代的到来，PLC必将能够获得更大的发展空间。PLC主体由三部分组成，主要包括中央处理器CPU、存储系统和输入、输出接口。PLC基本结构如图1-1所示：

火力发电厂协调控制系统的分析

大型火电厂锅炉-汽轮机组协调控制系统的分析 上海发电设备成套设计研究所杨景祺 目前我国火电站领域的技术具有快速的发展，单元机组的容量已从300MW 发展到600MW，外高桥电厂单元机组容量已达到900MW。DCS系统在火电站的成功应用，大大提高了电站控制领域的自动化投入水平。本文主要对大型火电机组的两种主要炉型—汽包炉和直流炉机组的协调控制系统的设计机理进行概要性的说明。 1.协调控制系统的功能和主要含义 协调控制系统是我国在80年代引进的火电站控制理念，主要设计思想是将锅炉和汽机作为一个整体，完成对机组负荷、锅炉主汽压力的控制，达到锅炉风、水、煤的协调动作。对于协调控制系统而言包含三层含义：机组与电网需求的协调、锅炉汽轮机协调以及锅炉风、水、煤子系统的协调。 1.1.机组与电网需求的协调 机组与电网需求的协调主要是机组最快的响应电网负荷的要求，包括了电网AGC控制和电网一次调频控制两个方面。目前华东电网已实现了电网调度对电厂机组的负荷调度和一次调频控制。 1.2.锅炉汽轮机的协调 锅炉汽轮机的协调被认为是机组的协调，主要是协调控制锅炉与汽轮机，提高机组对电网负荷调度的响应性和机组运行的稳定性。从协调控制系统而言，对汽包锅炉和直流锅炉都具有相同的控制概念，但由于两种炉型在汽水循环上有很大的差别，导致控制系统具有很大的差别。 1.3.锅炉协调 锅炉协调主要考虑锅炉风、水、煤之间的协调。 2.汽包锅炉机组的协调控制系统 汽轮机、锅炉协调控制系统概念的引出，主要在于汽轮机和锅炉对于机组的负荷与压力具有完全不同的控制特性，汽轮机以控制调门开度实现对压力、负荷的调节，具有很快的调节特性，而锅炉利用燃料的燃烧产生的热量使给水流量变为蒸汽，其控制燃料的过程取决于磨煤机、给煤机、风机

热工控制原理及系统复习题

华北电力大学珠海函授站2014-2015学年第一学期期末考试 《热工控制原理及系统》复习题 一、单项选择题（本大题共8小题，每小题1分，共8分。从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。） 1. 如果系统中加入一个微分负反馈，将使系统的超调量p σ（ ）。 A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不定 2. 由电子线路构成的控制器如图所示，（ ）是PD 控制器。 A B C D 3. 欲改善系统动态性能，一般采用（ ）。 A. 增加附加零点 B. 增加附加极点 C. 同时增加附加零、极点 D. A 、B 、C 均不行而用其它方法 4. 设系统的传递函数为G(s)=225525 s s ++，则系统的阻尼比为（ ）。 A. 25 B. 5 C. 12 D. 1 5. 主导极点的特点是（ ）。 A. 距离实轴很远 B. 距离实轴很近 C. 距离虚轴很远 D. 距离虚轴很近 6. 单回路控制系统控制通道纯迟延时间τ增大，被控量动态偏差（ ）。 A. 一定增大 B. 一定减小 C. 不变 D. 可能增大，也可能减小 7. 关于数字式电液调节系统，下列叙述不正确的是（ ）。 A. 调节系统中外扰是负荷变化 B. 调节系统中内扰是蒸汽压力变化 C. 给定值有转速给定与功率给定 D. 机组启停或甩负荷时用功率回路控制 8. 在三冲量给水调节系统中，校正信号是（ ）。 A. 汽包水位信号 B. 蒸汽流量信号 C. 给水流量信号 D. 给水压力信号。 二、填空题（本大题共8小题，每空1分，共8分） 1. 系统在外加作用的激励下，其输出随时间变化的函数关系叫（ ）响应。 2. 线性系统稳定的充分必要条件是它的特征方程式的所有根均在复平面的（ ）部分。 3. 开环传递函数的极点和零点均位于s 左半平面的系统，称为（ ）。 4. ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在第四象限，形状为（ ）。 5. 奈氏判据是用系统的（ ）幅相频率特性曲线来判断闭环系统的稳定性。 6. 当控制系统存在经常变化、可以测量但不可控的（ ）时，可考虑采用前馈--反馈控制系统。 7. 串级控制系统中的主回路是（ ）控制系统，而副回路是随动控制系统。 8. 根据运行经验，汽包锅炉在实现自动控制时可以组成给水自动控制系统，（ ）自动控制系统和燃烧自动控制系统等几个相对独立的控制系统。 三、问答题(本大题共12小题，每小题5分，共60分)

模拟交通灯控制系统设计

贵州师范学院 电子课程设计报告书 班级11级1班 学生姓名王旭东 学号11030540094 专业电子信息科学与技术 院系物电学院 2014年6 月20 日

摘要 随着城市人口的快速增长和机动车数量的大量增加，城市交通灯作为缓解交通压力、提高道路通行效率的重要手段，其作用越来越重要。因此，如何改进交通灯的设计，使其更好的适应城市交通的发展也成为一个重要课题。红绿灯控制系统是利用8253A定时/计数器芯片的定时功能，向8259A中断控制器芯片发出定时中断请求，驱动8255A可编程并行接口芯片改变路口的LED灯的亮灭。系统采用DVCC-598JH+微机原理与接口技术实验箱作为测试与运行的平台，8086汇编语言作为编程语言，并用MASM5.0作为汇编语言开发环境。 关键词：红绿灯控制系统 8253A定时器 8259A中断控制器 8255A可编程并行接口 DVCC-598JH+ 目录 摘要 (201) 1.十字路口基本情况分析 (201) 2.交通灯状态转换分析.............................. III 3.紧急通行情况分析 (5) 4.硬件功能分析 (6) 4.1 8253A定时/计数器芯片 (6) 4.2 8259A中断控制器芯片 (7) 4.3 8255A可编程并行接口芯片 (9) 5.系统设计 (10) 5.1硬件设计 (10)

5.1.1 电路分析 (10) 5.1.2 电路连接设计 (10) 5.2软件设计 (12) 5.2.1 程序总体设计 (12) 5.2.2 程序流程设计 (13) 5.2.3 重要代码分析................................ XII 6.系统实现...................................... XVII 6.1 软件开发与运行环境 .. (10) 6.2 系统硬件环境 (20) 6.3 系统运行步骤 (20) 6.4 系统测试结果 (20) 参考文献 (21) 心得体会 (22) 1 十字路口基本情况分析 设有一个十字路口，1、3为东西方向，2、4为南北方向，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车；延时一段时间后，1、3路口的绿灯熄灭，而1、3路口的黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，1、3 路口红灯亮，而同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向通车；延时一段时间后，2、4 路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，再切换到1、3路口方向，之后重复上述过程。

火电厂自动控制系统教程文件

火电厂自动控制系统 火电厂控制系统总体分为两部分：第一部分是主控部分，第二部分是副控部分。下面就这两部分具体内容做个介绍。 一、火电厂主控系统 火电厂主控系统是保证火电厂安全、稳定生产的关键，随着控制技术、网络技术、计算机技术和Web技术的飞跃发展，火电厂主控系统的控制水平和工程方案也在不断进步，火电厂的管理信息系统和主控系统的一体化无缝连接必将成为未来火电厂管控系统的发展趋势，传统火电厂的DCS系统也必将向这一趋势靠拢。火电厂主控系统以控制方式分类可分为：DAS、MCS、SCS、BMS及DEH等系统。 下面分别加以阐述： 1.数据采集系统-DAS： 火电厂的主控系统中的DAS(数据采集系统)主要是连续采集和处理机组工艺模拟量信号和设备状态的开关量信号，并实时监视,保证机组安全可靠地运行。 ■数据采集：对现场的模拟量、开关量的实时数据采集、扫描、处理。 ■信息显示：包括工艺系统的模拟图和设备状态显示、实时数据显示、棒图显示、历史趋势显示、报警显示等。 ■事件记录和报表制作/ 打印：包括SOE 顺序事件记录、工艺数据信息记录、设备运行记录、报警记录与查询等。 ■历史数据存储和检索 ■设备故障诊断 2.模拟量调节系统-MCS系统： ■机、炉协调控制系统(CCS) ● 送风控制，引风控制 ● 主汽温度控制 ● 给水控制 ● 主蒸汽母管压力控制 ● 除氧器水位控制，除氧器压力控制 ● 磨煤机入口负压自动调节，磨煤机出口温度自动调节 ■高加水位控制，低加水位控制 ■轴封压力控制 ■凝汽器水位控制 ■消防水泵出口母管压力控制 ■快减压力调节，快减温度调节 ■汽包水位自动调节

3.炉膛安全保护监控系统-BMS系统： BMS（炉膛安全保护监控系统）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起停、切投，并能在危急情况下迅速切断进入锅炉炉膛的全部燃料，保证锅炉安全。包括BCS（燃烧器控制系统）和FSSS（炉膛安全系统）。 ■锅炉点火前和MFT 后的炉膛吹扫 ■油系统和油层的启停控制 ■制粉系统和煤层的启停控制 ■炉膛火焰监测 ■辅机（一次风机、密封风机、冷却风机、循环泵等）启、停和联锁保护 ■主燃料跳闸（MFT） ■油燃料跳闸（OFT） ■机组快速甩负荷（FCB） ■辅机故障减负荷（RB） ■机组运行监视和自动报警 4.顺序控制系统—SCS： ■制粉系统顺控 ■锅炉二次风门顺控 ■锅炉定排顺控 ■射水泵顺控 ■给水程控 ■励磁开关 ■整流装置开关 ■发电机灭磁开关 ■发电机感应调压器 ■备用励磁机手动调节励磁 ■发电机组断路器同期回路 ■其他设备起停顺控 5.电液调节系统—DEH： 该系统完成对汽机的转速调节、功率调节和机炉协调控制。包括：转速和功率控制；阀门试验和阀门管理；运行参数监视；超速保护；手动控制等功能。 ■转速和负荷的自动控制 ■汽轮机自启动（ATC） ■主汽压力控制（TPC） ■自动减负荷（RB） ■超速保护（OPC） ■阀门测试

热工控制系统模拟题

热工控制系统模拟题 一、名词解释（每个3分，共30分） 1.最大动态偏差：指在定值控制系统中，调节过程中被调量偏离给定值的最大暂时偏差。 2.衰减率：指每经过一个波动周期，被调量波动幅值减少的百分数。、 3.传递迟延：被调量变化时刻落后于扰动发生时刻的现象称为对象的传递迟延。 4.飞升速度：单位阶跃扰动下，被调量的最大变化速度。 5.自平衡率：被调量变化一个单位所能克服的扰动量。 6.比值控制系统：使两个或两个以上参数维持一定比值关系的控制系统 7.协调控制系统：使机组对外保证有较快的负荷响应和一定的调频能力，对内保证主要运参数稳定的系统 8.干扰通道：扰动与被控量之间的信息通道叫扰动通道。 9.炉烟含氧量：代表烟气中的过剩空气系数，是保证经济燃烧的重要指标。 10.纯迟延：由于信号传递产生的滞后。 二、填空题（每空1分，共20分） 1简单控制系统是由一个被调量，一个控制量，一个调节器，一个调节阀组成的一个闭合回路。 2.在定值控制系统中，静态偏差是指被调量的稳定值与给定值之间的长期偏差；随动控制系统中，静态偏差是指被调量的稳态值与新给定值之间的长期偏差。 3.衡量控制系统调节品质优劣的性能指标可以归纳为三个：稳定性，准确性，快速性。其中稳定性是对控制系统最基本的要求。 4.锅炉燃烧过程自动控制相对应的调节量是燃料量、送风量、引风量，对应的控制量是汽压、烟气含氧量、炉膛负压。 5.主蒸汽压力反应机炉内部压力是否平衡，实发功率表征发电机组与外部电网是否平衡。 6.炉膛漏风严重时，送风系统会自动减少送风量，以维持最佳含氧量。 三、判断题（每题1分，共10分） 1、生产过程中被调节的生产过程或设备称为被调量（×）应是被控对象

PLC 十字路口交通灯控制模拟

PLC实验报告 实验三十字路口交通灯控制模拟 一、实验目的 1、掌握可编程控制器的工作原理。 2、通过动手接线，提高学生的实际动手能力以及加强对PLC基本结构的了解。 3、通过实验，，加强学生对PLC逻辑顺序编程的理解，使学生能够熟练应用PLC 定时器，以及PLC的基本辅助继电器 二、实验内容 十字路口南北方向和东西方向均设有红、黄、绿三只信号灯，交通灯启动时，6 只信号灯依一定的时序循环往复工作。交通信号灯的时序图如下图所示。

图1 整个交通灯系统至少要设置有启动键，停止键以及复位键。启动键启动系统按照上面时序开始运行；停止键停止系统，6个信号灯全部熄灭；复位键复位系统，此时无论系统处于什么状态，复位后系统重新开始运行。 本实验是一个简单时序的顺序控制实验，关键是要将交通灯状态变化的时间点标记出来。分析时序图，找出交通灯状态发生变化的每个时间点，并使PLC 做出相应的动作改变交通灯的状态。 三.实验I/O端口分配 1.输入端口 2.输出端口

四．硬件接线图 24V PLC 南北红灯南北绿灯南北黄灯东西红灯东西绿灯东西黄灯 五．实验梯型图及程序简介

六．系统使用说明书 1.按下启动键SB1，常开接点X000闭合，继电器M0闭合并进行自锁，定时器T0 T1 开始计时，首先东西方向红灯Y27亮，南北方向绿灯Y6亮，南北方向通行。 2.定时器T1计满13秒时，南北方向黄灯Y6开始闪亮，黄灯闪亮时间为2秒 3.定时器T3和T4形成一个分频电路，周期为1秒，占空比为50%，用这样一个矩形波去控制黄灯的闪亮 4.T0 计满15秒时，南北方向红灯Y17亮，东西方向绿灯Y4亮，其他灯灭，东西方向通行。 5.定时器T1计满13秒时，东西方向黄灯Y5开始闪亮，黄灯闪亮时间为2秒，闪亮原理同上。然后循环重复上述过程。 6.当停止按钮SB2，继电器M0失电，此时所有的输出灯都将熄灭，程序停止运行。 7.无论何时当复位按钮SB3按下时，定时器T0 T1将复位，程序重头开始运行。 七．实验小结 大二做过智能交通灯的程序设计，也是用的梯形图语言，然而到现在却大抵忘却了。 通过老师及书本上一些知识的介绍，我们组又重新了解了PLC 的相关知识及梯形图语言，经过一番理解与全局的设计，但是在实验

PLC控制系统在火电厂的应用

PLC控制系统在火电厂的应用 随着计算机和网络通讯技术的发展，PLC（Programmable Logic Contmller）可编程逻辑控制器）以其强大的功能和高度的可靠性在火电厂控制系统中获得了广泛的应用，它的可靠性关系到火电厂各大系统的安全运行，甚至影响到机组和电网运行的安全性和经济性。随着使用年限的增加，在机组运行期间所发生的各类事故中，因PLC系统故障引起的机组事故已占一定的比例，因此PLC控制系统故障及其防范便成为目前需要思考和解决的问题。 1、存在问题 发电站的环境空间存在极强的电磁场，发电机的电压高达数千伏、电流高达数百安，开关站的输出电压高达数十千伏或数百千伏。由于现场条件的限制，有时某段数百米长的强电电缆和信号线不能有效的分开，甚至只能在同一电缆沟内。这样，高电压、大电流接通和通断时产生的强电干扰可能会在PLC输入线上产生感应电压和感应电流，这种干扰轻则会造成测量数据显示不准，重则足以使PLC的光电耦合器中的发光二极管发光，导致PLC产生误动作。这种现象在现场经常发生，如：陕西金泰氯碱化工自备电站为3×130t/h+2×25MW 火电机组，其中输煤系统、化学水处理系统、水源井系统均应用了带有上位机的PLC控制系统，而在锅炉吹灰系统、除灰、静电除尘、磨煤机稀油站、汽机胶球清洗系统等应用了小型PLC控制系统。输煤PLC程控系统，曾多次出现2号A皮带白启动，检查发现其输入、输出回路各有高达57V的感应电压，使其输入光电隔离器（DC24V驱动）动作，致使接触器吸合将2号A皮带启动。随后该电站采取了抗干扰措施，在负载两端并接了RC涌浪吸收器，到目前为止再未发生过类似现象。 2、防范措施 2.1 防止干扰的措施 PLC内部用光电耦合器、小型继电器和光电可控硅等器件来实现开关量信号的隔离，PLC的模拟量模块一般也采取了光电耦合器隔离措施。这些措施不仅能减少或消除外部干扰对系统的影响，还可以保护CPU模块，使之免受外部来的高电压的危害，因此一般没有必要在PLC外部再设置干扰隔离器件。 但如果PLC内部的隔离措施不能有效地抵抗干扰，对于开关量信号通常在其输入、输出回路外加中间继电器来隔离干扰信号。另外，PLC输出模块内部的小型继电器的触点容量较小，不能驱动电流较大的负载，需用中间继电器，另外还可以采用以下几种措施，有效的防止干扰。 (1) 防止输入信号干扰 当信号输入端有感性负载时，为了防止信号变化时感应电势损坏输入模块，应在信号

交通灯控制系统

*****大学 信息与电气工程学院 《课程设计报告》 题目：交通灯控制系统设计 专业：通信工程 班级：通信一班 姓名：** 学号：******** 指导教师：************ 2015年 1 月 10 日

信息与电气工程学院 课程设计任务书 20 —20 学年第学期 专业：通信工程班级：通信一班学号：姓名： 课程设计名称：微机原理与接口技术 设计题目：交通灯控制系统设计 完成期限：自2014 年12 月29日至2015 年1 月9 日共 2 周 设计依据： 交通灯在我们的日常生活中很常见，现代化城市交通中交通灯已成为城市不可或缺的一部分。基于微处理器的交通灯控制系统成为主要设计方法。采用微处理器结合外围芯片，通过软件编程方式即可实现对交通灯的控制。 设计内容及要求： 采用8086/8088控制器和8位并行接口芯片8255设计实现交通灯控制系统，编写软件程序并采用Protel软件或其它软件绘出硬件电路图和PCB板图。 基本要求： (1) 初始状态为全红灯，等待5秒，LED显示倒计时，然后东、西方向亮红灯，南、北 方向亮绿灯，时间为10秒，LED显示倒计时；转为南、北方向绿灯闪3秒，然后转为黄灯3秒，LED显示倒计时；再转为东、西方向绿灯，南、北方向红灯，时间为10秒LED显示倒计时；然后再转为东、西方向绿灯闪3秒，再转为黄灯3秒；再次转为东、西方向红灯，南、北方向绿灯。最后照此循环。 (2) 采用Protel软件绘制硬件电路图。 提高要求： (1)如果发生突发情况，如实施救护让道情况，要求东西或南北方向长时间红灯，应如 何处理？请给出设计方案。 (2) 采用Protel软件绘制PCB板图。 指导教师（签字）： 批准日期：年月日

基于PLC的交通灯控制系统

永州职业技术学院 课 程 设 计 课程名称： PLC的原理与应用 题目：基于PLC的交通灯控制系统系、专业：电气自动化 年级、班级 07级电子大专班 学生姓名：秦志斌 指导老师：李明老师 时间： 2009.12.28—2010.1.4

目录 摘要 (3) 一、系统总体方案设计 (3) 1.1 系统设计任务要求 (3) 1.2 系统总框图 (4) 1.3 系统工作原理 (4) 1.4 方案论证与比较 (4) 1.4.1 PLC控制交通灯 (4) 1.4.2 FPGA控制方式 (5) 1.4.3 单片机8255扩展方式 (6) 1.4.4单片机74LS164扩展方式 (6) 二、硬件设计 (7) 2.1 PLC简介 (7) 2.2 红绿灯显示电路设计 (8) 2.3 倒计时电路 (9) 2.4 报警提示电路 (9) 三、软件设计 (10) 3.1程序设计思想 (10) 3.2系统程序流程图 (10) 3.3 PLC梯形图编程优点 (11) 四、系统调试与仿真 (11) 五、心得体会 (12) 参考文献 (13) 附录1整机原理图 (14) 附录2本交通灯设计系统源程序 (14)

摘要：本文论述了基于PLC的交通灯模拟控制系统, 该系统根据实际公路交通灯情况进行东西和南北方向的切换控制，通过数码管显示和箭头指示来指挥车辆的轮流流通，采用高亮度数码管和发光二极管模拟交通灯的实际情况。该系统具有贴近生活、实用性强、操作简单、扩展性好等特点。 关键词：PLC; 交通灯; 模拟控制 一、系统总体方案设计 1.1系统设计任务要求 1.1.1任务 设计并制作一个能对东、西、南、北方向进行控制和显示的一个自动化交通灯系统。 1.1.2要求 （1）基本要求 ①控制功能：能分别对东、西、南、北四个方向进行合理的控制，其中向右转要求能够一直通行； ②显示功能：能实现显示当前倒数的时间。采用七段LED数码管来显示； ③报警功能：当其中某个方向的灯坏了或者某个线路有问题时，能够及时报警。 （2）发挥部分 ①能实时测定车辆的数量； ②能根据车辆的数量合理变更不同的通行方案； ③其他功能。 1.2 系统总框图

火电厂常规的自动控制系统

火电厂常规的自动控制系统（给水、减温、燃烧）介绍及方案 1、锅炉设备主要有哪几个调节系统？答：（1）给水自动调节系统。 （2）过热汽温自动调节系统。 （3）再热汽温自动调节系统。 （4）燃烧过程自动调节系统（引风、送风、一次风、氧量控制）。 （5）主汽压力自动调节系统。 2、锅炉给水调节的任务是什么？答：锅炉给水调节的任务是使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在规定的范围。 3、给水自动调节系统中主站切手动有哪些条件？答：1）所有给水泵分站在手动控制。 （2）操作员人为切手动。 （3）给水泵在压力控制方式，给水泵出口压力信号故障或压力与给定值偏差大。 （4）汽包水位信号故障。 （5）给水流量信号故障。 （6）蒸汽流量信号故障。 （7）给水泵在水位控制方式，汽包水位与给定值偏差大。 4、变速泵给水调节系统包括哪几个子系统？答：变速泵给水调节系统包括三个子系统：汽包水位调节子系统、泵出口压力调节子系统、泵最小流量调 节子系统 5、如何调节给水泵转速？答：汽动泵是通过电流、电压转换器与其电液调节系统连接来改变转速。而电动给水泵是通过执行机构去控制液压联轴器的勺管位置，改变给水泵转速。

6、简述三冲量双回路给水调节系统的原理。答：三冲量双回路给水调节系统中，调节器接受汽包水位、蒸汽流量和给水流量和三个信号，其中水位是主信号，任何扰动引起的水位变化，都会使调节器输出信号发生变化，改变给水流量，使水位恢复到给定值。蒸汽流量信号是前馈信号，其作用是防止由于虚假水位而使调节器产生错误的动作，改善蒸汽流量扰动时的调节质量。蒸汽流量和给水流量两个信号相配合，可消除系统的静差。当给水流量变化时，测量孔板前后的差压变化反应很快，差压变化及时反应给水流量的变化，所以给水流量信号作为反馈信号，使调节器在水位还未变化时就可以根据前馈信号消除内扰，使调节过程稳定，起到稳定给水流量的作用。 7、测量信号接入调节器的极性是如何规定的？答：关于测量信号接入调节器的极性规定：当信号值增大时要求开大调节阀，该信号标“ +；反之，当信号值增大时要求关小调节阀，该信号标以“ - ”号。 8、给水调节系统投入前应进行哪些检查和试验？答：（1）信号极性检查。 2）调节阀开度试验。 （3）执行机构小回路检查。 （4）自动跟踪检查。 （5）调节器输出信号方向检查。 （6）参数设置。 （7）试投调节器。 9、给水全程调节系统通常有几种方案？答：给水全程调节系统通常有三种方案：

热工控制系统和设备试题

一．选择题（每题1分，共计30分。） 1.精度为0.5级的温度表，测量范围为50～800℃，该表的允许基本误差是（ A ）。 A、±3.75℃； B、±4℃； C、±4.25℃； D、±0.35℃。 2.有一压力测点，如被测量最大压力为10MPa，则所选压力表的量程应为（ A）。 A、16MPa； B、10MPa； C、25Mpa； D、20MPa 。 3.标准化节流装置是（ A）。 A、文丘利管； B、偏心孔板；Ｃ、翼形动压管； D、毕托管。 4.氧化锆氧量计要得到准确的测量结果，其工作温度必须在（ B）。 A、500℃左右； B、850℃左右； C、1200℃左右； D、 600℃左右。 5.在计算机控制系统中，计算机的输入和输出信号是（ B ）。 A、模拟信号； B、数字信号； C、4-20mA的标准信号； D、开关信号。 6.补偿导线的正确敷设应从热电偶起敷到（ C ）为止。 A、就地接线箱； B、二次仪表； C、和冷端补偿装置同温的地方； D、控制室。 7.在三冲量给水调节系统中，校正信号是（ A ）。 A、汽包水位信号； B、蒸汽流量信号； C、给水流量信号 D、给水压力信号。 8.热工仪表的质量好坏通常用（ B ）等三项主要指标评定。 A、灵敏度、稳定性、时滞； B、准确度、灵敏度、时滞； C、稳定性、准确性、快速性； D、精确度、稳定性、时滞。 9.锅炉灭火保护动作最主要作用是（ C ） A、跳一次风机 B、跳引送风机 C、切断所有燃料 D、切断所有一二次风源。 10.在协调控制系统的运行方式中负荷调节反应最快的方式是（ D ）。 A、机炉独立控制方式 B、协调控制方式 C、汽轮机跟随锅炉方式 D、锅炉跟随汽轮机方式 11.DCS系统的备用电源的切换时间应小于（ D ）ms，以保证控制器不初始化。 A、1； B、2； C、3； D、5。 12.关于单元机组自动调节系统中常用的校正信号，下列叙述中错误的是（ B ） A、送风调节系统中用烟气氧量和给定值的偏差作为送风量的校正信号； B、给水调节系统中用给水压力和给定值的偏差作为送风量的校正信号； C、在燃料量调节系统中用机组实际输出的功率和负荷要求的偏差来校正燃烧率；

交通灯的模拟控制系统设计

摘要 本次设计是对交通灯的模拟控制系统的设计，总体分为两部分：一、硬件部分。对于硬件部分主要工作是选型部分，我的本次设计是交通灯，所以硬件选型主要有AT89C51、红绿灯显示器、及数码管显示器。二、软件部分。根据设计要求，所以将软件部分分成了几个模块：主体程序实现基本的循环，即主干道绿灯亮60S，黄灯5S;支干道绿灯亮40S黄灯5S；子程序有计时到一秒子程序、中断子程序（全为红灯、南北通行、东西通行、重新定时等）。将上面个部分逐一实现后，然后就是硬件部分连接问题。根据AT89C51单片机个端口的特点，将选好的部件有效地与它连接起来。最后将编好的汇编程序转换为HEX 文件导入到单片机内，进行仿真。经过反复修改及指导老师指导后，可以实现仿真。 关键词：交通灯；硬件部分；软件部分 - 1 -

Abstract The designer to the traffic light simulation, the design of the control system of general divided into two parts: one, the hardware part. For hardware part of the main work is part of the selection, I this design is the traffic lights, so hardware selection mainly AT89C51, red street light display, digital tube display level. Second, software parts. According to the design requirements, so will be divided into several modules of software: subject to basic program of circulation, that is a green light to main 60 S, yellow light 5 S; A trunk road a green light yellow light 40 S, yellow light 5 S; The son to a second time program has a subroutine, interrupt subroutine (total for the red light, north and south, traffic to pass something, timing, etc.). Will above a part one by one to achieve, and then the hardware part is linking problem. According to the characteristics of a port AT89C51 single-chip microcomputer, taking good parts effectively with it together. Finally will be programmed the assembler program into: into single chip inside, files are simulated. After repeated modifying and guiding teacher, can achieve after simulation. Key words:The traffic lights； Hardware parts；Software part - 2 -

热工自动控制试题上课讲义

热工自动控制试题

1、实际应用中，调节器的参数整定方法有（临界比例带法、响应曲线法，经验法、衰减法）等4种。 2、在锅炉跟随的控制方式中，功率指令送到（汽轮机功率）调节器，以改变调节阀门开度，使机组尽快适应电网的负荷要求。 3、1151系列变送器进行正负迁移时对量程上限的影响（没有影响） 4、在燃煤锅炉中，由于进入炉膛的燃烧量很难准确测量，所以一般选用（热量）信号间接表示进炉膛的燃料量。 5、单元机组在启动过程中或机组承担变动负荷时，可采用（锅炉跟随）的负荷调节方式。 6、判断控制算法是否完善中，要看电源故障消除和系统恢复后，控制器的输出值有无（输出跟踪和抗积分饱和）等措施。 7、就地式水位计测量出的水位比汽包实际水位要（低） 8、DEH调节系统与自动同期装置连接可实现（自动并网）。 9、对于DCS软件闭环控制的气动调节执行机构，下列哪些方法不改变其行程特性（在允许范围内调节其供气压力）。 10、各种DCS系统其核心结构可归纳为“三点一线”结构，其中一线指计算机网络，三点分别指（现场控制站、操作员站、工程师站） 11、KMM调节器在异常工况有（连锁手动方式和后备方式）两种工作方式。 12、动态偏差是指调节过程中（被调量与给定值）之间的最大偏差 13、当 ＜0时，系统（不稳定）。衰减率 ＜0发散振荡， ＝0等幅振荡， >0稳定，通常 ＝0.75～0.9 14、调节对象在动态特性测试中，应用最多的一种典型输入信号是（阶跃函数）。 15、锅炉主蒸汽压力调节系统的作用是通过调节燃料量，使锅炉蒸汽量与（汽机耗汽量）相适应，以维持汽压的恒定。 16、热工调节过程中常用来表示动态特性的表示方法有三种其中（微分方程法，）是最原始，最基本的方法。 17、分散控制系统是（微型处理机、工业控制机、数据通信系统、CRT显示器，过程通道）。 18、深度反馈原理在调节仪表中得到了广泛应用，即调节仪表的动态特性仅决定于（反馈环节）。 19、在喷嘴挡板机构中，节流孔的直径比喷嘴直径（小）。 20、在给水自动调节系统中，在给水流量扰动下，汽包水位（不是立即变化，而要延迟一段时间） 21、汽包锅炉水位调节系统投入前应进行的实验有（汽包水位动态特性试验，给水调节阀特性试验，调速给水泵特性试验）。 22、INFI－90系统对电源质量有较高要求，其电压变化不超过额定电压的（±10％）。 23、滑压运行时滑主蒸汽质量流量、压力与机组功率成（正比例）变化。 24、锅炉燃烧自动调节的任务是（维持汽压恒定、保证燃烧过程的经济性，调节引风量，保证炉膛负压，） 25、霍尔压力变送器是利用霍尔效应把压力作用下的弹性元件位移信号转换成（电动势）信号，来反应压力的变化。 26、振弦式压力变送器通过测量钢弦的（谐振频率）来测量压力的变化。 27、锅炉负荷增加时，辐射过热器出口的蒸汽温度（降低） 28、锅炉负荷增加时，对流过热器出口的蒸汽温度（升高） 29、在串级汽温调节系统中，副调节器可选用（P或PD）动作规律，以使内回路有较高的工作频率。 30、汽包水位调节对象属于（无自平衡能力多容）对象。 23、检测信号波动，必然会引起变送器输出波动，消除检测信号波动的常见方法是采用（阻尼器） 24、为避免在“虚假水位”作用下调节器产生误动作，在给水控制系统中引入（蒸汽流量）信号作为补偿信号。 25、协调控制方式是为蓄热量小的大型单元机组的（自动控制）而设计的。 26、机组采用旁路启动时，在启动的初始阶段，ＤＥＨ系统采用（高压调节阀门或中压调节阀门）控制方式。 判断： 27、汽动给水泵在机组启动时即可投入运行（×） 28、发电厂热工调节过程多采用衰减振荡的调节过程。（√） 29、对于汽包锅炉给水调节系统，进行调节系统实验时，水位定值扰动量为10mm（×） 30、在蒸汽流量扰动下，给水调节对象出现水击现象（×） 31、单元机组协调控制系统中，为加快锅炉侧的负荷响应速度，可采用前馈信号（√） 32、运行中的调节系统应做定期试验（√） 33、多容对象在比例调节器的作用下，其调节过程为非周期的（×）。

交通灯模拟控制系统设计

课程设计报告 题目交通灯模拟控制系统设计 学生姓名*** 学号****** 专业应用电子技术 班级电子 指导教师***** 完成日期2012 年12 月18 日

目录 一、任务要求 ......................................................错误！未定义书签。1．实训目的 (1) 2.实训步骤 (1) 二、整体设计思路 (1) 1．程序设计 (1) 2.硬件设计 (2) 三、元器件简介 (3) 1．STC89C52单片机的介绍 (3) 2.74LS86的介绍 (4) 四、实训过程中的问题 (5) 1．软件问题 (5) 2.硬件问题 (5) 五、流程图及电路图 (6) 1．流程图 (6) 2.硬件电路图 (8) 六、总结 (11)

一、任务要求 1．实训目的 用单片机设计以交通信号灯模拟控制系统，晶振采用12MHZ,1、在正常情况下，A、B道交叉组成十字路口，A是主道，B是支道，各轮流放行60S（其中5S用于警告），B道放行30S（其中5S用于警告）2、一道有车而另一道无车时，使有车车道放行。 3、出现紧急情况时，A、B均为红灯。 2. 实训步骤 首先要画出交通灯模拟设计仿真电路图，在keil软件里编写正确的程序。完成该系统的硬件和软件的设计， 在Proteus软件上仿真通过后 下载到单片机进行硬件验证。 二、整体设计思路 1．程序设计（1）、正常情况下运行主程序，采用0.5S延时子程序的反复调用来实现各种定时时间。(2)、一道有车而另一道无车时，采用外部中断1方式进入与其相应的中断服务程序，并设置该中断为低优先级中断。（3）有紧急车辆通过时，采用外部中断0方式进入相应的中断服务程序，并设置该中断为高优先级中断，实现

热工控制考试

在电站生产领域，自动化（自动控制）包含的内容有哪些？生产自动化范畴：数据采集与 管理；回路控制；顺序控制及联锁保护。管理自动化范畴：办公自动化系统；设备管理系统。 电站自动化的发展经历了几个阶段，各阶段的特点是什么？第一阶段：人工操作，劳动力 密集型；（50 年代）第二阶段：关键生产环节自动化，仪表密集型；（60、70 年代）第三 阶段：机、炉、电整体自动化，信息密集型；（80、90 年代）第四阶段：企业级综合自动化，知识密集型。（90 年代后期至今） 比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。闭环控制系统特点：将被控制量的测量值与 给定值进行比较；自动修正被控制量出现的偏差，控制精度高；配备测量变送装置；克服 扰动的能力强。开环控制系统特点：被控制量的测量值与给定值不再进行比较；结构简单，成本低廉；不设置测量变送装置；克服扰动的能力差。 定性判断自动控制系统性能的指标有哪些？它们之间的关系是什么？稳定性、准确性、快 速性。对于同一个控制系统，其稳、准、快三方面之间是相互制约的。如果提高了系统的 快速性，往往会引起系统的动荡，动态偏差增大；改善了平稳性，过度过程又相对缓慢。 定性描述下面4条曲线的性能特点，给出其衰减率的取值范围。 答：蓝线——，过度过程平稳，但响应速度慢，快速性差； 绿线、红线——，绿线，响应速度快，但动态偏差较大，准确性差，红线，响应速度适中，动态偏差较小，综合性能较好； 紫线——，响应速度很快，但引起系统等幅震荡，动态偏差增大，准确性差。 在热工控制系统中，影响对象动态特性的特征参数主要有哪三个？容量系数，衡量对象储 存物质（能量）能力的特征参数；阻力系数，衡量物质（能量）在传输过程中遇到阻力大 小的特征参数；传递迟延，物质（能量）在传输过程因传输距离的存在而产生的响应滞后 现象。 纯迟延与容积迟延在表现形式上有什么差别，容积迟延通常出现在什么类型的热工对象上？ 纯迟延——物质（能量）在传输过程因距离的存在而产生的响应滞后现象；容积迟延—— 由于容积的增加而产生的容积滞后现象。 建立热工对象数学模型的方法有哪些？请简要说明。机理建模，根据对象或生产过程遵循 的物理或化学规律，列写平衡方程及反映流体流动、传热、传质等基本规律的运动方程， 从中获得数学模型；试验建模，根据过程的输入输出实测数据进行某种数学处理后得到模型。该方法通常只用于建输入/输出模型，建模过程不需要深入掌握系统内部机理。 了解由阶跃响应曲线求取被控对象数学模型的方法、步骤及注意事项，能对切线法、 两点法做简单的区分。方法：试验建模；步骤：施加扰动——记录数据——分析曲线 注意事项：试验前系统处于需要的稳定工况，留出变化裕量；扰动量大小适当，既克服干 扰又不影响正常运行；采样点间隔足够小，真实记录响应曲线的变化；试验在主要工况下