DEH 控制说明

DEH 控制说明

DEH汽轮机数字电液控制系统，由计算机控制部分和EH液压系统组成。

计算机控制部分由工程师站、操作员站及控制机柜组成。工程师站、操作员站与控制DPU通过冗余数据高速公路（以太网）相连。后备软手操盘放在DCS操作员站上通过硬接线直接连到阀门控制卡。当控制DPU以上的设备发生故障时，均可由后备软手操盘直接控制阀门位置。冗余的控制DPU之间的切换，以及手动/自动之间的切换，对系统的控制来说均是无扰的

在自动情况下，操作员主要通过操作员站的鼠标和键盘，进行各种控制操作和图象操作。操作员指令通过操作员站传到控制DPU，由I/O卡执行输出控制。机组状态及结果在CRT上显示。

EH液压系统包括供油系统、油管路、油动机、危急保安系统组成。一般机组均采用高压抗燃油系统。其供油系统提供压力为14.5Mpa 的压力油。油动机采用单侧进油方式，即阀门开启靠压力油，而关闭靠弹簧力，以保证阀门可靠快速关闭。油动机与阀门采用一对一方式，每一个阀门由一个单独的高压油动机驱动。对可调节的阀门，其油动机上有一个电液伺服阀及2个LVDT位置传感器。由DEH中的一块VCC 卡控制一个这样的油动机，精确地控制阀门位置。DEH根据控制要求，控制每个进汽门，从而达到控制机组转速、负荷、压力等的目的。对仅作安全型式的阀门，往往设计成2位式控制。如高压主汽门和中压主汽门，当安全油建立时自动打开，安全油泄去时紧急关闭。油动机

上的试验电磁阀，用于阀门松动试验。油动机的遮断电磁阀用于全行程试验。

危急保安系统包括OPC电磁阀、AST电磁阀、隔膜阀等。OPC电磁阀为2只并联结构，当OPC电磁阀带电时，OPC安全油泄去，紧急关闭调节汽门。AST电磁阀为四只串/并联结构，当AST电磁阀失电时，AST安全油泄去，同时泄去OPC安全油，关闭所有阀门，停机。隔膜阀与低压安全油接口，低压安全油失去时，通过隔膜阀泄去AST 安全油，紧急关闭阀门，停机。

第一节DEH控制画面

一、软操盘

在DEH-IIIA画面上设计了四块软操盘，操作员对DEH的操作指令一般都在这些软操盘上输入。

1. 升速控制操作盘

该盘上提供了设定负荷“目标值”、“升速率”、“进行”、“保持”、“摩擦检查”、“中调控制”、“自动同步”等汽机升速过程中常用的操作。

2. 负荷控制操作盘

该盘上提供了设定“目标值”、“变负荷率”、“进行”、“保持”、“回路投切”、“高调控制”、“单阀/顺序阀”、“MCS遥控”等操作。

3. 其他控制方式

该盘上提供了“TPL控制”、“负荷高限,负荷低限制”等投入按钮以及用户要求的其它功能。

4. 超速试验操作盘

该盘上提供了做超速试验“103％”、“110％”、“机械超速”的选择按扭。上述四个软操盘中，均为弹出式小操作盘。需要操作时，按图像下方相应按钮，小操作盘就会弹出显示在画面左上角。用鼠标左键按住小操作盘标题栏拖到适当位置，即可以一边观察画面上的数据，一边在软操作盘进行操作。

DEH最常用的操作是升降负荷和转速，因此在大部分模拟图的右上方都设计了“目标值”、“保持”、“进行”三个按钮，运行人员可直接操作这些按钮。当要进行其他操作，例如改变运行方式时，需调出相应的专用操作盘。

二、控制指令与数据显示

运行人员要对DEH输入控制指令，一般是调出相应的操作盘，按上面的按钮即可。例如，投自动操作：当自动按钮为灰色，DEH指示为手动状态，如条件满足，只需按下“自动”按钮，“自动”按钮由灰色变为红色。同时，DEH指示为自动，自动投入即完成。如果条件不满足，运行员操作了此按钮，DEH也不会响应。例如，在转速控制方式下，当转速在临界转速区时，如按“保持”按钮，汽机转速不会保持，只有当转速不在临界转速区时，按“保持”按钮，汽机转速才会停在当时的转速。有些按钮设计了二次确认，按下该按钮时，会弹出一个对话框，如运行员选择确认，则指令操作有效，否则指令操作无效。但DEH是否响应此指令，仍需看相关条件是否满足运行人员要对DEH的给定数据，如转速目标值、负荷目标值、升速率、升负荷率、压力设定值等，只需按相应的按钮，CRT上即会

弹出数值框，运行人员可通过鼠标或键盘，输入所需数据即可。对“目标值”按钮，在并网前为转速目标值，并网后为负荷目标值。所有的输入数据，DEH均会检查其是否有效，如是否超限。当输入数据无效时，DEH保持原来的数值不变。当输入的数据大于高限时，输入的结果是高限。

DEH－IIIA中的绝大部分模拟图均按统一的格式绘制。在模拟图左上方为报警提示窗口，上方显示了汽机和DEH当前所处的控制状态，右上角为最常用指令输入区，模拟图右侧是控制系统几个重要参数的实时显示。中间部分每幅画面不同，绝大部分如以下排：

1. 15分钟运行参数曲线

显示了汽机运行各重要参数的变化趋势，连续记录时间为15分钟。包括以下九种曲线；用不同颜色表示。曲线颜色与字符颜色对应。 a. 功率实际值 b. 转速实际值 c. 主汽温 d. 再热汽温 e. 主汽压 f. 再热汽压g. 调节级压力

h. 凝汽器真空i. 给定值

2．差胀、轴位移和偏心、缸胀

包括四部分内容：

a. 显示差胀实际值、报警值和跳机值

b. 显示轴位移实际值、报警值和跳机值

c. 显示偏心实际值、报警值和跳机值

d. 显示缸胀实际值、报警值和跳机值

3．轴振动按每只轴承座的相对位置，显示轴振动，轴承座振动的实时值。

4．轴承温度和回油温度

按每只轴承的相对位置排列，显示汽机、电机所有轴承的金属温度及回油温度。

5．汽温和压力

包括：

a. 主汽温、主汽压

b. 高、低压排汽温

c. 中压进汽压力、温度

6. 壁温

a. 高压缸壁温

b. 中压缸壁温

7. 汽机状态

显示了汽机的当前状态，DEH的控制状态、回路投切状态等。

8. 阀位指令及反馈

显示汽机各阀门（高压主汽门、高压调门、中压调门、中压主汽门等）的阀位指令与反馈。用双色条形图显示，绿色为指令，其单位为百分比，黄色为反馈，其单位为毫米。

9. 3小时运行参数曲线与15分钟运行参数曲线完全相同，只是采集周期作了延长，总记录时间为3小时。

10. 阀门试验

图中有阀门试验，阀门松动试验投入按钮，以及阀门试验“关闭”，

“复位”按钮。在每个阀门的指令与反馈图下，有对应按钮，以选择是对那个阀门进行试验。

第二节DEH控制功能

DEH控制装置在操作员自动方式时，运行人员可以根据不同的工况选择各种不同的控制方式，并能根据机组的要求，选用合适的启动方式。汽机在冲转过程中只有中压缸启动一种方式。

一、启动及启动方式选择

汽机挂闸后，高压安全油建立，高中压主汽门自动开启，DEH 处于“自动”方式。检查机组及DEH状态正常，旁路系统正常。选择“中调门控制”进行冲转。

需要暖机时，在暖机转速下按“保持”即可，也可将目标转速设置到暖机转速，按“进行”，当转速给定值到达设定转速时，会自动保持、暖机。

在启动时，应密切监视进汽阀门及汽机转速，如发生异常情况：如超速或阀门已开而CRT上无转速显示，应立即打闸，停机检查。

在汽机达到同步转速时，可投自动同步功能。

机组并网后，DEH能自动带2%左右初负荷，DEH转入负荷控制，在机组工况允许的请况下，运行人员可升负荷。

二、一次调频投入

当汽轮发电机组并网运行时，运行人员可按“一次调频回路”键投入该回路。该回路投入后，如遇两路以上速度通道故障或油开关跳闸，会自动切除。

三、功率控制回路

当机组并网运行，DEH处于全自动时，运行人员可通过按“功率回路”键来投切此回路。

当DEH检测到三路功率中有两路以上发生故障时，则会自动切除该回路。在通道板故障未消除前，运行人员无法再投入该回路。此外，CCS开关量要求功率回路切除，则该回路也会自动切除。

在切缸、单/多阀切换及阀门全行程活动试验时建议投入功率回路。

四、主汽压控制

主汽压控制是指汽机通过调门控制主蒸汽压力的功能，分TPL和TCP两种。当控制系统处于自动时，可投运“操作员TPC”和“机调压TCP”。

1. 操作员TPC

TPC（或称TPL）为主汽压限制（低汽压保护）功能。保证主汽压不低于设定值。按下“操作员TPC”键，键灯亮，DEH即按操作员设定的主汽压值进行控制，设定值由操作员通过“TPC设定”按钮设定。当主汽压小于设定值时，关小调门，维持主蒸汽压力在设定值以上。但调门也不关小到零，而是最小关到一设定开度，此开度对应调门额定流量的50％。

五、高中缸切缸控制

当机组并网，负荷到达额定的15％左右，且高旁流量大于高压缸流量，且大于高压缸最小冷却流量，高压主汽温满足条件时，DEH 自动切缸，由中调门控制切换成高调门控，条件不满足也可由运行人

员强制切缸。

六、单/多阀切换控制

单/多阀控制即节流调节/喷嘴调节，是DEH装置中的一个主要功能。所谓单阀，即所有高压调门在控制中开度相同，好象一个阀一样。在这种运行方式下，所有的高压调节阀门均处于节流状态，但进汽均匀。对于汽轮机运行初期，使汽轮机各部件获得均匀加热较为有利。在喷嘴调节运行时，调节汽阀按预先设定的顺序逐个开启，仅有一个调节汽阀处于节流状态，其余均处于全开或全关状态，这种调节发生可改善汽机的效率。

当DEH画面上“单阀”灯亮时，则说明DEH正处于单阀节流调节方式。此时运行人员可按下“多阀”键，进行两种运行方式的切换。“单阀”灯灭，“多阀”灯亮后，切换完成。同样，运行人员也可从“多阀”向“单阀”切换。

应特别注意的是，虽然从“单阀”控制切到“多阀”控制或反之，在功能上都是行得通的，但这会导致汽轮机部件经受不必要的热应力变化，因而建议运行人员要严格遵守汽轮机有关的操作规程

第三节DEH运行方式选择

一、操作员自动操作（自动 OA）

在汽机满足冲转条件，即汽压、汽温及真空等满足时，汽机挂闸。在挂闸前，DEH应处于“自动”状态。DEH操作盘上自动、双机运行、CRT上转速、功率等参数显示正确。DEH处于正常状态。挂闸时，最好监视CRT上阀门位置图。

挂闸后，高压主汽门、中压主汽门自动开启。高中压调门保持关闭。按“中调门控制”，进行冲转。此时高调门还是全关。

按下“目标值”，用数字键输入目标值，即按所需数字，再按“输入”键，此时，保持灯亮。按“进行”键，汽机即自动冲转。

DEH内部默认升速率为100r/min/min，运行人员应该根据汽机冲转状态设定升速率。即按“升速率”打入数字，再按输入。升速率最高为500r/min/min。

如果要低、高速暖机，运行员可根据运行规程设定目标值，到暖机转速时，进行灯灭，汽机保持在暖机转速，直到有新的目标值输入，且按下“进行”键为止。当转速到1050r/min时，DEH自动关闭高压主汽门。

设置目标值为3000r/min，汽机在中调门控制下冲转到3000r/min。此时，可进行自动同步操作。

按下“自动同步”键，灯亮。此时，可通过同步装置向DEH发同步增或同步减的脉冲，DEH将汽机转速控制到同步转速，即可并网。在并网和同步前，也可能进行超速试验和电气试验。

注意：做电气试验时，DEH处无操作。但应注意，假并网试验时，电气的并网信号不能送到DEH来。否则，当机组实际并未并网，而有并网信号送入DEH，此时DEH由转速控制回路转到功率控制回路，为带初负荷将增加高调开度，必将引起汽机超速，使超速保护动作。

汽机同步后，即可并网带负荷。

当发电机并网，即油开关合上后，DEH自动使机组带上2％左右

的初始负荷。此后，运行人员可按设定的升负荷率，进行升负荷。设定升负荷率即按“升负荷率”，输入数值，再按“输入”键。最高升负荷率（DEH内设定值）为40MW/分。然后再按“目标值”，设定目标负荷，按“进行”键开始升负荷。

当负荷到额定的15%左右时，DEH通过对温度和流量的判断自动切缸，运行人员也可根据机组情况手动切缸。

功率回路可按运行员要求进行投入和切除。切除后即为开环运行。回路的投切并不影响实际负荷，即实际负荷不会产生扰动。但投切过程中，目标值会改变，以保持运算回路输出不变，即保持阀位不变。在该方式下，操作员可以进行如下控制：

1.在汽机升速期间，可以确定或修改汽轮发电机组的升速率和转速目标值。

2. 当机组到达同步转速时，可投入“自动同步”。

3. 在机组并网运行后，可随时修改机组的负荷目标值及变负荷率。

4. 可根据实际运行情况决定是否投入功率反馈回路

5 在并网后，可投入一次调频。

6 当负荷到15%左右,且温度和流量满足条件自动或手动切缸。

7 可投运遥控操作。

8 可进行单阀/顺序阀的切换。

9. 可投主汽压控制等功能

二、遥控操作

一般情况下，都在操作员自动方式下投入遥控操作，一旦投入了遥控，DEH的目标值就由遥控源来决定，由DEH根据遥控指令进行负荷控制。但运行人员能在任何时刻再按相应的“遥控”键退出遥控。遥控源一般是CCS。

1. 自动同步

“自动同步”是一种特殊的遥控操作，即遥控汽机转速。在这种方式中，依靠“自动同步增”和“自动同步减”的触点输入来调整目标值和给定值，直至汽轮发电机达到同步转速，为机组并网做准备。

采用这种遥控方式，控制系统必须满足下列条件：

a. DEH处于“自动”方式。

b. 主变开关断开（未并网）。

c. 自动同步允许触点闭合

d. 汽机转速在同步范围内

此时，运行人员按下“自动同步”键，该键灯亮，表明上述条件符合，控制系统已处于该种控制方式下。DEH根据同期装置（或其他设备如电气等）发出的增、减触点来改变目标值，运行人员在投入自动同步期间，无法通过键盘改变目标值和升速率。

在该种方式运行期间，如果主变开关闭合或“自动同期控制允许”触点断开，控制系统会自动从“自动同步”转到“操作员自动”方式运行。如遇控制系统切换到“手动操作”则自动终止“自动同步”运行方式。

状态指示：当没有同期允许信号时自动同期按钮显示灰色的字。

当有同期允许信号且未投入自动同步时，自动同期按钮显示黑色的字。

当已投入自动同期时自动同期按钮显示红色的框。

2. MCS遥控

协调控制是DEH装置最主要的一种遥控方式，即负荷控制下的遥控负荷操作，如要采用这种方式，必须满足下列条件：

a. DEH必须运行在“自动”方式

b. 油开关必须闭合

c. 遥控允许触点必须闭合

上述条件均满足后，运行人员按下“遥控”键，键灯亮，表示控制装置已投入协调控制方式，同时送出“遥控投入”触点至CCS控制装置，表示DEH已可接收CCS来的负荷增、减脉冲。此时，运行人员已无法改变负荷的目标值和变负荷率。

一般情况下，当投入CCS控制时，DEH的功率回路被切除，DEH 运行成为阀位控制方式。

在协调控制期间，当油开关断开或遥控允许触点断开，则DEH会立即自动恢复到“自动”方式运行。运行人员也可再按“MCS遥控”键退出“MCS遥控”方式，进入“自动”方式运行。

对DEH来说，遥控负荷指令也可以来自CCS，也可以来自电厂的其它系统（如电气）。此时负荷指令不是DEH CRT上运行人员输入的指令，而是来自其它系统，是处于“MCS遥控”状态。

三、汽轮机手动操作

当基本控制计算机的一对冗余（一般标识为DPU11和DPU31）均发生故障，或VPC部分发生故障后，则DEH会切到手动，DEH画面上面常显部分“手动”灯点亮。（如果DPU坏，“手动”不一定会亮，但在CRT上有DPU故障显示）此时运行人员应立即在DCS画面上把“自动/手动”按钮切向“手动”位置。

当DEH控制器处于“手动”时，如运行人员要求从“手动”切回到“自动”，先观察图像画面上DPU11、DPU31、VPC部分和SDP是否正常，如无报警则把钥匙开关置“自动”位置，通过“自动”按钮请求升至“自动”方式。上述升级一般都在并网、带负荷后进行。因在升速阶段用手动开环控制转速很难达到准确平稳，建议不要在升速阶段切手动控制。在升速阶段出现DEH严重故障，建议打闸处理后，再投自动，升速。

手动操作有一组增/减按钮，分别对应一种类型的阀门。按住任一键，键灯亮，手动增/减时，一类阀门（如按高调增/减时所有高调门）均按同一速率在原位置上增或减，而不管手动前机组处于单阀或顺序阀控制。按钮按的时间越长，阀门变化速度越快。

手动操作是在紧急情况或DEH故障下的应急操作，仅作维持机组运行，等待故障处理恢复自动用。不推荐长期处于手动运行，或用手动来大范围改变负荷。

四、ATC启动

对配ATC或程控启动的机组，在满足自动的条件下，当外部测点正确，可以选择ATC或程控启动方式。

在此方式下，并网前的升速过程为自动进行。DEH自动给出转速目标值，自动进行暖机，进入同步等操作。并网带初负荷后，需运行人员给出负荷的最终目标值。

在以上各种运行方式下，DEH都具有OPC超速保护的功能，因为DEH－IIIA的OPC超速保护是由硬件完成的。在正常运行时，如OPC回路有故障，在CRT或光字牌上会有相应的报警。

第四节 DEH安全试验

一、阀门试验

这里介绍的“阀门试验”仅仅作为操作盘上的功能说明，在作实际试验时，汽机运行人员必须根据主机厂提供的专用运行说明书及有关“进汽阀试验”资料作为指导。DEH－IIIA具有阀门试验（全行程关闭试验）和阀门松动（活动）试验两种方式。前者在试验时，阀门做全行程关闭，后者仅在当前位置上关10％～20％。为不影响负荷，做全行程试验时要求机组负荷在60％～80％额定负荷，且功率回路投入。阀门松动试验可在满负荷下进行。

1. 试验条件：

a. 运行在操作员自动方式

b. 机组运行在单阀方式所有阀门都可做松动及全行程试验，在多阀方式只能做高主门、中主门及中调门（全开情况下）10％～20％的松动试验（高调门不能）

c. 功率回路投入

d. 在接近满负荷时做松动试验，可不投功率回路

e. 全行程试验需在60％～80％额定负荷，且在单阀运行

f. CRT选择在阀门试验画面

2. 阀门试验开关/按钮

a. “阀门试验”键

该键为试验的投入键，当DEH满足进行阀门试验的各项条件后按下此键。键灯亮，表明已进入阀门试验状态。

b. 选择“松动试验”或“全行程试验”键

c.阀门选择键

阀门试验投入后，在阀门试验图中对应的棒图下，按下其中一个按钮，即表示选择此阀门做试验。

d.“关闭”键

按下“关闭”键键灯亮，此时可从画面上观察被试验阀门的阀位指令和反馈值同时下降，小10％～20％（此数可按用户要求修改）；全行程试验时，被试验的调门慢慢关下，全关后相应侧的主汽门快速关闭，而后快速开启，被试验的调门慢慢开启。

e. “阀门复位”键

该键为阀门试验后所有阀门进行复位。一旦按下此键，“阀门复位”灯亮。此时要求所有阀门（包括被试验的阀门）均恢复到试验前阀位，如阀门复位完成，则“阀门复位”键灯灭。

f. “试验保持”键

在试验过程中，如发现有异常情况，如负荷突降等，可迅速按下“试验保持”键，键灯亮，阀门停留在原位不动以便运行人员及时排除故障。故障排除后，可再按下“试验保持”键使试验继续进行。

g. “阀门试验”退出阀门试验结束时，按此键退出阀门试验功能。

二、超速保护试验

超速保护试验按钮由DEH的CRT软操盘上的“103试验”、“110试验”、“机械超速”三只按钮及硬手操盘上的钥匙开关（可选项）组成。

1. “103％”试验

当转速通道正常，110％按钮和危急遮断试验未投；按下103%键，并在弹出的对话框按确认后该灯亮。DEH允许操作员将目标值设到3100r/min以下，当实际转速升到3090r/min时，超速保护动作。DEH即把目标值置为3000r/min，控制转速到3000r/min。

2. “110％”试验

当转速通道正常，103％按钮和危急遮断试验未投；按下110％键，并在弹出的对话框按确认后该灯亮。此时DEH允许转速超过3090r/min（屏蔽103％保护），直到3300r/min时，110％超速保护动作，D EH即送出AST信号到危急保安系统跳机，同时将所有阀门指令置为0。

3. “机械超速”

当超速保护开关置向试验时，且按下“机械超速”键并在弹出的

对话框按确认后该灯亮，此时最高转速目标值允许升到3400r/min。DEH控制转速不断上升，此时103％和110％均不动作，直到危急遮断器动作，通过低压安全油跳闸，主汽门、调门全部关闭。汽机脱扣，转速开始下降。应注意的是在做此试验时，需有运行人员在汽机现场，边观察现场转速及危急遮断器动作情况。（随时准备打闸）

三、阀门严密性试验

在机组转速为3000r/min，未并网的情况下，可以进行阀门严密性试验，以检查汽门是否严密。

按“主汽门严密试验”，当高压主汽门全关之后，高调门全开；当中压主汽门全关之后，中调门全开。检查汽机转速下降情况，判断主汽门严密性是否合格。

按“调门严密试验”，调门全关，主汽门保持全开，检查汽机转速下降情况，判断调门严密性是否合格。

严密性试验结束后可再按“调门严密试验”“主汽门严密试验”退出，DEH自动维持当前转速或打闸重新启动

四、其它试验

1．EH油泵联锁试验

当EH油泵由DEH控制时，在DEH的CRT上有EH油泵的启、停、联锁及试验按钮，在未联锁时，可单独启动EH油泵A和B。当A、B 泵联锁投入时，任何一台泵运行，按下“油泵联锁试验”，试验电磁阀动作，DEH接收到EH母管压力低信号，另一台泵会自动联锁启动，说明联锁回路正常。

2．EH加热器试验

当EH加热器由DEH控制时，在DEH的CRT上有EH加热器的启、停、联锁按钮，未联锁时可单独启、停加热器，当加热器投入联锁时，DEH根据EH油箱温度来自动启停加热器，当EH油箱温度大于35℃时停加热器，小于20℃时启动加热器。

3．喷油试验

当汽机转速到达3000r/min，DEH处于自动位，且无其他试验时，可以做喷油试验，首先将通往危急遮断油门的安全油路常开电磁阀①关闭，使试验不会引起隔膜阀动作，然后将注油用的电磁阀②打开，把0.2Mpa的油注入危急遮断器，飞捶飞出时，危急遮断指示器给出信号，停止注油后，再将危急遮断油门的复位电磁阀③打开使油门复位，打开安全油路常开电磁阀①，危急遮断器系统恢复正常。

4．ETS试验

以下几项试验是在DEH画面上操作送信号去ETS，再由ETS控制就地试验电磁阀，就地动作信号返回ETS后由ETS送DEH作为状态显示。（DEH→ETS→试验电磁阀→ETS→DEH）

a. 真空低试验

运行人员按“真空低试验”按钮，进入真空低试验状态，再点击各通道的试验按钮，相应的低动作压力开关信号返回，再点击该通道的试验按钮，退出该通道试验。

真空低共有3个试验通道，运行人员可分别试验。但两路不能同时做试验，DEH内部有闭锁逻辑，当同时做两路时，DEH自动退出试

验。试验结束后，运行人员必须再按一下“真空低试验”按钮来退出试验。

b. 润滑油压低试验

同真空低试验。

c. EH油压低试验

EH油泵开启，油压正常且无其他试验的情况下，运行人员可点击“EH油压低试验”按钮，进入EH油压低试验状态，再点击20-1/LPT 并按确认，相应的63-1/LP、63-3/LP动作，再点击20-1/LPT退出该通道试验，以同样的方法做另一通道试验。

d. AST电磁阀试验机组挂闸，且无其他试验情况下，按下“AST电磁阀试验”按钮进入AST电磁阀试验。运行人员可点击“AST 1”或“AST 3”并按确认，则ASP 1压力高动作，点击“AST 2”或“AST 4”，并按确认按钮，则ASP 2压力开关动作。且相应的指示灯亮。

电子控制系统的组成和工作过程

电子控制系统的组成和工作过程 一、教学分析 1．教材分析 本课是第一章第二节“电子控制系统的组成和工作过程”。从对比分析两种路灯控制系统的基本组成入手，再通过搭接一个路灯自动控制的电子模型，来学习电子控制系统的基本组成和工作过程，从而为学生学习后面各章提供了一把钥匙。 2．学情分析 学生在通用技术必修2的学习中，已学过关于控制系统的一些概念，例如输入、控制、输出，以及功能模拟方法的含义，但对电子控制系统内部电子元件，例如发光二极管、光敏电阻、三极管等的工作原理不太了解，教师可用通俗的语言补充解释其作用，以利于学生的学习。 二、教学目标 1．知识与技能目标 （1）知道电子控制系统的基本组成。 （2）能用方框图分析生活中常见电子控制系统的工作过程。 2．过程与方法目标 （1）通过对两种路灯控制系统方框图的对照，知道电子控制系统的基本组成。 （2）通过搭接一个路灯自动控制的电子模型，加深对电子控制系统组成的理解。 3．情感态度和价值观目标 （1）激发学生动手尝试的兴趣和热爱技术的情感。 （2）提高学生比较及分析电子控制系统的能力。 三、教学重难点 1．重点 （1）电子控制系统的基本组成。 （2）能用方框图分析生活中常见电子控制系统的工作过程。 2．难点 电子控制系统内部常见电子元件的工作原理。 四、教学策略 本节课程以多媒体技术为辅助教学手段，通过观察、基本知识讲授、小组探究、分析表达、技术试验、能力展示等教学方法和策略，在教师指导下，通过学生自主探究建构知识和技能。 五、教学准备 通用技术专用教室、多媒体、课件、路灯自动控制模型。 六、课时安排 共1课时 七、教学过程 （一）新课导入 教师展示：路灯自动控制模型 板书：第一章电子控制系统概述 第二节电子控制系统的组成和工作过程

自动控制系统原理 课后习题问题详解

第1章控制系统概述 【课后自测】 1-1 试列举几个日常生活中的开环控制和闭环控制系统，说明它们的工作原理并比较开环控制和闭环控制的优缺点。 解：开环控制——半自动、全自动洗衣机的洗衣过程。 工作原理：被控制量为衣服的干净度。洗衣人先观察衣服的脏污程度，根据自己的经验，设定洗涤、漂洗时间，洗衣机按照设定程序完成洗涤漂洗任务。系统输出量（即衣服的干净度）的信息没有通过任何装置反馈到输入端，对系统的控制不起作用，因此为开环控制。 闭环控制——卫生间蓄水箱的蓄水量控制系统和空调、冰箱的温度控制系统。 工作原理：以卫生间蓄水箱蓄水量控制为例，系统的被控制量（输出量）为蓄水箱水位（反应蓄水量）。水位由浮子测量，并通过杠杆作用于供水阀门（即反馈至输入端），控制供水量，形成闭环控制。当水位达到蓄水量上限高度时，阀门全关（按要求事先设计好杠杆比例），系统处于平衡状态。一旦用水，水位降低，浮子随之下沉，通过杠杆打开供水阀门，下沉越深，阀门开度越大，供水量越大，直到水位升至蓄水量上限高度，阀门全关，系统再次处于平衡状态。 开环控制和闭环控制的优缺点如下表 1-2 自动控制系统通常有哪些环节组成？各个环节分别的作用是什么？ 解：自动控制系统包括被控对象、给定元件、检测反馈元件、比较元件、放大元件和执行元件。各个基本单元的功能如下： （1）被控对象—又称受控对象或对象，指在控制过程中受到操纵控制的机器设备或过程。 （2）给定元件—可以设置系统控制指令的装置，可用于给出与期望输出量相对应的系统输入量。 （3）检测反馈元件—测量被控量的实际值并将其转换为与输入信号同类的物理量，再反馈到系统输入端作比较，一般为各类传感器。 （4）比较元件—把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的给定值进行比较，分析计算并产生反应两者差值的偏差信号。常用的比较元件有差动放大器、机械差动装置和电桥等。 （5）放大元件—当比较元件产生的偏差信号比较微弱不足以驱动执行元件动作时，可通过放大元件将微弱信号作线性放大。如电压偏差信号，可用电子管、晶体管、集成电路、晶闸管等组成的电压放大器和功率放大级加以放大。 （6）执行元件—用于驱动被控对象，达到改变被控量的目的。用来作为执行元件的有阀、电动机、液压马达等。 （7）校正元件：又称补偿元件，它是结构或参数便于调整的元件，用串联或反馈的方式连接在系统中，以改善控制系统的动态性能和稳态性能。

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汽车电子控制系统 概述

第四章汽车电子控制系统概述 第一节汽车电子技术的发展背景 汽车既可作为生产运输的生产用品, 又可作为代步、休闲、旅游等消费用品, 汽车技术的发展是人类文明史的见证。随着社会、经济的发展, 汽车成为人类密不可分的伙伴。当然, 汽车的发展也带来了一些负面的影响, 如随着汽车保有量的增加, 交通条件、安全、环境污染也成了日益严重的问题。汽车的安全、环保和节能是当今汽车技术发展的主要方向。 一、安全、环保和节能推动了汽车技术的发展 汽车的安全性是人类社会的一大祸害, 车辆的制动安全性、驱动安全性与行驶安全性是道路交通安全事故的三大主要根源。全世界每年由于交通事故死亡约50万人, 排在人类死亡原因的第10位; 中国当前每年因交通事故死亡占全国总死亡人数的1.5%, 约每年10万人。为此, 科技人员从汽车的主动安全性和被动安全性两个方面着手, 设计了防滑控制系统、车辆姿态控制系统、智能防撞预警与应急保护系统、碰撞后的保护系统等一系列电子控制装置。 HC和NOx 混合在一起, 在强烈的阳光照射下, 会发生一系列光化学反应, 产生臭氧和各种化合物。臭氧( O3) 具有很强的氧化性和毒性。1963年美国洛杉矶地区发生了光化学烟雾事件, 促使各国对大气污染的重视研究。据统计, 城市大气污染物一氧化碳( CO) 、碳氢化合物( HC) 和氮氧化物( NOx) 的主要污染源是汽车排气。因此, 世界各国都相继制订了日益严格的汽车排放物限制法规。另外, 随着汽车保有量的增加, 汽车噪声也是环境保护的重点治理对象。于是, 现代轿车普遍装有喷油与点火控制、废气再循环及三元催化等发动机尾气控制装置。人们还在降低机械噪声、隔振、隔音等方面进行了大量的实验与改进工作。 进入二十世纪70年代, 全球的石油危机, 使汽车节能问题受到

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汽车电子控制系统 概述 第四章汽车电子控制系统概述第一节汽车电子技术的发展背景汽车既可作为生产运输的生产用品, 又可作为代步、休闲、旅游等消费用品, 汽车技术的发展是人类文明史的见证。随着社会、经济的发展, 汽车成为人类密不可分的伙伴。当然, 汽车的发展也带来了一些负面的影响, 如随着汽车保有量的增加, 交通条件、安全、环境污染也成了日益严重的问题。汽车的安全、环保和节能是当今汽车技术发展的主要方向。 一、安全、环保和节能推动了汽车技术的发展汽车的安全性是人类社会的一大祸害, 车辆的制动安全性、驱动安全性与行驶安全性是道路交通安全事故的三大主要根源。全世界每年由于交通事故死亡约50 万人, 排在人类死亡原因的第10位; 中国当前每年因交通事故死亡占全

国总死亡人数的 1.5%, 约每年10 万人。为此, 科技人员从汽车的主动安全性和被动安全性两个方面着手, 设计了防滑控制系统、车辆姿态控制系统、智能防撞预警与应急保护系统、碰撞后的保护系统等一系列电子控制装置。 HC 和NOx 混合在一起, 在强烈的阳光照射下, 会发生一系列光化学反应, 产生臭氧和各种化合物。臭氧( O3) 具有很强的氧化性和毒性。1963 年美国洛杉矶地区发生了光化学烟雾事件, 促使各国对大气污染的重视研究。据统计, 城市大气污染物一氧化碳( CO) 、碳氢化合物( HC) 和氮氧化物( NOx) 的主要污染源是汽车排气。因此, 世界各国都相继制订了日益严格的汽车排放物限制法规。另外, 随着汽车保有量的增加, 汽车噪声也是环境保护的重点治理对象。于是, 现代轿车普遍装有喷油与点火控制、废气再循环及三元催化等发动机尾气控制装置。人们还在降低机械噪声、隔振、隔音等方面进行了大量的实验与改进工作。 进入二十世纪70 年代, 全球的石油危机, 使汽车节能问题受到世界各国高度重视, 汽车耗油量被相应的法规限制, 并成为汽车报废的一个主要标志。到二十世纪末, 美国政府提出了耗油为3L/100km 的” 3 升车”计划。传统的化油器等发动机部件虽然有了很大的改进, 依然满足不了排放和油耗两大法规的要求。可见, 传统技术已无能为力, 只有采用汽油喷射及电子点火等易于应用的电子控制新技术, 才能有所突破。 二、电子信息技术的发展推进了汽车技术向集成与智能迈进汽车技术特别是汽车电子控制技术在世界较发达国家发展迅猛, 其先决条件是电子技术和计算机技术的迅猛发展。二十世纪物理学的革命, 促使半导体技术的迅速发展, 特别是集成电路( IC) 和大规模集成电路( LSI) 及超大规模集成电路( VLSI) 的发展, 使电子元件过渡到了功能块和微型计算机, 不但功能极强, 而且价格便宜, 可靠性好, 结构紧凑, 响应敏捷, 迅速推动了汽车电控技术的发展。

项目1 汽车电子控制系统概述

项目1 汽车电子控制系统概述 教学目标： 1、汽车电子技术的发展背景。 2、汽车电子控制系统的一般组成。 3、汽车电子控制技术基础知识。 教学内容： 一、汽车电子技术的发展背景 1、安全、环保和节能推动了汽车技术的发展 2、电子信息技术的发展推进了汽车技术向集成与智能迈进 3、汽车电子技术应用的优越性 由于电子技术、计算机技术和信息技术等新技术的发展和应用，汽车电子控制在控制的精度、范围、适应性和智能化等多方面有了较大发展，实现了汽车的全面优化运行。因此，在降低排放污染、减少燃油消耗、提高安全性和舒适性等方面，电子控制汽车有着明显的优势。 （1）减少汽车修复时间 汽车电气设备的故障约占汽车总故障的1/3。由于汽车构造比较复杂，零部件比较多，工作环境不可控制（如道路条件，环境的温、湿度），加上人为的因素，所以汽车的可靠性差，无故障间隔时间短；随着电气设备在汽车零部件中比例的增加，电气设备的故障率还会提高。由于电子控制汽车均装有自诊断系统，提高了故障诊断的速度和准确性，从而缩短了汽车的修复时间，带来很好的社会效益和经济效益。 （2）节油 汽车发动机采用电子综合优化控制，与传统的化油器式发动机相比，可以节约燃油消耗10%~15％左右。汽车是一个较复杂的多参数控制的机械，而且行驶条件随机变化。对其采用优化控制后，计算机可以对控制对象的有关参数（如温度、气体压力、转速、排气成分）进行适当采样，然后进行数据处理，最终控制汽车的执行机构，这样便可使汽车在最佳工况下工作，以达到节油目的。发动机各部件的优化控制主要有：电子控制点火装置、电子控制汽油喷射和混合气浓度控制装置等，此外还有发动机闭缸控制节油装置、怠速控制、废气再循环控制和爆震控制等优化控制。 （3）减少空气污染

第一章自动控制系统概述

第一章自动控制系统概述 第一节：引言 在工业、农业、交通运输和国防各个方面，凡要求较高的场合，都离不开自动控制。所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置，对生产过程、工艺参数、目标要求等进行自动的调节与控制，使之按照预定的方案达到要求的指标。本书将以经典线控制理论中常用的时域分析法和频域分析法为主线，分析常见的自动控制系统的工作原理、自动调节过程，叙述系统数学模型的建立，分析系统的性能。 第二节：开环控制和闭环控制 若通过某种装置将能反映输出量的信号引回来去影响控制信号，这种作用称为“反馈”作用。 设有反馈环节的控制系统，称为闭环控制系统；不设反馈环节的控制系统，则称为开环控制系统。 由于开环系统无反馈环节，一般结构简单，系统稳定性好，成本低。开环控制的优点 当控制过程受到各种扰动因素影响时，将会直接影响输出量，而系统不能进行自动补尝。缺点 因此，在输出量和输入量之间的关系固定，且内部参数或外部负载等扰动因素不大，或这些扰动因素产生的误差可以预计确定并能进行补尝，则应尽量采用开环控制系统。当无法预计的扰动因素使输出量产生偏差超过允许的限度时，则应考虑采用闭环控制系统。 第三节：自动控制系统的组成 一般控制系统包括：给定元件、检测元件、比较环节、放大元件、执行元件、控制对象、反馈环节（含检测、分压、滤波等单元） 第四节：自动控制系统的分类 1、按输入量变化的规律分类： 恒值控制系统——系统的输入量是恒量，并且要求系统的输出量相应地保持恒定。 随动系统——输入量是变化着，并且要求系统的输出量能跟随输入量的变化而作 出相应的变化。 过程控制系统 2、按系统传输信号对时间的关系分类： 连续控制系统——各元件的输入量与输出量都是连续量或模拟量。通常用微分方 程来描述。 离散控制系统——系统中有的信号是脉冲序列或采样数据量或数字量。通常用差 分方程来描述。 3、按系统的输出量和输入量间的关系分类： 线性系统——系统全部由线性元件组成，它的输出量与输入量间的关系用线性微 分方程来描述。重要特性：可应用叠加原理。 非线性系统——系统中存在非线性元件，要用非线性微分方程来描述。 4、按系统中的参数对时间的变化情况分类： 定常系统——系统的全部参数不随时间变化，它用定常微分方程来描述。 时变系统——系统中有的参数是时间T的函数，它随时间变化而改变。

汽车电子控制系统概述

第1章汽车电子控制系统概述 第一节汽车电子技术的发展背景 汽车既可作为生产运输的生产用品，又可作为代步、休闲、旅游等消费用品，汽车技术的发展是人类文明史的见证。随着社会、经济的发展，汽车成为人类密不可分的伙伴。当然，汽车的发展也带来了一些负面的影响，如随着汽车保有量的增加，交通条件、安全、环境污染也成了日益严重的问题。汽车的安全、环保和节能是当今汽车技术发展的主要方向。 一、安全、环保和节能推动了汽车技术的发展 汽车的安全性是人类社会的一大祸害，车辆的制动安全性、驱动安全性与行驶安全性是道路交通安全事故的三大主要根源。全世界每年由于交通事故死亡约50万人，排在人类死亡原因的第10位；我国目前每年因交通事故死亡占全国总死亡人数的1.5%，约每年10万人。为此，科技人员从汽车的主动安全性和被动安全性两个方面着手，设计了防滑控制系统、车辆姿态控制系统、智能防撞预警与应急保护系统、碰撞后的保护系统等一系列电子控制装置。 HC和NOx 混合在一起，在强烈的阳光照射下，会发生一系列光化学反应，产生臭氧和各种化合物。臭氧（O3）具有很强的氧化性和毒性。1963年美国洛杉矶地区发生了光化学烟雾事件，促使各国对大气污染的重视研究。据统计，城市大气污染物一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）的主要污染源是汽车排气。因此，世界各国都相继制订了日益严格的汽车排放物限制法规。此外，随着汽车保有量的增加，汽车噪声也是环境保护的重点治理对象。于是，现代轿车普遍装有喷油与点火控制、废气再循环及三元催化等发动机尾气控制装置。人们还在降低机械噪声、隔振、隔音等方面进行了大量的实验与改进工作。 进入二十世纪70年代，全球的石油危机，使汽车节能问题受到世界各国高度重视，汽车耗油量被相应的法规限制，并成为汽车报废的一个主要标志。到二十世纪末，美国政府提出了耗油为3L/100km的“3升车”计划。传统的化油器等发动机部件虽然有了很大的改进，仍然满足不了排放和油耗两大法规的要求。可见，传统技术已无能为力，只有采用汽油喷射及电子点火等易于应用的电子控制新技术，才能有所突破。 二、电子信息技术的发展推进了汽车技术向集成与智能迈进 汽车技术特别是汽车电子控制技术在世界较发达国家发展迅猛，其先决条件是电子技术和计算机技术的迅猛发展。二十世纪物理学的革命，促使半导体技术的迅速发展，尤其是集成电路（IC）和大规模集成电路（LSI）及超大规模集成电路（VLSI）的发展，使电子元件过渡到了功能块和微型计算机，不仅功能极强，而且价格便宜，可靠性好，结构紧凑，响应敏捷，迅速推动了汽车电控技术的发展。 由于电子信息技术的发展，以及近年来嵌入式系统、局域网CAN（Controller Area Network）和数据总线DB（Data Bus）技术的成熟，汽车电子控制系统的集成成为汽车技术发展的必然趋势。原先单一项目控制的燃油喷射控制、点火控制、排放控制、自动变速控制等，发展成为多功能的集成控制系统。如：发动机的电子控制技术是从控制点火时刻开始的，上世纪九十年代初发展到汽油喷射、点火控制、排放控制等多项内容复合的发动机集中控制系统；上世纪末又将发动机控制、驱动防滑控制系统等复合,成为动力控制系统或牵引控制系统（TCS, Traction Control System）。又如：戴姆勒—克莱斯勒公司(Daimler—Chrysler)

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第四章汽车电子控制系统概述 第一节汽车电子技术的发展背景 汽车既可作为生产运输的生产用品，又可作为代步、休闲、旅游等消费用品，汽车技术的发展是人类文明史的见证.随着社会、经济的发展,汽车成为人类密不可分的伙伴.当然，汽车的发展也带来了一些负面的影响，如随着汽车保有量的增加，交通条件、安全、环境污染也成了日益严重的问题。汽车的安全、环保和节能是当今汽车技术发展的主要方向。 一、安全、环保和节能推动了汽车技术的发展 汽车的安全性是人类社会的一大祸害，车辆的制动安全性、驱动安全性与行驶安全性是道路交通安全事故的三大主要根源。全世界每年由于交通事故死亡约50万人,排在人类死亡原因的第10位；我国目前每年因交通事故死亡占全国总死亡人数的1。5％，约每年10万人.为此,科技人员从汽车的主动安全性和被动安全性两个方面着手，设计了防滑控制系统、车辆姿态控制系统、智能防撞预警与应急保护系统、碰撞后的保护系统等一系列电子控制装置。 HC和NOx混合在一起，在强烈的阳光照射下，会发生一系列光化学反应，产生臭氧和各种化合物.臭氧（O3）具有很强的氧化性和毒性。1963年美国洛杉矶地区发生了光化学烟雾事件，促使各国对大气污染的重视研究。据统计，城市大气污染物一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx)的主要污染源是汽车排气。因此，世界各国都相继制订了日益严格的汽车排放物限制法规。

此外，随着汽车保有量的增加，汽车噪声也是环境保护的重点治理对象。于是，现代轿车普遍装有喷油与点火控制、废气再循环及三元催化等发动机尾气控制装置。人们还在降低机械噪声、隔振、隔音等方面进行了大量的实验与改进工作。 进入二十世纪70年代，全球的石油危机，使汽车节能问题受到世界各国高度重视,汽车耗油量被相应的法规限制，并成为汽车报废的一个主要标志。到二十世纪末，美国政府提出了耗油为3L/100km的“3升车”计划。传统的化油器等发动机部件虽然有了很大的改进，仍然满足不了排放和油耗两大法规的要求。可见，传统技术已无能为力，只有采用汽油喷射及电子点火等易于应用的电子控制新技术,才能有所突破。 二、电子信息技术的发展推进了汽车技术向集成与智能迈进 汽车技术特别是汽车电子控制技术在世界较发达国家发展迅猛，其先决条件是电子技术和计算机技术的迅猛发展。二十世纪物理学的革命,促使半导体技术的迅速发展，尤其是集成电路（IC)和大规模集成电路(LSI)及超大规模集成电路（VLSI)的发展，使电子元件过渡到了功能块和微型计算机，不仅功能极强，而且价格便宜，可靠性好，结构紧凑,响应敏捷，迅速推动了汽车电控技术的发展。 由于电子信息技术的发展，以及近年来嵌入式系统、局域网CAN （ControllerAreaNetwork）和数据总线DB（DataBus）技术的成熟，汽车电子