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1、第四章 数字系统,Digital system,数字系统,自动控制系统设定值处理和控制运算高压主汽门的数字系统高压调节汽门的数字系统中压调节汽门的数字系统,第一节 自动控制系统Auto control system,DEH调节系统,TV控制系统GV控制系统IV控制系统,各系统按一定逻辑协调工作,一、转速调节Speed control,BYPASS OFF(冷态高压主汽门启动),阀门TVGVIV,冲转前全关全关全关,02900（TC）控制全开全开,2900（GC）控制全开全开控制全开,29003000全开控制全开,BYPASS ON（热态中压缸启动）,阀门 冲转前 02600 2600 2600
2、2900 2900 29003000（阀切换）（阀切换）TV 全关 全关 全关控制 控制 控制全开 全开 GV 全关 全开 全开 全开 全开控制 控制 IV 全关 控制 控制不变 不变 不变 不变,030%30%全开 全开控制 控制控制 全开,二、负荷调节Load control,内环 IMP调节级压力中环 MW功率外环 WS转速,负荷调节,三个串级回路构成，控制GV,三、其他调节Others control,可完成AS、CCS、RUNBACK、ATC等,第二节 设定值处理和控制运算Treating reference and control calculation,设定值处理控制运算阀门管理
3、,一、设定值处理Treating reference,转速调节设定值为转速负荷调节设定值为负荷,不同工作方式设定值处理不同，如图4-4,主汽门压力控制（TPC）当主汽压低于某值，GV开度大于全量程的20%，则DEH系统按规定的速率降低负荷设定值，关小GV，直至主汽压上升到给定值或GV关小至全量程的20%。优选，按其要求设置给定值。,外部设定值返回（EXTERNAL REFERENCE RUNBACK）包括发电机开关跳闸，DEH系统根据预定的速率或外部选定的速率降低设定值，直至负荷达到规定值。,手操控制（MANUAL）自动控制功能被切除，数字系统的控制输出跟踪手操系统。当控制系统从手操切换到自动
4、时，无扰动。,自动控制（AUTO）机组负荷由运行人员给定，在控制盘上设置要求的负荷值和负荷的变化率，然后输入GO的键命令，DEH系统根据此要求改变负荷设定值，直到达到运行人员的要求。,自启动控制（ATC）自启停程序给定设定值和速率。,厂级计算机或数据链控制（PLANT COMPUTER）计算机根据控制源送来的负荷要求值和变化率，调整控制系统的设定值。自动同步控制（AS）在n=（+10-50）n0时，投入自动同步器控制方式，DEH系统接受转速要求信号，调整控制系统的速度设定值，使机组与电网频率自动同步并网。,中心调度自动控制（AUTO DISPATCH SYSTEM）机组负荷由中心调度调配，DE
5、H系统接受调度所送来的负荷要求值和负荷速度变化率，调整负荷控制系统的设定值。,二、控制运算control calculation,给定值,处理,设定值,控制运算回路,控制运算回路对给定值和反馈值的偏差进行运算，运算结果向伺服系统输出阀门位移请求信号，如图4-5。,1、DEH系统处于负荷控制,电网频率升高，表明电网负荷降低，应减少机组负荷。电网频率降低，表明电网负荷升高，应增加机组负荷。,TV全开，控制系统输出到伺服回路的信号为GV开度信号。先对设定值进行频率误差修正。,按频率误差修正的设定值与负荷反馈比较，经过限值、阀门管理，控制GV的开度。,2、DEH系统处于转速控制,首先判断是否中压缸动高
6、压缸启动：转速小于2900时，TV控制；转速大于2900时GV控制。中压缸启动：转速大于2600时，IV控制。,若处于GV控制，还要判断是否顺序阀控制，经阀门管理程序运算后，再输出至模拟系统的伺服回路。,三、阀门管理Valve management,每个GV配一个独立的伺服控制回路，阀门开启由专用程序管理，使阀门按预先设定的顺序进行开启单阀控制：节流调节，高压缸第一级汽室温度分配均匀，变工况时转子和静子之间温差小。适用于冷态启动或调峰机组。多阀控制：喷嘴调节，适合于带基本负荷机组。,高压主汽门控制的工作方式高压主汽门控制系统,第三节 高压主汽门数字系统,Digital system of hi
7、gh pressure throttle valve,一、高压主汽门控制的工作方式Working fashion of the high pressure throttle valve control,如图4-8自动方式（AUTO）手操方式（AUTO或MANUAL）,1、自动工作方式,此方式由计算机实现控制ATC或运行人员（OPERATOR）给出的设定值送入TV控制系统，其输出经数模转换成为TV控制信号（TV CONTROL）送到伺服放大回路。数模转换器的输出还作为跟踪信号（TRACKING）送入模拟系统，实现切换时无扰动。,2、手操工作方式,此方式下数字系统不参与机组控制，运行人员通过模拟系
8、统对机组控制。模拟系统直接将运行人员从操作台上发出的操作命令送至伺服放大器作为TV控制信号。模拟系统的输出信号还送至数字系统的输入端作为跟踪信号（TRACKING），实现切换时无扰动。,送入TV伺服回路的信号除TV CONTROL（TV DEMAND）外，还有：TV CLOSE BIAS：由模拟系统产生，当汽轮机保安系统发生跳闸信号时，无论TV控制信号有多大，此信号保证TV紧紧关闭。TV TEST：由数字系统产生，通过模拟系统的数模转换器送至伺服回路，当要测试TV时，用来关闭所选的TV。以上两个信号正常时为零。,二、高压主汽阀控制系统Working fashion of high pressu
9、re governor valve control,高压主汽门数字系统的组成速度设定值逻辑分析高压主汽门控制回路分析,1、高压主汽阀数字系统的组成,如图4-9，TV 控制回路接受：速度设定值产生“逻辑”信号汽轮机转速信号（SELECTED SPEED）对手操输出的跟踪信号（TRACKING）TV开偏置信号（TV OPEN BIAS）,速度设定值产生逻辑接受：通过ATC接口接受ATC程序给出的速度设定值及其变化率。通过控制盘接口接受的操作人员再操作盘上设定的速度设定值及其变化率。,对手操输出的跟踪信号（TRACKING）当DEH系统处于手操工作方式时，模拟系统输出的手操控制信号通过模拟量输入装置
10、送入数字系统，然后由“跟踪”模块得到“TV控制回路”跟踪输入信号。此信号保证数字系统输出等于模拟系统的输出。,汽轮机转速信号（SELECTED SPEED）DEH系统装有三个控制用速度通道，两个为数字量信号，直接送入数字系统中的“速度选择”功能块，另一个由汽轮机监视仪表测量的模拟量信号，通过数字系统的模拟量输入装置进入“速度选择”功能块。“速度选择”功能块是一个软件程序，用来判断速度信号的正确性，并从三个速度信号中选择一个作为TV控制回路的速度反馈信号。,TV开偏置信号（TV OPEN BIAS）当n=90%n0时DEH系统将从TV控制切换到GV控制，此时应将TV完全开启。当切换结束（TRCO
11、M=1），这一偏置信号就送入TV控制回路，将TV打开。TV控制的数字系统引入几个输入信号，哪个用于TV控制回路，要取决于它的工作状态。,当系统处于自动工作方式（AUTO=1）且由TV控制（GC=1），它将取速度设定值信号，该设定值可以由ATC产生。也可以由操作人员再操作盘上设定，TV控制回路将它和汽轮机速度反馈信号相比较，产生TV控制信号，以实现速度控制。当系统处于手操工作方式（AUTO=1）时，它将跟踪模拟信号输出。若完成了GV的切换（TRCOM=1），则它将接受TV开偏置信号，全开TV。,2、速度设定值逻辑分析,产生速度设定值的“逻辑”是一个软件程序，如图4-10，它表示了TV控制程序中速
12、度设定值的形成过程。设定值来自于运行人员请求或ATC程序。两个信号由各自状态逻辑开关（AUTO=1或ATC=1）选通，送入比较器。比较器将设定值与当前的设定值比较（相减），送入计数器（积分器）。,积分器输出端的设定值变化规律为一条指数曲线，其跟踪快慢取决于积分速度，该速度或由操作人员再操作台上选择，或者由ATC程序选定。比较器和计数器之间有一些逻辑开关。当设定值来自ATC，比较器输出的RAISE或LOWER直接送入计数器。当设定值来自操作命令，信号不能直接送入计数器。,输入“新目标值”同时，有一个保持信号（HOLD）被自动置位（HOLD=0），且该键灯亮，表示控制器已接受运行人员输入的目标请求
13、，所以必须按下进行“GO”键，使进行信号置位（GO=1），保持信号复位（HOLD=1），计数器才能接受信号开始计数。,3、高压主汽门控制回路分析,TV控制回路为TV控制系统的核心部分，是一个控制程序，如图4-12。TV控制回路是一个速度回路（启动回路），是从汽轮机脱离盘车开始控制升速过程，直到转速达到2900转/分后系统切换至GV控制。启动时要求的升速曲线由ATC程序给出或运行人员在操作盘上随时设置。,由速度设定值产生“逻辑”得到的速度设定值信号送入TV控制回路，被选的速度信号作为控制反馈信号，控制回路根据两个信号相减产生的速度误差值进行比例积分控制作用的计算。比例积分运算得到的控制输出，受到逻辑开关AUTO和TRCOM的连锁。当AUTO=0，TRCOM=1（TV-GV未切换）控制输出通过D/A转换器送至伺服回路。,当TRCOM=0控制输出被禁止，此时，TV开偏置信号通过D/A转换器送至伺服回路，使TV全部打开。当TV处于手操时，跟踪信号通过逻辑开关AUTO=1，TRCOM=1送至D/A转换器，使TV的控制输出始终跟踪模拟系统手操的输出。,
