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火电厂控制系统的模块化设计

作　者: 黄素文
导　师: 王文海
学　校: 浙江大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 分布式控制系统火电厂控制算法模块化
分类号: TM621.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 4次
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内容摘要

火力发电厂已发展为大容量、高参数的单元机组,对于这种大型机组要求有高性能的控制系统,而分布式控制系统由于其一系列优点被广泛用于火力发电机组的控制。目前火力发电厂的控制系统组态已变成一个庞大、复杂、时间紧迫的开发过程,由此引起了分布式控制系统组态的一些难题。本文基于分布式控制系统对火电厂常用的控制策略进行了模块化设计。它在一定程度上解决了火电厂控制系统组态中存在的问题,并为火电行业提供了更专业化的解决方案。本文的主要研究内容和创新如下：1)利用图论对火电控制模块化设计的优点进行理论论证,并应用模块化设计方法论,建立火电控制模块化设计的支撑平台。2)结合工程应用要求,对常用的火电控制算法进行系统地研究：与各控制原理不同的是,工程应用会涉及到实际操作和安全需求,比如不同工作方式的无扰切换,这是系统设计过程中的一个重点,亦是难点。3)完成火电模拟量控制算法的建模和火电开关量控制算法的逻辑设计。4)对火电控制算法进行了模块化设计：通过对控制算法的组态和封装实现控制算法的信息屏蔽和模块化。5)在各算法的实现过程中,对部分算法逻辑的实现进行了优化,提高了工作效率；部分逻辑的组态方法可以推广至一般组态工作中。6)搭建了超临界火电机组控制系统验证平台：通过OPC软件接口标准和数据库桥接实现火电机组动态模型与控制系统的数据通讯,利用工控软件的仿真功能验证控制算法。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-9
目录  9-11
1 绪论  11-21
  1.1 我国电力的发展  11
  1.2 火电机组的分布式控制系统  11-17
    1.2.1 分布式控制系统的发展历史  12-14
    1.2.2 分布式控制系统的发展趋势  14-15
    1.2.3 分布式控制系统的构成  15-16
    1.2.4 UWinTech Pro工业控制应用软件平台  16-17
  1.3 国内外火电机组分布式控制系统的研究现状  17-19
  1.4 主要研究内容及论文结构  19-21
2 模块化设计的优点论证和支撑平台  21-27
  2.1 模块化设计的优点论证  21-23
  2.2 模块化设计的支撑平台  23-26
  2.3 本章小结  26-27
3 火电模拟量控制算法的模块化设计  27-61
  3.1 动态前馈控制  27-29
    3.1.1 动态前馈控制算法的建模  27-28
    3.1.2 动态前馈控制算法的模块化设计  28-29
  3.2 前馈串级控制  29-33
    3.2.1 前馈串级控制算法的建模  29-30
    3.2.2 前馈串级控制算法的模块化设计  30-33
  3.3 比值控制  33-45
    3.3.1 单闭环比值控制算法  33-37
    3.3.2 双闭环比值控制算法  37-40
    3.3.3 串级变比值控制算法  40-45
  3.4 分程控制  45-49
    3.4.1 分程控制算法的建模  45-47
    3.4.2 分程控制算法的模块化设计  47-49
  3.5 大迟延控制  49-57
    3.5.1 微分先行控制算法  49-51
    3.5.2 中间反馈控制算法  51-52
    3.5.3 采样控制算法  52-57
  3.6 火电模拟量控制模块的测试和封装  57-60
    3.6.1 火电模拟量控制模块的测试  57-58
    3.6.2 火电模拟量控制模块的封装  58-60
  3.7 本章小结  60-61
4 火电开关量控制算法的模块化设计  61-77
  4.1 步序控制  61-69
    4.1.1 步序控制的逻辑设计  61-63
    4.1.2 步序控制算法的模块化设计  63-69
  4.2 跳闸首出  69-72
    4.2.1 跳闸首出的逻辑设计  69-70
    4.2.2 跳闸首出的模块化设计  70-72
  4.3 手操器  72-74
    4.3.1 手操器的逻辑设计  72-74
    4.3.2 手操器的模块化设计  74
  4.4 火电开关量控制模块的测试和封装  74-75
  4.5 本章小结  75-77
5 火电控制模块的应用仿真  77-93
  5.1 超临界火电机组控制系统验证平台的搭建  77-84
    5.1.1 仿真系统软件vPower  77-79
    5.1.2 基于OPC的vPower与UWinTech Pro的数据通信  79-83
    5.1.3 桥接操作员站和控制站的实时数据库  83-84
  5.2 分程控制模块的应用仿真  84-92
    5.2.1 实时数据库组态  85-86
    5.2.2 控制方案组态  86-88
    5.2.3 PID参数整定  88-89
    5.2.4 高加水位控制  89-92
  5.3 本章小结  92-93
6 总结与展望  93-95
  6.1 成果总结  93-94
  6.2 研究展望  94-95
参考文献  95-101
作者攻读硕士学位期间完成的论文及其他科研成果  101

火电厂控制系统的模块化设计

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