（2）热工保护 • 当机组在启停和运行过程中，若出现异常 情况或危险工况，发生可能危及设备和人 身安全的故障时，能根据故障的情况和性 质自动采取措施，对个别或一系列设备进 行操作处理，以消除异常，防止事故扩大。
6、开关量控制的特点
（1）为了完成某一特定任务，常常需要进行 多个被控对象的多步动作的控制。 （2）动作有比较固定的规律，而且不随意改 变。 （3）动作有时不仅根据条件进行，还要根据 前一个动作的持续时间去进行。 （4）动作通常是有始有终或周期性的。 （5）有专用的控制装置来完成控制任务。
• 模拟量控制系统 MCS (Modulation Control System)，过去也称为协调控制系统（CCS） • 功能：使单元机组中锅炉和汽轮机协调地运 行，以保证既能快速响应负荷的需求，又能 使机组的参数在允许范围内波动。例如保证 主蒸汽压力、主蒸汽温度、炉膛负压、汽包 水位等运行参数在允许范围内。
• 顺序控制系统 SCS (Sequence Control System) • 功能：按一定的次序、条件和时间要求对 主、辅机的附属设备以及局部工艺流程中 的设备自动进行一系列开关量操作。
• 锅炉炉膛安全监视系统 FSSS (Furnace Safeguard Supervisory System)，也称燃 烧器管理系统(BMS)。 • 功能：它在锅炉运行的各阶段（点火启动、 正常运行和停炉），实时监视锅炉燃烧状 态和设备运行状态等大量信息，不断按照 安全规定的顺序对它们进行逻辑判断并提 供一套安全联锁及顺序控制措施，防止炉 膛爆炸等事故的发生。
1.2 开关量自动控制系统
• 控制系统：控制装置+被控对象 • 控制装置：检测装置+逻辑控制器+执行器
控制装置示意图
开关量变送器 开关量 信号 逻辑控制 装置 开关量 信号 执行机构
压力开关、流量开关、 液位开关、料位开关、 温度开关、气敏开关、 光敏开关、定时开关。
阀门（挡板）：开闭 电动机： 启停 电磁阀：自动保护，状态指 示。
小结
开关量 控制
• 2、锅炉炉膛安全监视系统 FSSS 保护 • 3、汽轮机紧急跳闸保护系 系统 统 ETS（与旁路相关1、顺序控制系统 SCS 系统
检测变换、处理、运算和控制信息的传 递都是以开关量形式进行的。
5、开关量控制技术的主要功能
（1）顺序控制 • 用于生产过程中主、辅机的自动启停操作 以及局部工艺系统的运行操作。 • 它将关系密切的若干控制对象集中起来， 根据一定的生产规律，按照预先拟定的顺 序、时间或者条件，有计划有步骤地使生 产工艺中的各有关设备自动地依次进行一 系列操作。 • 顺序控制是开关量控制领域内最主要的一 种控制方式。
• 汽轮机控制系统 TCS (Turbine Control System)，也称汽轮机数字电液调节系统 DEH • 功能：它对汽轮机在各种运行工况下的参 数进行监视和控制，保证汽轮机组在启动， 并网、带负荷及跳闸等过程时的转速和负 荷既满足用户要求，又保证机组的安全。
• 汽轮机安全监视仪表 TSI (Turbine Supervisory Instrument) • 功能：是一种可靠的连续监视汽轮机转子 和气缸机械量工作参数的多路监控系统， 用于连续显示汽轮机组的启停和运行状态， 并为记录仪表和其它系统提供信号。 • 汽轮机紧急跳闸保护系统 ETS (Emergency Trip System) • 功能：在汽轮机保护项目中的参数有任一 越限时，关闭汽轮机的所有进汽阀门，使 汽轮机紧急跳闸。
模拟量控制
控制规律：PID、最少拍、模糊控制…
开关量控制
控制规律：与、或、非、异或…
3、大型火电机组热工自动化技术
• • • • 监测 控制 顺控 保护 Monitor 模拟量、开关量采集、报警 模拟量控制系统 Control Sequence 开关量控制系统 Protection
汽包
高加 低加 凝结水泵
1、开关量定义
开关量
在时间上连续，在幅 值上是二值化的量。
•两个对立的、稳定的物 理状态，是两状态变量。
2、开关量控制
开关量控制 系统 在控制过程中，对信 息的检测、处理、运 算和输出都是开关量 的形式。
传统：继电器 现在：PLC
硬接线
理解
自动控制 模拟量控制 开关量控制
控制目的：为了达到某种目标， 在被控对象上施以必要的操作。
继电器，晶体管，集成电路 和可编程逻辑器件
提高开关量自动控制系统的性能，要注意整体上的考虑， 除控制装置软硬件先进，控制对象的控制特性和运行状态都有 直接影响。
• 设计开关量控制系统时，要考虑以下三方 面：
–（1）主设备的可控性（多个关系密切的被控 对象）； –（2）外部设备所具备的功能（如检测、执行 部件的品种规格、标准化、系列化、通用化）； –（3）控制装置所能达到的设计功能水平，包 括新理论、新技术、新工艺、新材料等的应用。
发电厂开关量控制
教材
• 《火电厂开关量控制技术及应用》 • 李江 等编著 • 中国电力出版社，2000
第一章 绪 论
• 1.1 火电厂开关量控制技术简介
思考：
什么是模拟量？
什么是数字量？
画出这三种量的图像
什么是开关量？
三种信号的图像
幅值 6
5
4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 时间
模拟量 数字量 开关量
循环水泵
4、大型火电机组热工自动化系统
• 计算机监视系统：Computer Monitoring System，CMS，也称数据采集系统 DAS • 功能：对全部关心的运行参数进行高速实 时采样、处理与存储。 具体说：数据采集、标度变换、计算、屏 幕显示、报警、记录、数据管理等功能。 （事故追忆、操作指导）
• 旁路系统 BPS (By-Pass System) • 功能：调节汽轮机蒸汽流量，在机组启停和发生 事故时对机组进行自动调节和保护，并适应机组 的多种启动方式和异常工况下的要求。
• 报警系统 ANN (Announciator System) • 功能：在监视的参数异常时，通过音响和 灯光显示等手段将信息反馈给运行人员， 提醒采取措施消除故障。