600MW超临界机组顺序控制系统的分析与研究.docx

引言随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，我国电力工业也正在以前所未有的速度发展，发电厂单机容量和电网容量正在迅速扩大，我国已进入了大电网、大机组、高参数、高度自动化的时代。要实现高度自动化无疑要依赖于各种控制系统对电力设备的自动控制。而顺序控制作为发电厂庞大的控制系统中的一部分，起到了及其重要的作用。顺序控制(也称为程序控制或者火开关量控制)的含义是：在生产过程中，对某工艺系统或某大型主设备及与其有关的辅助设备群启动、停止和运行中的事故处理，按预先制定的序列(时间、判据等)进行相关和有序的自动控制，主要用于开关量的自动控制。在大型火电厂控制系统中，顺序控制主要用于主、辅机的自动启停操作以及全厂辅助系统的运行操作，以保证火电机组的安全、经济运行。实质上，SCS采用的顺序控制策略是机组运行客观规律的要求，也是操作人员长期运行经验的结晶，它相当于把热力系统和辅机运行规程用逻辑顺序控制系统来实现。采用顺序控制后，不仅可以减少运行人员的操作次数，减轻运行人员的劳动强度，同时可以缩小监视面，更重要的是可以防止因对象多变及运行方式多变而引起的误操作事故，有利于机组的安全经济运行。现阶段我国投运的更多的是600MW及其以上容量的大型机组，那么分析探讨600MW机组的顺序控制显得比较有意义。在600MW火电机组中，必须使用安全可靠的顺序控制系统来对这些设备和系统进行自动顺序控制。热工自动顺序控制技术的发展，特别是可编程控制器和分散控制系统的出现和完善，为实现完善的热力系统和辅机控制创造了条件。但是在600MW机组中，仅仅将几个重要的辅机系统做成了功能组，而且是非常简单的功能组，大部分辅机控制系统都是属于简单的远方操作，因此辅机系统的运行操作量和劳动强度还非常大，在这一点上，顺序控制系统的强大功能并没有发挥出来，这也制约了国产机组自动化的水平。因此600MW机组顺序控制系统的设计与完善将是国产大型汽轮发电机组提高热工自动化水平的关键。第一章逻辑控制的基本结构和原理1.1逻辑代数及其应用[1]1.1.1逻辑代数与开关电路的逻辑函数在开关电路中最关键的问题是“开”或“关”。亦即“导通”与“截止”两种状态，从电平的性状说则是“高电平”与“低电平”。如果用二进制的“0”表示“截止”状态、“低电平”或开关电路操作的“关”，那么二进制的“1”，就可以用来表示相反的情形。在开关电路中存在两个以上的开关且有不同联接方式时，这多个开关在操作上对电路的控制作用必然存在着某种逻辑关系。开关电路这种逻辑关系通常采用逻辑代数来描述。如上面所定义的，开关电路中的逻辑函数的变量只允许取两个值“0”或“l”，而且这里的“0”或“l”不是普通数学中所表示的数量概念，而是两种物理状态的数学表示。使用这种方法就可以实现下面的三种逻辑运算的描述。1.1.2逻辑代数中的三种关系1．“或”逻辑电路“或”逻辑电路是由常开触点的并联组成的。图1–1为“或”逻辑电路图。用逻辑表达式来表示为：（1–1）符号“+”表示逻辑“或”，也称为逻辑加。若用数学公式来表示的话，则如下式：图1–1“或”逻辑电路即是说，逻辑“或”关系中“只要变量中有1，则函数为1；若变量全为0，则函数为0”。而在“或”逻辑电路中则可叙述为“只要A或B常开触点任意一个闭合，继电器Y因线圈通电而吸合；A和B常开触点都不闭合，继电器才不吸合”。2．“与”逻辑电路“与”逻辑电路是常开触点的串联而组成的，如图1–2所示。用逻辑表达式来表示为：（1–2）图1–2“与”逻辑电路符号“”表示逻辑“与”，也称为逻辑乘。若用公式来表示的话，则如下式：即是说，逻辑“与”关系中“只要变量中有“0”，则函数为“0”；者变量全为1，则函数为“1”而在“与”逻辑电路中则可叙述为“只有当A或B常开触点都闭合，线圈才会通电而使继电器Y吸合；A和B常开触点只要有一个不闭合，继电器都不吸合”。3．“非”逻辑电路“非”的逻辑控制电路是由常闭触点构成的。如图1–3所示，其逻辑表达式为：（1–3）图1–3“非”逻辑电路字母上面“”表示“逻辑非”，又称为“逻辑反”，若用数学公式来表示的话，则如下式：若A＝1则Y=0若A=0则Y＝1即是说，逻辑“非”关系中“只要变量为0，则函数为1；若变量为1，则函数为0”。而在“非”逻辑电路中则可叙述为“只有当A继电器不闭合，其常闭触点闭合，线圈才会通电而使继电器Y吸合；而当A继电器闭合、其A常闭触点不闭合，继电器Y将不闭合”。1.1.3逻辑代数的基本定理与公式[2]现在把逻辑代数的基本定理与公式介绍如下：基本定律：（1–4）（1–5）（1–6）（1–7）（1–8）（1–9）（1–10）（1–11）（1–12）结合律：（1–13）（1–14）交换律：（1–15）（1–16）分配律：（1–17）（1–18）反演定律：（1–19）（