协调控制系统及特点.ppt

编编 写写 人：李柏满人：李柏满培培 训训 人：李柏满人：李柏满班班 组：热控炉控班组：热控炉控班课件名称课件名称:PIDPID调节器及协调控制系统介绍调节器及协调控制系统介绍四、几个典型问题的分析四、几个典型问题的分析培训内容培训内容一、一、PID调节器简介及动态仿真调节器简介及动态仿真二、单元机组负荷控制系统综述及控制对象动态特性二、单元机组负荷控制系统综述及控制对象动态特性三、协调原理介绍三、协调原理介绍PID控制器（比例-积分-微分控制器），由比例单元 P、积分单元 I 和微分单元 D 组成。通过Kp，Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。PID 控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同，PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，这样可以使系统更加准确，更加稳定。可以通过数学的方法证明，在其他控制方法导致系统有稳定误差或过程反复的情况下，一个PID反馈回路却可以保持系统的稳定。一、一、PID调节器简介及动态仿真调节器简介及动态仿真1、PID调节器介绍调节器介绍2、西门子、西门子TXP系统系统PID调节器原理方框图调节器原理方框图 西门子西门子TXP系统系统PID调调节器的数学描述：节器的数学描述：3、PID调节器动态仿真调节器动态仿真乘法调节器仿真示意图乘法调节器仿真效果图加法调节器仿真示意图乘法调节器仿真效果图3、PID调节器简单应用仿真调节器简单应用仿真（1）、调节对象特性）、调节对象特性（2）、）、PID仿真框图仿真框图（3）、）、PID仿真效果仿真效果调节器参数合适调节器参数不合适对于温度系统：P（%）20-60，I（分）3-10，D（分）0.5-3 对于流量系统：P（%）40-100，I（分）0.1-1 对于压力系统：P（%）30-70，I（分）0.4-3 对于液位系统：P（%）20-80，I（分）1-5 参数整定找最佳，从小到大顺序查 先是比例后积分，最后再把微分加 曲线振荡很频繁，比例度盘要放大 曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳 曲线偏离回复慢，积分时间往下降 曲线波动周期长，积分时间再加长 曲线振荡频率快，先把微分降下来 动差大来波动慢，微分时间应加长 理想曲线两个波，前高后低4比1 一看二调多分析，调节质量不会低（4）、）、PID调试口诀调试口诀1、单元机组负荷控制系统综述、单元机组负荷控制系统综述二、单元机组负荷控制系统综述及控制对象动态特性二、单元机组负荷控制系统综述及控制对象动态特性单元机组负荷控制对象结构示意图燃烧率B锅炉PTDNE汽轮机发电机去电网T 2、协调画面介绍、协调画面介绍3、锅炉燃烧率阶跃扰动下的动、锅炉燃烧率阶跃扰动下的动态特性态特性 锅炉燃烧率B阶跃扰动时，如果保持汽轮机调门开度T不变或保持汽轮机的进汽量不变，所得到的主蒸汽压力和输出电功率的响应曲线完全不同，如左图所示：4、以锅炉跟随为基础的协、以锅炉跟随为基础的协调控制方式调控制方式特点：这种控制方式是以降低机组对负荷的响应性能为代价换取汽压控制质量的提高，其结果是同是兼顾适应负荷和稳定汽压两方面的控制品质5、以汽机跟随为基础的协、以汽机跟随为基础的协调控制方式调控制方式特点：这种控制方式是充分利用锅炉的蓄热能力，适应负荷变化的能力提高。但是，这种调节方式是以加大汽压动态偏差作为代价来换取功率响应速度的提高。6、机炉综合型协调控制方、机炉综合型协调控制方式式特点：这种控制方式是中，锅炉控制器和汽机控制器同是兼顾调功和调压，可以维持汽压在允许的范围内，是机组能尽快适应外界负荷的要求。名称控制系统任务汽机侧锅炉侧以锅炉跟随为基础的协调控制系统闭环调节功率机组指令前馈；压力偏差超过死区范围时，闭环调功（）压力拉回（）闭环调节汽压机组指令前馈以汽机跟谁为基础的协调控制系统闭环同是调压调功；功率偏差超过规定的，限制继续调功而转入以调压为主的控制方式闭环调节功率机组指令前馈机炉综合协调控制系统闭环同时调功调压机组指令前馈闭环同时调功调压机组指令前馈直接能量平衡协调控制系统闭环调节功率机组指令前馈（或压力拉回）以能量平衡信号作为锅炉的前馈指令，热量信号作为锅炉侧实际能量反馈信号7、经典系统控制系统、经典系统控制系统三、协调子系统原理介绍三、协调子系统原理介绍1、锅炉主控介绍、锅炉主控介绍 锅炉主控的任务：锅炉主控的任务：（1）根据当前负荷要求，生成锅炉能量需求指令，并分配）根据当前负荷要求，生成锅炉能量需求指令，并分配给锅炉的重要辅机。给锅炉的重要辅机。（2）配合汽机主控快速响应电网负荷要求。）配合汽机主控快速响应电网负荷要求。锅炉主控系统相当于负荷指令回路与锅炉燃烧控制系统锅炉主控系统相当于负荷指令回路与锅炉燃烧控制系统的接口。它能够完成单元机组在各种工况下的控制功能，协的接口。它能够完成单元机组在各种工况下的控制功能，协调锅炉出力与负荷指令之间的匹配关系。调锅炉出力与负荷指令之间的匹配关系。2、汽机主控介绍、汽机主控介绍汽机主控的任务：汽机主控的任务：（1）根据当前负荷要求，生成汽轮机能量需求指令。）根据当前负荷要求，生成汽轮机能量需求指令。（2）配合锅炉主控，在快速响应电网负荷要求的前提下，保）配合锅炉主控，在快速响应电网负荷要求的前提下，保证锅炉主要工况的稳定。证锅炉主要工况的稳定。汽机主控系统是机组负荷指令回路与汽轮机数字电液控汽机主控系统是机组负荷指令回路与汽轮机数字电液控制系统制系统(DEH)的接口。它能够完成单元机组在各种工况下的控的接口。它能够完成单元机组在各种工况下的控制功能，协调汽轮机出力与锅炉出力的匹配关系。制功能，协调汽轮机出力与锅炉出力的匹配关系。3、协调控制系统、协调控制系统原理简化方框图原理简化方框图4、机组主汽压力设定值形成回路介绍、机组主汽压力设定值形成回路介绍 单元机组的运行方式按主汽压力给定值不同，有定压运行与滑压运单元机组的运行方式按主汽压力给定值不同，有定压运行与滑压运行之分。定压运行是指机组在不同工况运行时，依靠改变调门开度来控行之分。定压运行是指机组在不同工况运行时，依靠改变调门开度来控制机组的实发功率。该方式的运行工况稳定，但节流损失大。制机组的实发功率。该方式的运行工况稳定，但节流损失大。滑压运行，是指压力给定值是随负荷变化的，整个运行过程中，汽机滑压运行，是指压力给定值是随负荷变化的，整个运行过程中，汽机调门全开，机组功率的变化主要依靠汽机进汽压力来实现。调门全开，机组功率的变化主要依靠汽机进汽压力来实现。滑压运行时，随着汽压的变化，锅炉的蓄热也在变化。当负荷变化时，滑压运行时，随着汽压的变化，锅炉的蓄热也在变化。当负荷变化时，锅炉增加的煤量不仅要满足负荷的增量，还要满足锅炉蓄热的变化。显然，锅炉增加的煤量不仅要满足负荷的增量，还要满足锅炉蓄热的变化。显然，这个过程相对定压运行来说要长得多。为了，满足电网负荷快速响应的要这个过程相对定压运行来说要长得多。为了，满足电网负荷快速响应的要求，不宜采用纯滑压运行。求，不宜采用纯滑压运行。（1）、定、滑压运行特点介绍）、定、滑压运行特点介绍（2）、主汽压力设定值曲线）、主汽压力设定值曲线 在低负荷运行时，为在低负荷运行时，为保证锅炉燃烧的稳定，应保证锅炉燃烧的稳定，应用定压运行。用定压运行。在高负荷运行时，机在高负荷运行时，机组的工况接近设计的经济组的工况接近设计的经济工况，滑压运行的效益不工况，滑压运行的效益不显著。同时，为提高机组显著。同时，为提高机组对负荷的响应能力，应用对负荷的响应能力，应用定压运行。如右图所示：定压运行。如右图所示：四、几个典型问题的分析四、几个典型问题的分析