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摘 要 DCS是4C技術(shù)產(chǎn)物，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)又是DCS的重要組成部分。某電廠機組在采用機跟爐為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方式，實現(xiàn)了機組自動發(fā)電控制。在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投入的實踐中，通過修改控制策略解決了負荷控制響應(yīng)和壓力控制的波動問題?，F(xiàn)場運行表明，所做的控制系統(tǒng)完善工作是有效的，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)效果比較理想。
關(guān)鍵詞 DCS；協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)；機跟爐


1 引言
       分散控制系統(tǒng)DCS( distributed control system的簡稱)是以微處理器及微型計算機為基礎(chǔ)，融會計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、CRT屏幕顯示技術(shù)和自動控制技術(shù)為一體的計算機控制系統(tǒng)。它對生產(chǎn)過程進行集中操作管理和分散控制。也常被稱為集散控制系統(tǒng)(TDCS)。經(jīng)過多年的發(fā)展。 DCS控制技術(shù)越來越成熟，應(yīng)用也越來越廣泛。已逐漸成為過程控制領(lǐng)域的主角。隨著現(xiàn)代電網(wǎng)對單元機組調(diào)峰能力的要求提高，自動發(fā)電控制(Automatic Generator Control，簡稱AGC)和自動負荷分配系統(tǒng)(Automatic Dispatch System，簡稱ADS)應(yīng)運而生，而火力發(fā)電廠也迫切需要實現(xiàn)單元機組以汽機跟隨為基礎(chǔ)的負荷控制或以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的負荷控制，某電廠引進的INFI - 90控制系統(tǒng)就包括具有國際先進水平的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(Coordinated Control System，簡稱CCS) ,它能實現(xiàn)高質(zhì)量的機組協(xié)調(diào)控制。在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投入的實踐中，通過修改控制策略解決了負荷控制響應(yīng)和壓力控制的波動問題?，F(xiàn)場運行表明，所做的控制系統(tǒng)完善工作是有效的，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)效果比較理想。
2 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)控制方式
        協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是將各個自動控制子系統(tǒng)按照一定的方式結(jié)合起來共同適應(yīng)機組負荷變化，保證機組穩(wěn)定運行和快速響應(yīng)負荷。由于動態(tài)特性的差異，CCS控制系統(tǒng)必須為改善鍋爐調(diào)節(jié)速度進行必要的機爐間任務(wù)協(xié)調(diào)。為維持負荷調(diào)整過程中的物質(zhì)、能量平衡，機組的燃燒、給水自動控制系統(tǒng)必須有良好的調(diào)節(jié)和抗干擾性能，同時CCS控制系統(tǒng)必須具備一定的故障處理能力，協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)見圖1所示。
        為適應(yīng)機組的運行工況，保證機組的安全運行，從控制策略上設(shè)置了5種運行方式:①機爐開環(huán)控制,②機跟爐控制,③爐跟機控制,④以汽機跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制,⑤以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制。其中，4是機組運行的最高形式，是實現(xiàn)機組ACC的基礎(chǔ)。5也是機組運行的高級方式，但因該廠機組為直吹式制粉系統(tǒng)的直流爐單元機組，鍋爐調(diào)壓方式在實際運行時很難穩(wěn)定機組工況，經(jīng)試驗不適應(yīng)，因此不推薦應(yīng)用。CCS切換邏輯見圖2所示。

圖1 主控系統(tǒng)

圖2 CCS切換邏輯

3 功能作用
        圖3所示為機爐協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)，圖中，1為頻率，2為中調(diào)功率指令，3為操作員指令，4為功率趨勢，5為壓力給定，6為壓力趨向，7為速度級壓力，8為實際壓力，9為實發(fā)功率。其主要作用是協(xié)調(diào)機爐動作，滿足負荷要求，主要包括:①負荷指令處理回路;②機爐主控器，其功能在鍋爐和汽機2側(cè)分散實現(xiàn)。爐側(cè)主控器處理CCS工作方式的切換輔機RB信號、負荷閉鎖和鍋爐在各種方式下燃料指令的形成，機側(cè)主控器處理功率設(shè)定值、壓力設(shè)定值及相應(yīng)工作方式下汽機調(diào)門開度指令的形成。兩者間信號通過硬接線的環(huán)路通訊完成。機、爐主控器是協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)的核心，其任務(wù)是完成控制方式的轉(zhuǎn)換和實現(xiàn)負荷、壓力調(diào)節(jié)。圖3為協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)原理圖。

圖3 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)原理圖

4 某電廠實際運用
        某電廠機組在采用機跟爐為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方式，實現(xiàn)了機組自動發(fā)電控制。機組在CTF方式運行時，鍋爐主控和汽機主控(DEH)系統(tǒng)為自動調(diào)功方式(見圖4)鍋爐控制器和汽機控制器通過非線性函數(shù)轉(zhuǎn)換器F2(X) ,F3(x)相聯(lián)系，其作用是:在動態(tài)和穩(wěn)態(tài)過程中，分別將功率偏差信號轉(zhuǎn)換為壓力定值的偏置信號。

圖4 CTF方式的控制原理圖


        從控制理論的觀點講，單元機組的負荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)是1個多變量耦合系統(tǒng)。CTF協(xié)調(diào)方式能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒率對主汽壓力的解耦。在負荷調(diào)整過程中，改變?nèi)紵蕦χ髌麎毫Ξa(chǎn)生的影響，間接地通過功率偏差對應(yīng)的壓力定值偏置值的改變得到了補償CTF方式所具有的解耦能力是單向的，因此，汽機DEH控制器在小功率偏差內(nèi)所進行的小范圍的壓力調(diào)整，只是調(diào)節(jié)功率的1種手段。只有功率偏差較大時，鍋爐控制器調(diào)節(jié)功率的作用才使汽機DEH控制器成為真正的壓力調(diào)節(jié)器，此時壓力調(diào)節(jié)引起的功率變化由鍋爐控制器調(diào)整。
       在負荷調(diào)整的起始階段由于壓力定值偏置信號的引入，使鍋爐蓄熱可以得到充分的利用。在負荷指令改變時，可釋放或儲存一定的蓄熱，加快了機組的負荷響應(yīng)速度。由于功率定值前饋信號對負荷的響應(yīng)不可避免地存在著滯后。壓力定值偏置信號的引入使蓄熱響應(yīng)和燃燒率響應(yīng)之間的銜接平穩(wěn)，對減小負荷調(diào)整過程中的動態(tài)偏差有重要作用?，F(xiàn)場運行表明，所做的控制系統(tǒng)完善工作是有效的，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)效果比較理想。

參考文獻
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