Расчет оптимальной динамической настройки и анализ переходных процессов двухконтурной САР

Замкнутые, разомкнутые и каскадные автоматические системы управления. Назначение основных подсистем АСУ. Технологические защиты и блокировки. Основные составляющие технического и экономического эффекта внедрения АСУ. Переходные процессы двухконтурной САР.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Энергетический факультет

Кафедра Тепловые электрические станции

Курсовая работа

Расчет оптимальной динамической настройки и анализ переходных процессов двухконтурной САР

Исполнитель: студент группы 106413

Болтрукевич Павел Олегович

Руководитель: д.т.н., профессор

Кулаков Геннадий Тихонович

Минск

2007

Часть 1

Введение

Основу современной энергетики составляют крупные тепловые электрические станции (ТЭС). Трудоёмкие процессы, связанные с производством и распределением тепловой и электрической энергии на современных ТЭС, в основном механизированы, и труд человека состоит в том, чтобы управлять машинами и установками (перемещать регулирующие органы, включать и отключать оборудование и т.п.) и наблюдать за их работой непосредственно или по измерительным приборам.

Однако механизация (даже полная) круглосуточно работающего энергетического оборудования не избавит человека от утомительного и однообразного труда по управлению основными и вспомогательными установками ТЭС, а что самое главное, не гарантирует их надёжность и экономичность работы даже при высокой квалификации эксплуатирующего персонала. Это обусловило большое развитие автоматизации в современной энергетике.

Автоматизацией механизированного производства называют управление машинами, механизмами и установками, а также контроль за их работой с помощью специальных устройств (измерительных приборов, автоматических регуляторов и вычислительных машин) при ограниченном участии человека или без него. Теплоэнергетика, отличающаяся широкой механизацией технических процессов, высокими параметрами рабочей среды, требования к точности их регулирования, а так же наличие собственного источники энергии, является той областью науки, где постоянно находят приложение методы теории и новые технические средства автоматического управления.

Повышение эффективности общественного производства, улучшение качества продукции и рост производительности труда тесно связан с автоматизацией производственных процессов и внедрением АСУ ТП.

В связи с развитием науки и техники, вводом нового оборудования в АСУ ТП ТЭС резко возросло количество одновременно контролируемых параметров, усложнились формы отчётности перед вышестоящими центрами управления, повысилась роль и ответственность индивидуальных измерений по важным параметрам. Существует множество способов (алгоритмов) регулирования, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы. Целью этого проекта является сравнение оптимальных переходных процессов 2-ух контурной САР с переходными процессами одноконтурной САР.

1. Определение АСУ ТП ТЭС

Автоматической системой управления (АСР) называют совокупность регулируемого объекта и регулятора.

Автоматической системой регулирования называют совокупность управляющих устройств (УУ) и объектов управления.

Замкнутой АСР называют систему, элементы которой соединены таким образом, что сигнал, возникший в любой точке, проходит по замкнутому контуру и возвращается к той же точке.

Разомкнутой АСР называют цепь последовательно соединённых звеньев с направленной передачей сигнала.

Каскадной АСР является система, в которой выходной сигнал одного регулятора используется для установки заданного значения второго регулятора, выход которого непосредственно воздействует на регулирующий орган.

2. Функции АСУ ТП ТЭС

Информационные функции АСУ ТП по ТЭС:

Ш Общественный контроль технологических параметров и состояния оборудования. С целью предоставления информации операторам (дежурному инженеру ТЭС) о ходе технологического процесса и достижения заданных значений технико-экономических показателей ТЭС предусматривается сбор и переработка информации о состоянии и режиме работы общественного технологического оборудования и главной электрической схемы станции.

Ш Расчёт общестанционных ТЭП. Осуществляется с различными интервалами времени в зависимости от принятой в энергосистеме отчётности. Полученная информация представляется лицам, принимающим решения по управлению ТЭС: дежурному инженеру, начальникам смен (старшим операторам энергоблоков), в производственно-технический отдел и руководству ТЭС.

Ш Контроль достоверности информации общестанционного значения. Осуществляется параллельно с расчётом ТЭП ТЭС и отдельных энергоблоков.

Ш Регистрация общестанционных аварий. С целью обобщения опыта эксплуатации и последующего анализа аварийных ситуаций предусматривается, начиная с момента возникновения аварии, автоматическая регистрация обобщённых показателей ТЭС и технологических параметров, характеризующих состояние оборудования общестанционного назначения.

Ш Обмен оперативно-диспетчерской информации с АСУ вышестоящих и нижестоящих уровней. Осуществляется на основе отработанных процедур установления связи, обмена и установления передачи информации. Обмен информацией происходит непрерывно по важнейшим каналам управлений и измерений и периодически по второстепенным каналам.

Функции управления АСУ ТП по ТЭС:

Ш Оптимальное распределение нагрузок между энергоблоками с помощью УВК общестанционного назначения, относительные приросты электрической мощности и расчёт её абсолютных приростов по энергоблокам.

Ш Выбор состава работающего оборудования энергоблоков в зависимости от заданного графика электрической нагрузки ТЭС с учётом останова и длительности простоев части оборудования и затрат топлива и электроэнергии на его последующий пуск.

Ш Дискретное и непрерывно-дискретное управление вспомогательным оборудование, образующим функциональные группы и подгруппы общеблочного и общестанционного назначения (РОУ или БРОУ, установки химической подготовки воды, системы топливоподачи, централизованного циркуляционного водоснабжения и др.).

Ш Выполнение логических операций по переключениям в главной электрической схеме станции путём воздействия на исполнительные устройства или УЛУ низшего уровня, сочленённого с коммутирующей аппаратурой.

Ш Групповое управление автоматическими системами регулирования возбуждения электрических генераторов с целью стабилизации напряжения на выходе отдельных агрегатов и шинах станции.

3. Назначение основных подсистем АСУ ТП ТЭС

3.1 ТТИ (КИП)

Для оптимальной работы ТЭС требуется знать и контролировать свыше 2000 параметров (давление, температуру, расход топлива и т.п.). Большая часть информации для оперативного персонала поступает от систем теплотехнического контроля.

Теплотехническим контролем называют процесс измерения теплотехнических величин (температуры, давления, расхода пара, воды и т.п.) с помощью совокупности средств, осуществляющих эти измерения.

Большинство теплотехнических измерений осуществляется с помощью измерительных систем дистанционного действия, состоящих из первичных измерительных преобразователей (датчиков), вторичных - показывающих или самопишущих приборов и электрических или трубных линий связи между ними.

Современные системы теплотехнического контроля создаются на основе использования унифицированных сигналов связи между первичными преобразователями и вторичными приборами. Физическая сущность информационных унифицированных сигналов может быть различной: электрической, пневматической или гидравлической.

Унификация выходных сигналов первичных преобразователей осуществляется либо за счёт использования независимых нормирующих преобразователей, либо конструктивного объединения первичных и передающих преобразователей с нормирующими в остальных измерительных системах.

Унификация информационных сигналов обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными измерительными системами, применявшимися в доблочной энергетике: взаимозаменяемость первичных и вторичных приборов, возможность уменьшения числа первичных преобразователей путём многократного использования их выходного сигнала для различных целей (теплотехнического контроля, сигнализации, автоматического регулирования и переработки информации непосредственно на ЭВМ и т.д.), существенное увеличение возможности централизованного контроля.

В то же время для целей оперативного контроля наиболее важных величин продолжают применять независимый измерительный комплект, состоящий из отборного устройства, устанавливаемого на технологическом оборудовании, первичного бесшкального измерительного преобразователя (датчика), устанавливаемого вблизи или по месту измерения, вторичного прибора и соединительных линий между ними.

3.2 ДУ (дистанционное управление)

Под дистанционным управлением понимается управление на расс...