1、第一章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 緒論（之二）,內(nèi)容提要,計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的基本概念、特點(diǎn) 典型工程實(shí)例等作簡(jiǎn)要介紹，以作為整個(gè)課程教學(xué)的“向?qū)А薄?一 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)一般概念,受控對(duì)象 控制基本結(jié)構(gòu) 控制過程的基本步驟 控制目的,1 典型工業(yè)受控對(duì)象,連續(xù)過程：不間斷的生產(chǎn)過程 如：火電廠的鍋爐燃燒過程、脫硫過程、 合成氨的生產(chǎn)過程; 該過程中典型的控制量有: 溫度、壓 力、流量、速度、成分等隨時(shí)間變化的量。 【計(jì)算機(jī)過程控制】 對(duì)過程參數(shù)進(jìn)行測(cè)量與控制的系統(tǒng) 離散過程 批次（量）過程,2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)：,Coordination Control System,協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（C

2、CS），汽機(jī)和鍋爐協(xié)調(diào)控制的一種理論。能量的供求平衡,3 控制過程的基本步驟,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集（輸入） 實(shí)時(shí)計(jì)算（算法） 實(shí)時(shí)控制（輸出） 信息管理與協(xié)調(diào),4 計(jì)算機(jī)過程控制目的,降低原材料消耗 提高生產(chǎn)率 提高產(chǎn)品質(zhì)量 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 實(shí)現(xiàn)其他要求（如環(huán)保）,二 典型工業(yè)控制實(shí)例,燃煤鍋爐的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 循環(huán)流化床干法煙氣脫硫控制系統(tǒng),實(shí)例一: 燃煤鏈條鍋爐的計(jì)算機(jī)控制,煤塊爐排在爐膛燃燒加熱汽包產(chǎn)生蒸氣 空氣鼓風(fēng)機(jī)空氣預(yù)熱器爐膛 引風(fēng)省煤器除塵脫流引風(fēng)機(jī)煙囪 水給水泵增壓省煤器預(yù)熱汽包水位 煤量調(diào)節(jié)：通過改變爐排走速實(shí)現(xiàn) 送風(fēng)量調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)鼓風(fēng)擋板開度或變頻調(diào)節(jié) 引風(fēng)量調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)引風(fēng)擋板開度或變

3、頻調(diào)節(jié) 給水調(diào)節(jié)：保持汽包水位在允許的范圍內(nèi),工作過程簡(jiǎn)單描述 2/,特點(diǎn)：蒸汽負(fù)荷變動(dòng)頻繁且不穩(wěn)定 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)： 節(jié)煤（氧氣充分燃燒）風(fēng)、煤 蒸汽壓力穩(wěn)定，溫度滿足要求 水 可靠性高，維修、操作方便,系統(tǒng)特點(diǎn)和控制目標(biāo) 3/,四個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)： 汽包水位控制 爐膛負(fù)壓控制 熱負(fù)荷控制 燃燒經(jīng)濟(jì)性控制,四個(gè)調(diào)節(jié)量： 給水量 送風(fēng)量 引風(fēng)量 給煤量,子系統(tǒng)與控制量 4/,汽包水位控制系統(tǒng) 5/,汽包水位是一個(gè)很重要的參數(shù) 水位過高蒸汽容積減小，影響汽包的汽水分離 ， 產(chǎn)生蒸汽帶水 水位過低汽包本身較小，負(fù)荷蒸汽變化大， 水量變化速度快，容易全部氣化， 出現(xiàn)脫水現(xiàn)象，引起事故。 水位調(diào)節(jié)

4、任務(wù)：保持水位在允許范圍內(nèi); 保持給水量穩(wěn)定,單沖量調(diào)節(jié)方案 6/,雙沖量調(diào)節(jié)方案 7/,三沖量調(diào)節(jié)方案 8/,三沖量調(diào)節(jié)方案 9/,從鍋爐控制系統(tǒng)得到的啟發(fā) 10/,了解工藝過程入手，按照控制要求，正確制定控制策略 實(shí)現(xiàn)控制，要有恰當(dāng)?shù)目刂扑惴?要有實(shí)現(xiàn)檢測(cè)與控制的正確手段 要選擇可靠有效的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),實(shí)例二：循環(huán)流化床干法煙氣脫硫控制系統(tǒng),子系統(tǒng) 吸收劑制備 煙氣系統(tǒng) CFB-吸收塔 注水系統(tǒng) 吸收劑定量給料 電除塵器 物料循環(huán) 副產(chǎn)品排放,干法脫硫除塵控制系統(tǒng)規(guī)模 2/,應(yīng)用于2300MW機(jī)組，共采用兩套脫硫除塵島系統(tǒng) 采用分布式IO配置，在現(xiàn)場(chǎng)共安裝18個(gè)工業(yè)控制柜 板卡點(diǎn)數(shù)近千點(diǎn)

5、：包含DI、DO、AI、AO、RTD、PI等多種類型信號(hào),鍋爐汽包側(cè)視圖,主機(jī)鍋爐和預(yù)除塵,吸收塔和脫硫除塵島俯視,預(yù)除塵灰斗和倉(cāng)泵俯視,生石灰倉(cāng),下料秤重計(jì)量閥,灰斗出料倉(cāng)泵,中央控制樓,中控室控制柜,調(diào)試系統(tǒng)中,調(diào)試順利進(jìn)行，最終完滿的達(dá)到了98以上的實(shí)際脫硫率！,干法煙氣脫硫控制系統(tǒng)平臺(tái) 3/,OS 站/WinCC機(jī)組1,OSM 工業(yè)以太網(wǎng)光纖交換器,S7 400 417H帶工業(yè)以太網(wǎng)通訊處理器,OS 站/WinCC機(jī)組2,Y-LINK用于連接 吸收劑制備子系統(tǒng),工業(yè)以太網(wǎng)光纖環(huán),PCS7 工程師站,榆社電廠2x300MW發(fā)電機(jī)組脫硫除塵島,#1機(jī)組,S7 400417H帶工業(yè)以太網(wǎng)通訊

6、處理器,ET200M I/O 站 分別位于不同工段中,#2機(jī)組,標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng),OSM 工業(yè)以太網(wǎng)光纖交換器,Y-LINK用于連接 吸收劑制備子系統(tǒng),ET200M I/O 站 分別位于不同工段中,現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò),PID控制策略的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 4/,SO2排放濃度控制 吸收塔床層壓差控制 吸收塔溫度控制 吸收塔入口煙氣流量控制,吸收塔入口煙氣流量控制 5/,吸收塔溫度控制 6/,吸收塔床層壓差控制 7/,SO2排放濃度控制 8/,SO2濃度排放回路的仿真與優(yōu)化 9/,PID算法,實(shí)際系統(tǒng),仿真模型,Matlab仿真,DMC或 模糊控制算法,控制算法優(yōu)化,工業(yè)控制系統(tǒng)基本上采用三層控制網(wǎng)絡(luò)：現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)、

7、工業(yè)以太網(wǎng)、標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) IO采集方式由集中式走向分布式 在工業(yè)上仍然采用以PID，尤其是PI為主的控制算法 控制算法正在逐步從經(jīng)典算法（PID）走向高級(jí)過程控制算法（DMC、模糊控制等）,從脫硫控制系統(tǒng)了解現(xiàn)代先控10/,工業(yè)機(jī)器人,ISO定義：一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能機(jī)械手，這種機(jī)械手具有幾個(gè)軸，能夠借助于可編程序操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執(zhí)行種種任務(wù),機(jī)器人的新定義,是一種計(jì)算機(jī)控制的可以編程的自動(dòng)機(jī)械電子裝置，能感知環(huán)境，識(shí)別對(duì)象，理解指示命令，有記憶和學(xué)習(xí)功能，具有情感和邏輯判斷思維，能自身進(jìn)化，能計(jì)劃其操作程序來完成任務(wù),機(jī)器人的發(fā)展,春秋后期，

8、魯班曾制造過一只木鳥，能在空中飛行“三日不下”。,機(jī)器馬車,西周時(shí)期，出現(xiàn)了能歌善舞的伶人，這是我國(guó)最早記載的機(jī)器人。,公元前2世紀(jì)，亞歷山大時(shí)代的古希臘人發(fā)明了最原始的機(jī)器人自動(dòng)機(jī)?？梢宰约洪_門，還可以借助蒸汽唱歌。,后漢三國(guó)時(shí)期，蜀國(guó)丞相諸葛亮成功地創(chuàng)造出了“木牛流馬”。用其運(yùn)送軍糧，支援前方戰(zhàn)爭(zhēng)。,寫字機(jī)器人,1738年，法國(guó)天才技師杰克戴瓦克遜發(fā)明了一只機(jī)器鴨。它會(huì)嘎嘎叫，會(huì)游泳和喝水，還會(huì)進(jìn)食和排泄。,1773年，自動(dòng)書寫玩偶、自動(dòng)演奏玩偶等被連續(xù)推出。現(xiàn)在保留下來的瑞士努薩蒂爾歷史博物館里的少女玩偶，還定期彈奏音樂供參觀者欣賞。,1893年摩爾制造了“蒸汽人”，“蒸汽人”靠蒸汽驅(qū)動(dòng)雙腿沿圓周走動(dòng)。,1962年美國(guó)推出的示教再現(xiàn)機(jī)器人，最早的實(shí)用機(jī)型。在線編程、存儲(chǔ)、讀出。,VERSATRAN,UNIMATE,第二代：感覺 機(jī)器人 1965年，MIT的Roborts演示了第一個(gè)具有視覺傳感器的、能識(shí)別與定位簡(jiǎn)單積木的機(jī)器人系統(tǒng) 第三代：智能機(jī)器人 可理解指令、感知環(huán)境、識(shí)別