計算機控制技術

前言

隨著科學技術的高速發(fā)展和人們用電需求的不斷增加，電力工業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。發(fā)電機組的規(guī)模越來越大，發(fā)電機組的熱力系統(tǒng)和輔助設備也日益復雜。火力發(fā)電廠采用計算機控制技術是現(xiàn)代化生產(chǎn)的必然結果，將機、爐、電、控和管理全部納入計算機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)管控一體化，是保證電廠生產(chǎn)“安全、經(jīng)濟、可靠、優(yōu)化和環(huán)?！钡闹匾侄?。為適應高職高專電廠熱能動力裝置、火電廠集控運行和電廠設備與維護等專業(yè)的教學需要以及相關技術人員學習的需要，特編寫此書。在本書的編寫過程中，編者始終注意突出教材內(nèi)容的先進性和實用性，同時考慮了讀者多是電力生產(chǎn)的后備技術人員或本身就是電力企業(yè)職工的特點，在選材方面堅持以火電廠計算機控制系統(tǒng)現(xiàn)狀及其發(fā)展的要求為核心，有重點和有針對性地組織相關的內(nèi)容，主要特點如下：（1）注重理論與實際相結合，突出職業(yè)技能和素質(zhì)的培養(yǎng)。（2）突出電力行業(yè)的特點，應用實例全部選用電力行業(yè)廣泛使用的和比較具有代表性的計算機控制系統(tǒng)。（3）力求文字簡明扼要，語言通俗易懂，并配有較多的框圖和實物圖片，另外在附錄中給出了組態(tài)所需的部分的功能塊，方便讀者學習。（4）在教材內(nèi)容的選用方面，體現(xiàn)了當前火電廠300Mw和600MW的新技術、新知識和新應用。（5）在教材內(nèi)容的組織方面，突出了火電廠的可靠性技術要求及其實現(xiàn)。（6）針對火電廠對工程技術應用人員的技術要求，比較系統(tǒng)地介紹了計算機控制系統(tǒng)的基本結構、組成、工作原理和抗干擾技術；重點闡述了DCS常用的通信網(wǎng)絡、過程控制站和人／機接口等三大組成，DCS的廠級管理級、廠級監(jiān)控級、車間控制級和現(xiàn)場設備級等四級結構；從使用者的觀點出發(fā)，簡要介紹了基金會現(xiàn)場總線和PROFIBUS現(xiàn)場總線的基本內(nèi)容及其應用。

內(nèi)容概要

本書為2l世紀高等學校規(guī)劃教材。    本書主要介紹了計算機控制的基本工作原理，DCS的三大組成、四級結構和現(xiàn)場總線系統(tǒng)。全書共分七章，主要內(nèi)容包括：計算機控制的基本工作原理，DCS的體系結構，DCS的通信網(wǎng)絡、過程控制站和人／機接口等三大組成，DCS的廠級管理級、廠級監(jiān)控級、車間控制級和現(xiàn)場設備級等四級結構，DCS在火電廠中的選型、設計、組態(tài)、檢修、維護、管理和控制方面的主要應用,現(xiàn)場總線系統(tǒng)等。為了便于學生對所學知識的理解，每章后面都附有思考題與習題。    本書突出了針對性和應用性，注重理論聯(lián)系實際，內(nèi)容深入淺出，文字通俗易懂，并配有大量的實例、圖表和圖片，有利于多媒體教學。    本書可作為高職高專電力技術類電廠熱能動力裝置、火電廠集控運行、電廠設備運行與維護和高職高專能源類工業(yè)熱工控制技術等專業(yè)的教材，也可作為企業(yè)崗位培訓和職業(yè)資格鑒定的培訓教材，還可作為相關崗位技術人員的參考書。

書籍目錄

前言第一章  計算機控制系統(tǒng)概論  第一節(jié)  計算機控制系統(tǒng)的基本組成  第二節(jié)  計算機的輸入/輸出技術  第三節(jié)  輸人數(shù)據(jù)處理  第四節(jié)  數(shù)字PID控制算法  第五節(jié)  計算機控制系統(tǒng)的抗干擾技術  思考題與習題第二章  DCS的體系結構  第一節(jié)  DCS的發(fā)展歷程  第二節(jié)  DCS的體系結構  第三節(jié)  DCS的組成  第四節(jié)  DCS體系結構的實例  思考題與習題第三章  DCS的通信網(wǎng)絡  第一節(jié)  數(shù)據(jù)通信基礎  第二節(jié)  網(wǎng)絡通信協(xié)議  第三節(jié)  網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)和通信設備  第四節(jié)  網(wǎng)絡拓撲結構  第五節(jié)  介質(zhì)訪問技術  第六節(jié)  DCS通信網(wǎng)絡的實例  思考題與習題第四章  DCS的過程控制站  第一節(jié)  過程控制站的硬件系統(tǒng)  第二節(jié)  過程控制站的軟件系統(tǒng)  第三節(jié)  過程控制站的可靠性  第四節(jié)  DCS過程控制站的實例  思考題與習題第五章  DCS的人/機接口  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  操作員站  第三節(jié)  工程師站  第四節(jié)  其他人/機接口  第五節(jié)  DCS人/機接口的實例  思考題與習題第六章  DCs在火電廠中的應用  第一節(jié)  DCS產(chǎn)品的選型和系統(tǒng)的設計  第二節(jié)  DCS的組態(tài)  第三節(jié)  DCS的檢修和維護  第四節(jié)  廠級監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)  第五節(jié)  DCS管理和控制的實例  思考題與習題第七章  現(xiàn)場總線系統(tǒng)  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  基金會現(xiàn)場總線  第三節(jié)  PROFIBUS  第四節(jié)  現(xiàn)場總線系統(tǒng)在火電廠中應用的實例  思考題與習題附錄  MACSV系統(tǒng)的控制算法參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：自從1998年我國裝機容量超過277GW，躍居世界第二位以來，我國電力仍以較高的速度和更大的規(guī)模在迅猛發(fā)展，現(xiàn)在已進入了以裝設600～1000MW超超臨界壓力機組為主的時期。隨著電力生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，電力生產(chǎn)復雜性也迅速提高，需要監(jiān)視、控制的參數(shù)和項目都大大增加了，機組熱力系統(tǒng)和輔助設備的控制難度也在逐步加大。現(xiàn)代化火電廠生產(chǎn)有其特殊性。首先是生產(chǎn)過程的參數(shù)變化量大、變化迅速和操作量大，而且要求在較短的時間內(nèi)完成各種復雜的操作。其次是對于火電廠眾多的控制系統(tǒng)來說，并非單輸入／單輸出（SISO）的線性定常系統(tǒng)，而是多輸入／多輸出（MIMO））、非線性、時變和分布參數(shù)的控制系統(tǒng)，如果采用傳統(tǒng)的操作方式，即常規(guī)控制系統(tǒng)，也稱為模擬儀表控制系統(tǒng)，是不可能滿足生產(chǎn)過程要求的。另外隨著社會的進步和發(fā)展，人們對電力生產(chǎn)控制過程的“穩(wěn)、準、快”等控制質(zhì)量和諸多的管理目標，也提出了新的和更高的要求，因此人們迫切需要先進的且與生產(chǎn)過程相適應的自動控制系統(tǒng)。計算機，尤其是微處理器的出現(xiàn)并應用于自動控制領域，使火電廠自動控制水平產(chǎn)生了巨大的飛躍。計算機控制系統(tǒng)通過軟硬件的完美結合，利用了計算機具有快速精確計算、邏輯判斷和存儲等信息處理能力，替代了原模擬儀表控制系統(tǒng)的控制器；使用CRT取代了許多顯示儀表；通過通信接口，實現(xiàn)了人／機對話；在采用多種科學技術保證了安全性和可靠性的同時，不僅使企業(yè)的自動控制和管理水平發(fā)生顯著的變化，而且創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益，并獲得了人們的高度評價。我國在《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程》中規(guī)定：火力發(fā)電廠生產(chǎn)必須采用計算機進行生產(chǎn)過程監(jiān)視和控制?；痣姀S將機、爐、電、控和管理全部納入計算機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)管控一體化，是提高火電廠自動化水平，保證新建大容量機組順利投產(chǎn)，保證機組“安全、經(jīng)濟、可靠、優(yōu)化和環(huán)?！边\行的重要手段和有效措施。

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