武汉理工大学硕士学位论文汽轮机DCS系统的设计与研究姓名：任俊闯申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：罗惠谦20100501摘要汽轮机主要分为电站汽轮机、船舶汽轮机和工业汽轮机，工业汽轮机广泛用于石化、电力、冶金、建材、环保、能源综合利用等工业领域，具有转速高、热力参数、功率及转速变化范围大的特点，是大型工业装置中的关键动力设备。传统方式下，汽轮机的启停过程是由运行人员按照运行规程完成的，运行过程中的状态监视和数据管理也多依赖于运行人员的经验；而其控制系统多采用机械液压控制系统，这种结构组成造成了调节精度低和自动化程度低的缺点；汽轮机在运行过程中，当运行参数发生变化危及系统安全时，安全有效的保护措施也是必要的。因此，为保证汽轮机运行的安全性、可靠性、经济性，必须设计出具有良好的通用性、可靠性和性价比优越的集散控制系统。本文致力于汽轮机的控制和管理，以汽轮机系统为核心，重点讨论了汽轮机的控制过程，保护原理和数据管理，并详细介绍了其实现方法，很好的实现了控制的有效性，系统工作的稳定性以及保护系统的可靠性，是实现工厂智能控制和管理的重要一步。文中综述了汽轮机以及系统的发展，确立了以可编程逻辑控制器（）为控制核心，对汽轮机的控制系统做了总体设计，包括调速系统和汽轮机设备控制，然后对汽轮机的保护原理进行分析，并设计出了汽轮机紧急跳闸保护系统（），实时根据现场工况判断系统的工作状态，在有危险状况时，能及时有效的保护汽轮机的安全；根据系统的需要，对现场测点分布和信号处理给出了详细分析，并给出了现场测点的分布和对数字量信号的冗余处理和模拟量信号的校正处理，提高系统工作的可靠和稳定；以工业组态软件和技术为基础，设计了友好的上位机人机接口。结果表明，本汽轮机系统有效的起到了分散控制和集中管理的作用，其控制性能良好，精度高，响应速度快；系统能在发生危险状况时及时有效的停机保护系统；上位机监控系统能及时准确的显示实时数据，报警信号，并提供方便的操作按钮。本系统工作稳定，运行可靠，维护方便，软件功能完善，具有良好的工作特性。关键词汽轮机；系统；，；，曲，；，、析协，；（），；，；独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：趁焦翌日期：墨学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生：铮族闾导师：掺夕抄）？武汉理工大学硕士学位论文第章绪论课题研究的背景和意义汽轮机是将蒸汽的热能转换成旋转机械的动能的设备，与其它热力发动机，如燃气轮机、内燃机一样，使目前世界上最重要的原动力之一。主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，前者也被称为发电汽轮机，后者称为工业驱动汽轮机。工业驱动汽轮机广泛用于石化、电力、冶金、建材、环保、能源综合利用等工业领域，具有转速较高、热力参数、功率及转速变化范围较大，应用广泛，品种繁多等特点，是大型工业装置中的关键动力设备。其控制系统承担着转速和负荷调节及工况控制的任务，直接影响着机组运行的安全性、可靠性、经济性以及自动化程度。近几十年来，随着工业的发展，工业汽轮机为各类工业部门提供动力，形成了一个新兴的工业部门，在国民经济中起着重要的作用。不同用途对汽轮机提出了不同的要求，发电用汽轮机必须使其输出电力的电压、电流和频率达到要求，这要求汽轮机必须具有负荷调节的手段；工业用汽轮机，其驱动的风机、泵类等的出压力必须满足工艺要求，这些都要求汽轮机有调节转速的能力；供热用汽轮机必须保证提供的蒸汽参数满足用户要求，这就要求汽轮机具有压力调节的功能。在不同的运行方式下，这些参数之间可能相互制约，互相影响，同时，为了满足汽轮机安全、稳定、经济运行的需要，这就要对汽轮机其它参数，设备进行控制和调节。但是当这些参数，超过调节系统能够控制的范围而危及汽轮机安全时，必须紧急停止汽轮机的运行，所以必须配备保护系统，我们一般称保护系统为（）“。传统方式下，汽轮机的启动、停机过程是由运行人员按照运行规程，通过人为设定转速、负荷、压力等目标值和变化速率来完成的，这种启动方式多依赖于运行人员的经验。随着自动化技术的发展，自动化装置已经成为工业生产过程中的重要组成部分，分散控制系统（）是以微处理器为基础，全面融合计算机技术、测量控制技术、网络数字通讯技术、显示与人机界面技术而成的现代控制系统。系统是一种集中管理、分散控制的控制系统，它包括四个最基