热工自动控制系统基础问答

什么叫分散控制系统？它有什么特点？

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分散控制系统又称总体分散型控制系统，它是以微处理机为核心的分散型直接控制装置。它的控制功能分散（以微处理机为中心构成子系统），管理集中（用计算机管理）。它与集中控制系统比较有以下特点：

1、可靠性高（即危险分散）。以微处理机为核心的微型机比中小型计算机的可靠性高，即使一部分系统故障也不会影响全局，当管理计算机故障时，各子系统仍能进行独立的控制。

. p; I* P/ O+ z2、系统结构合理（即结构分散）。系统的输入、输出数据预先通过子系统处理或选择，数据传输量减小，减轻了微型机的负荷，提高了控制速度。

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3、由于信息量减小，使编程简单，修改、变动都很方便。

4、由于控制功能分散，子系统可靠性提高，对管理计算机的要求可以降低，对微型机的要求也可以降低。

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试述单元机组自动调节有什么特点？

9 A& h* j8 Z$ E1 V6 y单元机组，即锅炉生产的蒸汽不通过母管，直接送到汽轮机，锅炉和汽轮机已经成为一个整体，需要有一个共同的控制点，需要锅炉和汽轮机紧密配合，协调一致，以适应外部负荷的需要。 单元机组，特别是有中间再热器的机组，当外部负荷时，由于中间再热器的容积滞后，使中低压缸的功率变化出现惯性，对电力系统调频不利，需要在调节系统上采取措施。

H' N' f% w; f& @单元机组的动态特性与母管制差异较大。一般来讲，单元机组汽包压力、汽轮机进汽压力在燃烧侧扰动时变化较大，而蒸汽流量变化较小；母管制锅炉汽包压力变化小，而蒸汽流量变化较大。因此，单元机组汽压调节系统宜选用汽包压力或汽轮机进汽压力作为被调量，这同母管制锅炉差别较大（母管制的汽压力调节系统一般采用蒸汽流量加汽包压力微分信号）。至于送风和引风调节系统，单元制同母管制差异不大。

什么是可编程调节器？它有什么特点？

1 `8 {$ ~. y4 C- L/ m可编程调节器又称数字调节器或单回路调节器。它是以微处理器为核心部件的一种新型调节器。它的各种功能可以通过改变程序（编程）的方法来实现，故称为可编程调节器。特点： 1、具有常规模拟仪表的安装的操作方式，可与模拟仪表兼容。

8 _& ]7 f1 h2 B' e\2、具有丰富的运算处理功能。

( F5 M) e; S- e5 A3、一机多能，可简化系统工程，缩小控制室盘面尺寸。 4、具有完整的自诊断功能，安全可靠性高。

`, G- N: L* z' U6 B5、编程方便，无须计算机软件即可操作，便于推广。6、通信接口能与计算机联机，扩展性好。

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试述如何进行可编程调节器的组态编程工作？

9 F$ w( c+ l: a, r. _- 可编程调节器只有在编好程序的情况下才能正常工作。编程的方法和步骤可根据制造厂的使用说明书进行，一般有以下一些共同点：

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根据生产现场的控制方案画出调节系统原理方框图。 2、根据原理框图选择功能模块。

/ M3 N. q1 y; f# n6 3、对功能模块进行软件连接。

4、填写软件组态数据表或必要的程序。

5、通过编程器，输入组态数据或程序并进行调试。调试好后，再固化下来，以供现场使用。

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按热工典型阶跃响应曲线的变化特点划分，热工对象可分为哪两大类？说明其变化特点？

& m# @( C- C/ g$ B可分为有自平衡能力对象和无自平衡能力对象两大类。热工对象典型阶跃响应曲线的变化特点是一开始被调量并不立即有显著变化，而在最后阶段，被调量可能达到一平衡值，也可能被调量不断变化而其变化速度趋近等于一数值。前者称为对象有自平衡能力，后者称为对象无自平衡能力。

试概要说明火电厂的计算机控制？

! d\n- r- 在火电厂运行生产过程中的各种参量经过传感器以后，变成系统中统一电平的模拟量信号，再经过输入子系统，转换成计算机所需的数字量，由输入接口传送计算机，计算机经过运算处理后，将判断的结果经过输出接口送到输出子系统，转换成与调节对象相匹配的模拟电信号，以控制对象，这样的过程就是计算机控 制。

试述分散控制系统的分散概念与模拟系统的分散概念有什么区别？

分散控制系统的分散概念是对集中型计算机控制系统而言的，即为了避免上位计算机（通常是小型计算机）结构的不安全而设计的多微机子系统（或基本控制系统），它能在上位计算机故障时，独立完成控制功能。模拟系统的分散概念是指模拟控制仪表采用功能分离的组件结构，分离的目的是为了组成各种不同功能的控制回路，分离（或分散）的组件不能独立完成控制功能。

试述单元机组滑压运行有什么特点？

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单元机组的运行方式一般有定压和滑压两种形式。滑压运行能改善汽轮机在变工况运行时的热应力和热定形，使机组启停时间缩短，减小节流损失，降低给水泵功率消耗，提高机组效率。对主蒸汽管道，由于压力降低，应力状态得到改善，可延长其使用寿命。 试述如何从测量、变送仪表角度提高调节系统的调节质量？ 1、要正确选择变送器的量程及零点。2、减小测量误差：1）减小测量元件与变送器间连线引起的附加误差。对于电阻温度计，采用三线制连接方式，对热电偶要正确选用补偿导线。2）减小传输信号线路混入的噪声干扰，强电和弱电信号线分开，动力线与信号线分开，采用屏蔽线，合理接地等。3）合理选择测点位置。3、用补偿方法矽克服测量元件的非线性误差，如热电偶、氧化锆检测元件都存在非线性误差，可用补偿法使其线性化。4、减小测量滞后，可在变送器后串接一只微分器，或采用微分先行的调节器。对气动仪表，若管路较长，可增加一台气动继动器，以提高气动信号的传输功率，减小信号的传输滞后。5、减小信号波动。

试述如何进行可编程调节器的组态编程工作？

1 r& U V3 S6 Q& }可编程调节器只有在编好程序的情况下才能正常工作。编程的方法和步骤可根据制造厂的使用说明书进行，一般有以下一些共同点：1、根据生产现场的控制方案画出调节系统原理方框图。2、根据原理框图选择功能模块。3、对功能模块进行软连接（软件连接，不是硬件连接）。4、填写软件组态数据表或必要的程序。5、通过编程器，输入组态数据或程序并进行调试。调试好后，再固化下来，以供现场使用。

试述直流锅炉有何特点？对调节有何影响？

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直流锅炉没有汽包，没有下降管，水冷壁管采用小管径，制造简单，省钢材；直流锅炉可采用超临界压力参数运行，启停时间短，经济效益高。

1 k3 _: b+ h7 b\直流锅炉也存在一些缺点，由于无汽包，对给水品质要求高；汽水管道阻力较汽包锅炉大，给水泵的压头高，耗电量大；从运行操作看，直流锅炉较汽包锅炉复杂，安全性要求更高。

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直流锅炉与汽包锅炉在结构上的主要是汽水系统不同，直流锅炉的各段受热面之间没有明显的分界面，给水从省煤器到过热器产生蒸汽是连续不断进行的，它的给水调节、燃烧调节和汽温调节不是相对独立，而是密切相关相、相互影响的，即一个调节机构动作，可能影响到其他几个运行参数，因此给自动调节带来较大的困难，这就要求有较高的自动控制水平和相应的保护措施。

比例积分调节器和比例微分调节器各有何特点？

比例积分调节器能消除调节系统的偏差，实现无差调节。但从频率特性分析，它提供给调节系统的相角是滞后角（－90）因此使回路的操作周期（两次调节之间的时间间隔）增长，降低了调节系统的响应速度。

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比例微分调节器的作用则相反。从频率特性分析，它提供给调节系统的相角是超前角（90），因此能缩短回路的操作周期，增加调节系统的响应速度。

/ x& t2 P/ }! R综合比例积分和比例微分调节的特点，可以构成比例积分微分调节器具（PID）。它是一种比较理想的工业调节器，既能及时地调节，以能实现无差亢，又对滞后及惯性较大的调节对象（如温度）具有较好的调节质量。

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检修自动化仪表时，一般应注意哪些问题？ （1）

必须有明确的检修项目及质量要求。 （2）

通电前，必须进行外观和绝缘性能检查，确认合格后方可通电。

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: x6 }; n# s+ |/ e5 m通电后，应检查变压器、电机、晶体管、集成电路等是否过热，转动部分是否有可杂音。若发现异常现象，应立即切断电源，查明原因。（4）

检修时应熟悉本机电路原理和线路，应尽是利用仪器和图纸资料，按一定程序检查电源、整流滤波回路、晶体管等元件的工作参数及电压波形。未查明原因前，不要乱拆乱卸，更不要轻易烫下元件。要从故障现象中分析可能产生故障的原因，找出故障点。 （5）

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更换晶体管时，应防止电烙铁温度过高而损坏元件，更换场效应管和集成电路元件时，电烙铁应按地，或切断电源后用余热进行焊接。

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（6）

拆卸零件、元器件和导线时，应标上记号。更换元件后，焊点应光滑、整洁、线路应整齐美观，标志正确，并做好相应的记录。 （7）

应尽量避免仪表的输出回路开路，和避免仪表在有输入信号时停电。 （8）

8 J5 ?& \\, _8 s; w& v检修后的仪表必须进行校验，并按有关规定验收。

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( q+ G. D, K8 u: 怎样调整电信号气动长行程执行机构的零点和量程？

在调整零点及量程前，应先调整滑阀的阀杆位置。在气缸上下部分各接一块压力表，卸下小滑阀的两个输出管。调整大滑阀上下螺丝，使气缸活塞两端的压力大致相等。装回小滑阀的两个输出管。调方向接头，改变小滑阀的阀杆位置，仍使气缸活塞两端压力相等。 输入信号电流为4ｍA时，调整调零弹簧，使活塞停止在动作动点（正作用机构活塞起始位置在全行程的最低点，反作用机构则在最高点）。

当输入电流为4－20ｍA时，活塞应走完全行程达到终点。如行程与输入电流不符，则应调节反馈弹簧在反馈弧形杠杆上的位置，以改变系统的放大系数。当信号满值而行反之，应增大反馈量。

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+ d; K( f3 A W% j0 [* `# U以上各项调整步骤间互有影响，因此要反复进行多次，以使各项指标均达到合格。

在现场整定调节器参数时应注意哪些问题？

整定调节器参数是一项十分细致的工作，既要知道调节器参数对生产过程的影响，又要经常观察生产过程运行情况，做到不影响生产，又要把调节器参数整定好。一般应注意以下几个问题：1、用各种方法得到的整定参数值都是一个范围，一定要根据生产实际情况进行现场修改。2、整定调节器参数最好在生产过程工况比较稳定时进行，除了适当地人为给予扰动外，最好通过较长期地观察生产过程自然的扰动来修改调节器参数（最好接一只快速记录表）。3、人为施加扰动，一般有内扰、外扰和给定值扰动三种。给定值扰动对生产过程影响较大，一定要控制其扰动量，内扰和外扰时也要注意扰动量大小。施加一次扰动后，一定要等待一段时间，观察被调参数的变化情况，在未弄清情况时，不要急于加第二次扰动。4、对于PID调节器，要考虑参数间的相互干扰。按整定方法得到的调节器参数值不是调节器参数的实际刻度值，要用调节器相互干扰系数加以修正后才是实际刻度值。5、整定参数时，要考虑调节对象和调节机构的非线性因素。若非线性严重，整定参数要设置得保守一些。6、整定时，要考虑生产过程的运行工况。一般讲，调节器参数的适应范围是经常运行的工况。若运行工况变化很大时，调节器参数就不适应了。这不是调节器参数未整定好，而是参数适应范围有限，要解决这一问题需采用自适应控制。

试述数字控制中的数据通信有哪些方式？其特点如何？ 数字控制中的数据通信目前有4种主要方式。

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