計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

前言

隨著科學(xué)技術(shù)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(jī)組的規(guī)模越來越大，發(fā)電機(jī)組的熱力系統(tǒng)和輔助設(shè)備也日益復(fù)雜?；鹆Πl(fā)電廠采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是現(xiàn)代化生產(chǎn)的必然結(jié)果，將機(jī)、爐、電、控和管理全部納入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管控一體化，是保證電廠生產(chǎn)“安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、優(yōu)化和環(huán)?！钡闹匾侄巍檫m應(yīng)高職高專電廠熱能動(dòng)力裝置、火電廠集控運(yùn)行和電廠設(shè)備與維護(hù)等專業(yè)的教學(xué)需要以及相關(guān)技術(shù)人員學(xué)習(xí)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(jìn)性和實(shí)用性，同時(shí)考慮了讀者多是電力生產(chǎn)的后備技術(shù)人員或本身就是電力企業(yè)職工的特點(diǎn)，在選材方面堅(jiān)持以火電廠計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)現(xiàn)狀及其發(fā)展的要求為核心，有重點(diǎn)和有針對(duì)性地組織相關(guān)的內(nèi)容，主要特點(diǎn)如下：（1）注重理論與實(shí)際相結(jié)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(diǎn)，應(yīng)用實(shí)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。（3）力求文字簡(jiǎn)明扼要，語言通俗易懂，并配有較多的框圖和實(shí)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(xué)習(xí)。（4）在教材內(nèi)容的選用方面，體現(xiàn)了當(dāng)前火電廠300Mw和600MW的新技術(shù)、新知識(shí)和新應(yīng)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(shù)要求及其實(shí)現(xiàn)。（6）針對(duì)火電廠對(duì)工程技術(shù)應(yīng)用人員的技術(shù)要求，比較系統(tǒng)地介紹了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、組成、工作原理和抗干擾技術(shù)；重點(diǎn)闡述了DCS常用的通信網(wǎng)絡(luò)、過程控制站和人／機(jī)接口等三大組成，DCS的廠級(jí)管理級(jí)、廠級(jí)監(jiān)控級(jí)、車間控制級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)等四級(jí)結(jié)構(gòu)；從使用者的觀點(diǎn)出發(fā)，簡(jiǎn)要介紹了基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線和PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的基本內(nèi)容及其應(yīng)用。

內(nèi)容概要

本書為2l世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材。    本書主要介紹了計(jì)算機(jī)控制的基本工作原理，DCS的三大組成、四級(jí)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)。全書共分七章，主要內(nèi)容包括：計(jì)算機(jī)控制的基本工作原理，DCS的體系結(jié)構(gòu)，DCS的通信網(wǎng)絡(luò)、過程控制站和人／機(jī)接口等三大組成，DCS的廠級(jí)管理級(jí)、廠級(jí)監(jiān)控級(jí)、車間控制級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)等四級(jí)結(jié)構(gòu)，DCS在火電廠中的選型、設(shè)計(jì)、組態(tài)、檢修、維護(hù)、管理和控制方面的主要應(yīng)用,現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)等。為了便于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，每章后面都附有思考題與習(xí)題。    本書突出了針對(duì)性和應(yīng)用性，注重理論聯(lián)系實(shí)際，內(nèi)容深入淺出，文字通俗易懂，并配有大量的實(shí)例、圖表和圖片，有利于多媒體教學(xué)。    本書可作為高職高專電力技術(shù)類電廠熱能動(dòng)力裝置、火電廠集控運(yùn)行、電廠設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)和高職高專能源類工業(yè)熱工控制技術(shù)等專業(yè)的教材，也可作為企業(yè)崗位培訓(xùn)和職業(yè)資格鑒定的培訓(xùn)教材，還可作為相關(guān)崗位技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

前言第一章  計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概論  第一節(jié)  計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本組成  第二節(jié)  計(jì)算機(jī)的輸入/輸出技術(shù)  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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)  思考題與習(xí)題第二章  DCS的體系結(jié)構(gòu)  第一節(jié)  DCS的發(fā)展歷程  第二節(jié)  DCS的體系結(jié)構(gòu)  第三節(jié)  DCS的組成  第四節(jié)  DCS體系結(jié)構(gòu)的實(shí)例  思考題與習(xí)題第三章  DCS的通信網(wǎng)絡(luò)  第一節(jié)  數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)  第二節(jié)  網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議  第三節(jié)  網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)和通信設(shè)備  第四節(jié)  網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)  第五節(jié)  介質(zhì)訪問技術(shù)  第六節(jié)  DCS通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例  思考題與習(xí)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(shí)例  思考題與習(xí)題第五章  DCS的人/機(jī)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(jī)接口  第五節(jié)  DCS人/機(jī)接口的實(shí)例  思考題與習(xí)題第六章  DCs在火電廠中的應(yīng)用  第一節(jié)  DCS產(chǎn)品的選型和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)  第二節(jié)  DCS的組態(tài)  第三節(jié)  DCS的檢修和維護(hù)  第四節(jié)  廠級(jí)監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)  第五節(jié)  DCS管理和控制的實(shí)例  思考題與習(xí)題第七章  現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線  第三節(jié)  PROFIBUS  第四節(jié)  現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)在火電廠中應(yīng)用的實(shí)例  思考題與習(xí)題附錄  MACSV系統(tǒng)的控制算法參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：自從1998年我國裝機(jī)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(jìn)入了以裝設(shè)600～1000MW超超臨界壓力機(jī)組為主的時(shí)期。隨著電力生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力生產(chǎn)復(fù)雜性也迅速提高，需要監(jiān)視、控制的參數(shù)和項(xiàng)目都大大增加了，機(jī)組熱力系統(tǒng)和輔助設(shè)備的控制難度也在逐步加大?，F(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(shí)間內(nèi)完成各種復(fù)雜的操作。其次是對(duì)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(shí)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(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，人們對(duì)電力生產(chǎn)控制過程的“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”等控制質(zhì)量和諸多的管理目標(biāo)，也提出了新的和更高的要求，因此人們迫切需要先進(jìn)的且與生產(chǎn)過程相適應(yīng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)，尤其是微處理器的出現(xiàn)并應(yīng)用于自動(dòng)控制領(lǐng)域，使火電廠自動(dòng)控制水平產(chǎn)生了巨大的飛躍。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過軟硬件的完美結(jié)合，利用了計(jì)算機(jī)具有快速精確計(jì)算、邏輯判斷和存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)了人／機(jī)對(duì)話；在采用多種科學(xué)技術(shù)保證了安全性和可靠性的同時(shí)，不僅使企業(yè)的自動(dòng)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(jì)效益，并獲得了人們的高度評(píng)價(jià)。我國在《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定：火力發(fā)電廠生產(chǎn)必須采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)過程監(jiān)視和控制。火電廠將機(jī)、爐、電、控和管理全部納入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管控一體化，是提高火電廠自動(dòng)化水平，保證新建大容量機(jī)組順利投產(chǎn)，保證機(jī)組“安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、優(yōu)化和環(huán)?！边\(yùn)行的重要手段和有效措施。

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