第五章SAMA图习题与思考题解答.docx

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第五章SAMA图习题与思考题解答

第五章习题与思考题

5-1SAMA组合符号如图5-6所示，试说明组合符号的名称，并解释各组成符号的含义。

带上下限幅和切换开关的PI调节模块。

△为偏差运算模块；K∫为比例积分运算模块；T为切换开关模块；≮≯为上下限幅模块。

5-2SAMA组合符号如图5-7所示，试说明组合符号的名称。

带上下限幅和切换开关的PID调节模块。

△为偏差运算模块；K∫为比例积分运算模块；T为切换开关模块；≮≯为上下限幅模块。

5-3流量控制回路如图5-8所示，试标出SAMA符号，并说明手操时的跟踪过程及意义。

5-4试画出火电厂串级过热蒸汽温度控制系统的SAMA图。

5-5何谓无扰切换？

所谓无扰切换是在切换瞬间，执行器的控制信号没有阶跃性的变化。

5-6何谓自动跟踪？

所谓自动跟踪就是使处在备用状态的控制回路的输出自动地与工作回路保持相等，并有自保持能力，不致在切换瞬间发生阶跃变化。

5-7为什么要进行自动跟踪？

具有积分作用的调节器，当处于备用状态而又无自动跟踪时，调节器可能对偏差进行长时间的积分而有最大或最小输出，这时，如果从其他控制回路（如手操回路）切换到调节器回路，执行机构将产生较大的扰动，所以有积分作用的调节器处在备用状态时，必须对工作回路或阀位信号进行自动跟踪。

5-8下图是锅炉给水泵最小流量再循环控制系统SAMA图，试分析其工作原理。

由于泵在低流量下运行不但效率很低，而且还会产生汽蚀现象，所以每台泵都有一条最小允许流量曲线。

为了使给水系统在机组低负荷时能正常工作，又能使泵的流量不低于该泵的最小流量限制值。

通常在给水泵的出口装有再循环管。

当机组在低负荷状态下运行时，测量各给水泵的出口流量，当其小于给定值时，自动开启并调节安装在给水泵出口的再循环阀，使部分给水经过此阀门流回除氧器，再循环阀门根据泵的流量与最小流量限制之差进行调节。

图中，测量值PV为给水泵出口流量，设定值SP是给水泵出/入口差压值经过函数器f（x）的输出，再与运行人员在给定器A1上设定的偏置值叠加后形成的滑动设定值。

系统采用PI调节的单回路控制系统。

给水泵出口流量由变送器FT测量，并经开方得到。

给水泵出/入口差压由变送器DP测得。

M/A软手操站由手动/自动切换器T1、手动控制输出给定器A和显示器I组成。

当强制转手动信号“MRE”为“0”，且运行人员在M/A软手操站上选择自动时，系统处于自动状态，切换器T1选择调节器输出IT为控制输出信号I0,当系统处于手动状态时，切换器T1选择给定器A的输出为控制信号I0，其值由运行人员手操决定。

三个圆圈中的“I”表示PV值、SP值和M/A站的控制输出值均可在M/A操作站窗口画面上显示。

该系统中，为实现手动到自动的切换，在手动状态下，只要将手操信号I0反送到调节器，使调节器的输出信号IT等于I0即可。

控制系统除考虑正常的手动控制和自动调节外，还设计了以下三项保护功能：

⑴超驰控制（选择控制）。

切换器T2和T3分别是超驰关和超驰开选择器。

当给水泵再循环控制阀开度小于某数值，或给水泵跳闸时，逻辑信号PLW为“1”，T2选择“Y”对应的0值为输出，迅速关闭再循环控制阀。

当给水泵在运行同时又收到主燃料跳闸信号或给水泵准备启动时，逻辑信号PRA为“1”，T3选择“Y”对应的100%值为输出，迅速全开再循环控制阀。

“/L”是一个低限报警器，实际上，使再循环超驰关的“给水泵再循环控制阀开度小于某数值”逻辑信号，就是它发出的。

⑵执行器工况监视。

在再循环阀执行器输出端，有一个阀位变送器ZT，其输出IF与阀门开度成正比，将其与控制信号I0进行比较，当偏差较大时，通过上下限报警器H/L发出阀位偏差信号。

⑶强制手动。

发生PLW、PRA或阀位报警时，逻辑信号MRE为“1”，系统自动切到手动状态运行。

超驰控制一般放在控制器输出之后，所以，它比正常调节的优先级高，实际上是在异常工况下的一种保护措施。

当系统恢复正常后，其逻辑信号消失，系统恢复正常调节。

如主燃料跳闸时，给水流量将大幅度下降，为了防止给水泵流量过低，先强制开大再循环阀，经过一段延时，超驰控制信号消失再将控制权交给调节器。

超驰控制在自动控制系统中得到广泛的应用。

被调量的检测和执行器工况监视，每个实际系统都有，为使系统图简洁图中没有画出。

5-9SAMA组合符号如图所示，试说明图形符号的名称，并解释各英文缩写符号的含义。

5-10SAMA图如图所示，试说明此组态设计能否实现手动/自动无扰切换，其依据的原理是什么？

能实现手动/自动无扰切换，其依据的原理是自动跟踪。

当系统处于自动运行方式时，跟踪指令TF无效，PI调节模块处于工作状态，其输出信号通过切换器T送出去控制调节阀门的开度。

当系统处于手动运行方式时，调节阀门的开度大小通过手操器的升↑降↓按钮调节，此时跟踪指令TF有效，PI调节模块处于跟踪状态，其输出信号跟踪调节阀的阀位实测值（即TR）变化，实现了手动/自动之间的双向无扰切换。

5-11SAMA图如图所示，试说明此组态设计能否实现两个不同系统之间的无扰切换，其依据的原理是什么？

能实现两个不同系统之间的无扰切换，其依据的原理还是自动跟踪。

图示为给水单回路PI调节系统与给水串级加前馈调节系统之间的无扰切换示意图。

当“串级系统投入”信号无效时，切换器T的输出接“1”端，单回路调节系统工作，其输出信号通过切换器T送到执行机构作为控制指令。

此时，串级系统处于跟踪状态，主调节器跟踪给水流量测量值，副调节器跟踪执行机构阀位信号。

当“串级系统投入”信号有效时，切换器T的输出接“2”端，串级加前馈调节系统工作，其副调节器的输出经过切换器T送到执行机构作为控制指令。

此时，单回路系统处于跟踪状态，其输出跟踪执行机构阀位信号。

这样就会使两个系统进行相互切换时没有任何扰动。