1、控制系統(tǒng)仿真組成
　　
　　電站培訓(xùn)仿真機(jī)的主要仿真對象是大容量單元機(jī)組，包括過程仿真和控制系統(tǒng)仿真兩部分。電站自動控制系統(tǒng)仿真一般包括：機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）、燃燒器管理系統(tǒng)（BMS）或爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）、汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）、給水泵微機(jī)電液控制系統(tǒng)（MEH）、汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)（BPC）和輔機(jī)順序控制系統(tǒng)（SCS）。
　　
　　用于開發(fā)電站培訓(xùn)仿真機(jī)的支撐軟件有加拿大CAE電子公司的ROSE系統(tǒng)、美國ABB公司的CET-RAN系統(tǒng)、華北電力大學(xué)仿真控制公司的STAR-90系統(tǒng)、亞洲仿真控制公司的ASCA系統(tǒng)，清華大學(xué)能源仿真公司的ISSE系統(tǒng)等。無論哪種仿真支撐軟件，其控制系統(tǒng)中一些控制算法和邏輯都較復(fù)雜，且變量數(shù)量大，但基本原理一致?？刂葡到y(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立，主要是依據(jù)各系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖和邏輯圖，根據(jù)其功能選擇相應(yīng)的算法。寶雞第二發(fā)電公司300MW仿真機(jī)采用華北電力大學(xué)仿控公司研制的STAR-90仿真支撐軟件。
　　
　　2、STAR-90仿真支撐軟件特點(diǎn)及控制系統(tǒng)主要算法
　　
　　STAR-90仿真支撐系統(tǒng)有以下特點(diǎn)
　　
　　（1）采用工程建模；
　　
　?。?）提供在線交互式建模修改方法；
　　
　?。?）模型數(shù)據(jù)庫在建模中自動生成；
　　
　?。?）支持多模型運(yùn)行環(huán)境；
　　
　　（5）各模塊可根據(jù)需要選取相應(yīng)的計(jì)算步距；
　　
　?。?）全部支撐系統(tǒng)軟件（除算法子程序采用FORTRAN語言編寫）均由C語言編寫，可移植性強(qiáng)；
　　
　?。?）算法庫內(nèi)容豐富，基本可覆蓋各種類型的火電站仿真需要，過程算法依物理機(jī)理建立，具有較高的仿真精度；
　　
　?。?）工程師臺／教練員臺界面采用X-Windows編程環(huán)境開發(fā)而成，具有多窗口功能，顯示畫面美觀，界面友好；
　　
　　（9）自動生成AUTOCAD風(fēng)格的模塊組態(tài)圖。
　　
　　寶雞第二發(fā)電公司單機(jī)容量300MW機(jī)組采用美國西屋公司W(wǎng)DPF集散控制系統(tǒng)，針對本集散系統(tǒng)采用的主要控制算法見表1。其中部分為常規(guī)算法，部分為根據(jù)WDPF系統(tǒng)圖和邏輯圖編制的專用算法。
　　　　3控制系統(tǒng)建模組態(tài)
　　
　　在電廠集散控制系統(tǒng)中，所有熱工信號和參數(shù)可分為2大類，即開關(guān)量與模擬量。開關(guān)量的控制只是單純的邏輯控制，不參與直接調(diào)節(jié)，整個系統(tǒng)只有兩個狀態(tài)“1”、“0”。通過與、或、非、觸發(fā)器等邏輯算法，完夠?qū)崿F(xiàn)程序控制與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的仿真。BMS及SCS都是純邏輯控制，圖1為FSSS系統(tǒng)A磨煤機(jī)防爆蒸汽門邏輯，圖2為用仿真語言實(shí)現(xiàn)的模型組態(tài)。可以看出，邏輯組態(tài)相對較容易，但整個控制系統(tǒng)邏
　　
　　輯組態(tài)變量較多，工作量大。不同的電站邏輯與保護(hù)系統(tǒng)不同，但用各種語言實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系都非常容易。
　　
　　CCS、DEH、MEH、BPC既有調(diào)節(jié)功能，又有邏輯控制功能。無論控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式、控制儀表怎樣變化，控制系統(tǒng)的子回路大多還是以傳統(tǒng)PID算法構(gòu)成的單回路、串級、前饋等控制形式為主。調(diào)節(jié)控制回路的組態(tài)主要由調(diào)節(jié)器算法、操作器算法、設(shè)定值算法等組成。圖3是除氧器壓力控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)示意，圖4為仿真模型組態(tài)。　　
　　整個控制系統(tǒng)仿真中，PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的設(shè)置非常重要。單回路反饋控制系統(tǒng)的品質(zhì)取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、各元件特性、擾動形式和振幅及系統(tǒng)穩(wěn)定性等。仿真機(jī)熱工控制調(diào)節(jié)對象為仿真過程及設(shè)備模型，如汽包水位、主蒸汽溫度等，這些參數(shù)由過程及設(shè)備模型算法計(jì)算，該算法的特性、仿真程度、精度將直接影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)。在各設(shè)備、元件特性正常情況下，能否使系統(tǒng)保持zui佳工作狀態(tài)主要取決于調(diào)節(jié)參數(shù)。在仿真機(jī)中，對PID參數(shù)的整定一般采用工程整定法（經(jīng)驗(yàn)試湊）。寶雞第二發(fā)電公司300MW機(jī)組仿真機(jī)控制系統(tǒng)仿真精度高，自動和保護(hù)投入率為100％。
　　
　　4控制系統(tǒng)仿真與實(shí)際集散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的不同
　　
　　實(shí)際控制系統(tǒng)組態(tài)通過控制系統(tǒng)軟件以梯形圖、組態(tài)圖的形式實(shí)現(xiàn)，控制軟件包括相應(yīng)的文本算法、調(diào)節(jié)算法、邏輯算法等，可實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)所有調(diào)節(jié)和邏輯控制。控制組態(tài)為圖形方式，分析、組態(tài)、維護(hù)較為直觀方便。在實(shí)際系統(tǒng)中控制系統(tǒng)接受現(xiàn)場實(shí)際測量信號，如差壓、壓力、溫度等。為保證測量精度，在很多情況下需要由軟件完成信號的處理及補(bǔ)償，如汽包水位需要由壓力和溫度信號進(jìn)行補(bǔ)償，蒸汽流量信號也需由差壓、壓力、溫度信號進(jìn)行計(jì)算。在仿真系統(tǒng)中，熱力過程及設(shè)備經(jīng)過許多理想化假設(shè)，由過程及設(shè)備算法計(jì)算出的熱工參數(shù)一般不需進(jìn)行處理，必要時僅做信號標(biāo)稱計(jì)算。同一調(diào)節(jié)回路的調(diào)節(jié)器參數(shù)，由于仿真機(jī)中調(diào)節(jié)對象的仿真和實(shí)際設(shè)備不可能完全一致，PID參數(shù)的設(shè)置與現(xiàn)場也不一致。有時為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場控制系統(tǒng)的一些特殊功能，在仿真系統(tǒng)中需要增加一些相應(yīng)的算法。
　　
　　5控制系統(tǒng)仿真應(yīng)用
　　
　　電站熱工控制系統(tǒng)仿真，很好地實(shí)現(xiàn)了仿真機(jī)與現(xiàn)場1:1仿真，可全面系統(tǒng)地對機(jī)組運(yùn)行人員進(jìn)行運(yùn)行操作技能的培訓(xùn)，提高監(jiān)控能力和運(yùn)行技術(shù)水平。
　　
　　應(yīng)用仿真機(jī)可以優(yōu)化調(diào)節(jié)器參數(shù)，使各控制系統(tǒng)始終保持在zui佳調(diào)節(jié)品質(zhì)狀態(tài)。在控制系統(tǒng)修改后，仿真工程師可以在仿真機(jī)上做出控制系統(tǒng)資料變化后的動態(tài)響應(yīng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不符合調(diào)節(jié)規(guī)律時，可立即查明工程資料中存在的問題，并及時進(jìn)行修改。為改善調(diào)節(jié)品質(zhì)，一些常規(guī)調(diào)節(jié)器可改為變參數(shù)調(diào)節(jié)器。
　　
　　采用STAR-90仿真軟件，控制系統(tǒng)功能完善，仿真精度較高。如果建模組態(tài)能以圖符方式實(shí)現(xiàn)，對用戶來說將更加直觀方便，也便于維護(hù)和分析。另外，建模的過程數(shù)據(jù)變量龐大，工作量較大，如能有效地和現(xiàn)場控制系統(tǒng)軟件結(jié)合起來，工作量將大大減小，也更利于運(yùn)行操作培訓(xùn)和大型機(jī)組集散控制系統(tǒng)仿真軟件的開發(fā)。