北京贝利在过去十多年中为火电厂用户提供几十套dcs系统，其中模拟量控制系统（mcs）设计在满足合同要求的基础上，考虑一定的前瞻性，形成了自己的风格，逐步走向定型化，大大提高了合同执行速度和合同完成的质量。如今年4月在上海威钢高炉煤气发电机组调试期间，就曾以协调方式将机组升至满负荷，从而进入168计时。
本文拟对北京贝利火电机组的模拟量控制系统的主要设计思想作一概述。
一、机组主控系统（um）
图一是高炉煤气发电机组操作台上运行员使用的动态sama图，它粗略地显示了高炉煤气发电机组主控系统的逻辑关系。图二则是典型300mw机组主控系统的操作面板画面。机组主控系统的目的是产生机组的负荷指令（uld）。当机组主控与就地运行员接口时，运行员只需要输入目标兆瓦数；当机组主控与远方指令如中调调度员接口时，调度员只需要输入目标兆瓦数，并发出请求遥控脉冲给dcs，其它的事情都由dcs按预设的方式安全平稳地做好。机组主控也可以与厂级控制中心接口。图一是特例，该机组不受电网调度限制并且与电网约定，机组可以尽其所能发电，因此机组的远方目标负荷指令就是高炉煤气压力的函数。
为此机组主控系统就应具有以下功能：
1．机组负荷指令高低限幅
高低限可调。当机组负荷指令达到高限或低*，被阻止进一步增加或减小，并报警。迫降（rd）时，不受低限值限制，并以实际指令修正低限值，以通知远方指令系统，及实现从rd到协调方式的无扰切换。，发生迫升（rup）时，不受高限值限制，并以实际指令修正高限值，以通知远方指令系统，及实现从rup到协调方式的无扰切换。
2．机组负荷指令变化率机组负荷指令变化率规定当前uld向目标负荷指令趋近的速率。此变化率可由运行员随时调整，但受zui大变化率限制，当变压方式运行时，还进一步锅炉材料允许的温度变化率限制。负荷变化率的预设值如下：
（1）正常负荷变化率
定压运行时为3％／分
变压运行时为2.5％／分
正常负荷单方向升或降允许持续5分钟，然后保持5分钟（可调）
（2）zui大负荷变化率
定压运行时为5％／分
变压运行时为3％／分
设计采用限制变化率为零的手段实现负荷指令的闭锁加、闭锁减和保持功能。
3．辅机故障减负荷rb
在协调方式下，当两台引风机突然有一台跳闸，仅有一台维持运行，而这时机组负荷指令uld又大于单台引风机所能承受的负荷时，发生引风机rb。相似的有送风机rb，一次风机rb，除氧器和凝汽水位同时高rb，发电机定子冷却水流量低rb等，每种设备对应一种rb速率，当发生几种设备rb时，与rd速率比较，取zui大者为zui终减负荷速率，将机组负荷指令减下来，直到新的负荷指令等于或小于单台辅机的承受能力而停止rb。在非协调方式下，发生rb条件虽不能减机组负荷指令，但可以发出类似rb的信号给bms和deh，以便bms切除若干层给粉机，deh给汽机减负荷。
4、迫降负荷rd
rd的目的是在协调方式下使机组指令与投运设备能力匹配，在以下情况下，发生rd：
a．给水泵指令在zui高限，而实际给水流量比设定值低一定量
b．燃料主控器在指令zui高限，而实际燃料量比设定值低一定量
c．送风机指令在在zui高限，而实际风量比设定值低一定量
d．引风机指令在zui高限，而实际炉膛压力比设定值高一定量
e．当送风机接近喘振工况时
f．给水泵指令在zui高限，而实际汽包水位比设定值低一定量
rd的结果是使机组负荷指令以一定速率降下来，从而减小上述设备过程变量的偏差或脱离喘振工况而停止rd。
5、迫升负荷rup
rup的作用与rd相反，是在协调方式下提高机组负荷指令，以适应辅机当前工况，在以下情况下发生rup：
a．燃料主控器指令在zui低限，而实际燃量比设定值高一定量
b．给水泵指令在zui低限，而实际给水流量比设定值高一定量
c．送风机指令在zui低限，而实际风量比设定值高一定量
6、机组负荷指令方向闭锁
在下列情况下机组负荷指令闭锁加：
a．燃料量为zui大值
b．送风机指令为zui大值
c．送风机绝热压头比极限值高一个预定值
d．引风机指令为zui大值
e．给水流量比设定值小一个预定值
f．给水泵指令在zui大
g．汽机调门位置在zui大
h．机组指令比实发功率大一定值
i．机前压力比设定值低一定值
j．燃料量比设定值低一定值
k．风量比设定值低一量值
l．炉膛压力比设定值低一定量
m．炉膛压力比设定值高一定量
n．机组指令被上限幅
在下列情况下机组负荷指令闭锁减：
a．燃料量在zui低点
b．两台汽泵的指令都在zui低点
c．机前压力比设定值高一定值
d．实发mw比机组指令高一定值
e．燃料量比设定值高一定量
f．给水流量比设定值高一定值
g．炉膛压力比设定值高一定值
h．炉膛压力比设定值低一定值
i．风量在zui低点
j．机组负荷指令被低限幅
k．两台送风机的指令都在zui低点
l．汽机调门开度在zui低点
m．引风机指令在zui低点
设有go／hold按钮，当按下hold时，同时发生闭锁加和闭锁减。上述闭锁加、闭锁减不阻碍rd和rup的进行。
7．与调度中心（或厂级控制中心）接口
a、rtu到dcs的信号
1．发电机功率设定值：
中调调度员可以在本机组允许的zui大功率和zui小功率范围内，任意一个设定值作为机组目标负荷，然后投遥控。dcs接受此指令，按预设的负荷变化率升降负荷，zui终达到中调指令要求的值。发电机功率设定值在投遥控前不必跟踪dcs发来的机组实际
2．中调请求遥控机组：
这是一脉冲信号。dcs接受此信号后将机组主控站置成自动，接受中调遥控指令。此后机组运行员也可以将机组主控站置成手动，不接受中调遥控指令。运行员可以再次置成自动，又接受中调遥控指令。或者由中调再发脉冲信号，也同样可以实现中调遥控。
b、dcs到rtu的信号
1．机组允许投入中调遥控：
这是一电平信号，产生该电平信号的条件是同时存在：
·机组已实现就地机炉协调控制
·机组不在调频方式
·无rb，rd，rup条件
·中调信号无坏质量
中调收到此信号后，再发“中调请求遥控机组”脉冲信号，遥控才有效。
2．机组“已经投入中调遥控”证实：
这是一电平信号，实质上就是dcs中机组主控站处于自动状态。机组主控站处于自动状态的条件是同时存在：
·机组已实现就地机炉协调控制
·机组不在调频方式
·无rb，rd，rup条件
·中调信号无坏质量
·机组运行员将机组主控站置于自动状态或收到中调请求遥控机组的脉冲信号
3．机组指令增闭锁：
这是一电平信号。向中调显示，机组的负荷指令在趋近遥控指令（或机组运行员的目标兆瓦指令）的升降过程中，处于增闭锁状态。
4．机组指令减闭锁：
这是一电平信号。向中调显示，机组的负荷指令在趋近遥控指令（或机组运行员的目标兆瓦指令）的升降过程中，处于减闭锁状态。
5．机组当前负荷（功率值）
6．机组zui大允许负荷（功率值）
7．机组zui小允许负荷（功率值）
8．机组允许的负荷变化率。
机组主控手自动站以下设汽机主控手自动站和锅炉主控手自动站。汽机主控自动，锅炉主控手动为汽机跟踪方式；锅炉主控自动，汽机主控手动为锅炉跟踪方式；两者均自动为协调节方式；两者均手动为手动方式。在图一和图二中均有表示。
二、汽机主控（tm）
汽机主控系统的目的是建立汽机阀位指令。只有用软开关发出数字量输出（do）信号到deh，请求遥控汽机，并且收到deh来的数字输入（dl）信号应答后汽机主控手动站才有效，否则它的输出跟踪deh的“负荷参考”信号。汽机主控制站有效后，可以手动或自动。手动方式时，由运行员给出汽机高压调门的开度指令。自动方式时，接收两个pld调节中一个的输出：“协调方式汽机调节器”或“汽机跟踪方式汽机调节器”。
1．协调方式下的汽机指令
遵循以下模型：
汽机指令＝uld+mwe—tpe+∫（mwe—tpe）
其中：uld一机组负荷指令。
mwe一机组负荷指令减去实发功率所得之差。
tpe一机前压力设定值减去机前压力所得之差。
汽机参与消除mw余差，而不参与消除主汽压余差。
2．汽机跟踪方式下的汽机指令
锅炉主控在手动，汽机主控在自动，汽机主控用来控制机前压力，这属于汽机跟踪方式。用机前压力偏差的比例积分作用实现。锅炉指令除以机前压力设定值作前馈。机组指令跟踪实发功率。
3．锅炉跟踪方式下的汽机指令
锅炉主控在自动，汽机主控在手动，运行员在汽机主控器上设置汽机阀门指令，或者由deh控制着汽机，这属于锅炉跟踪方式。锅炉主控器的任务是维持主汽压力。机组指令跟踪实发功率。
4．基本方式下的汽机指令