沈阳工程学院
课程设计
设计题目：300MW机组给水全程控制系统设计
学院自动化学院班级自动化B13 学生姓名学号 2000000000 指导教师邓玮李玉杰职称副教授副教授
起止日期：2014年06月23日起——至2014年06月29日止
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目：300MW机组给水全程控制系统设计
学院自动化学院班级自动化B13
学生姓名学号 2000000000 指导教师邓玮李玉杰职称副教授、副教授
课程设计进行地点：教学楼F座619室
任务下达时间：2014 年06 月23日
起止日期2014年06月23日起——至2014年06月29日止
自动化系主任2014年06月20日批准
1.设计主要内容及要求；
（1）给水控制对象动态特性分析；
（2）给水控制系统控制方案设计与原理分析；
（3）控制系统组态图分析；
（4）CAD制图。
2.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；
（1）.课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
（3）.说明书（论文）手写或打印均可。手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
（4）. 课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排；
沈阳工程学院
热工过程控制系统课程设计成绩评定表学院（系）：自动化学院班级：自动化B13 学生姓名：
摘要
火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国的重点能源工业之一。大型火力发电机组具有效率高、投资省、自动化水平高等优点，在国内外发展很快。给水控制系统是火电厂非常重要的控制子系统。汽包水位是锅炉安全运行的重要参数，同时它还是衡量锅炉汽水系统物质是否平衡的标志，因此水位控制系统一直受到重视。
本文第二章首先讨论了给水系统的控制任务，介绍了常规水位控制系统的控制原理以及测量部分、控制器部分和执行器部分的结构。第三章分析了汽包锅炉给水系统的动态特性，介绍了水位、给水量、和蒸汽量的测量方法，分析了三冲量的扰动对控制系统的影响。第四章中集中讨论了锅炉水位控制略, 探讨了汽包锅炉在热工控制上的技术特点，具体介绍了单冲量、双冲量和三冲量等控制方式。
关键字汽包水位，三冲量，控制策略
目录
摘要................................................................... I 第一章绪论.. (1)
1.1课题的研究背景及意义 (1)
1.2国内外的发展状况 (1)
第二章给水控制系统原理 (2)
2.1 给水控制系统的任务 (2)
2.2给水调节对象的动态特性 (2)
2.3系统扰动分析 (5)
2.3.1 给水扰动 (5)
2.3.2 蒸汽流量扰动 (6)
2.3.3 燃料量扰动 (8)
2.3.4其他扰动 (8)
第三章电厂300MW机组给水控制系统分析 (9)
3.1 300MW机组给水系统简介 (9)
3.2 MAX1000给水控制画面分析 (10)
3.2.1 MAX1000中CCS画面基本功能介绍 (11)
3.2.2 给水系统主要操作过程 (11)
3.3 给水控制系统的逻辑分析 (13)
3.3.1 给水控制系统逻辑简图 (13)
3.3.2 给水控制系统逻辑分析 (14)
参考文献 (15)
第一章绪论
1.1课题的研究背景及意义
火力发电厂在我国电力工业中占有主要的地位，是我国的重点能源工业之一。大型火力发电具有效率高、投资省、自动化水平高等优点，在国内外发展快。随着电力需求的日益增长，以及能源和环保的要求，我国的火电建设开始向大容量、高参数的大型机组靠拢。但是，火电机组越大，其设备结构就越复杂，自动化程度也要求越高。
给水控制系统是火电厂非常重要的控制子系统。汽包水位是锅炉安全运行的重要参数，同时他还是衡量锅炉汽水系统物质是否平衡的标志。
随着机组容量的增大，运行参数的不断提高，对汽包水位的的控制品质要求也会越高，为了机组的安全、经济运行，需要采用设计更合理、功能更完善的控制系统，给水自动控制系统可以大大减轻人员的劳动强度，汽包水位的稳定性也得到极大的提高，保障了几组的安全、稳定运行。
为了实现电能生产的“高效‘洁净、经济、可靠、安全”的要求，火电厂汽轮机的参数经历了低压、中压、高压、超高压、亚临界和超临界参数的发张阶段，目前正向超临界参数的方向发展。
1.2国内外的发展状况
我国自上世纪80年代引进亚临界火电机组技术以来，虽在改进、优化和发展取得一定的经验，并使300MW、600MW的亚临界火电机组成为我国火力发电的主力机组，但这种亚临界机组依然存在重大问题，这已成为制约我国电力工业发展的瓶颈。因此，借鉴国际上最先进的技术，研究并发展600MW~1000MW超临界火电机组，是提高电机机组的热效率，实现节能降耗和改善环保状况的有效途径。
随着火电机组的参数的提高，水的饱和温度相应提高，气化潜热减少；当压力提高倒22.115MPa 时，气化潜热为零，气和水的密度差也等于零，该压力成为临界压力。在临界点时，饱和水与饱和蒸汽之间不再有汽、水共存的两相区存在。当机组工作参数高于这一临界状态参数时，称之为超临界机组。对蒸汽动力装置循环的理论分析表明，提高循环蒸汽的初始参数和降低循环的终结参数都可以提高循环的热效率。实际上，蒸汽动力装置的发展和进步一直都是沿着提高工作参数的方向进行的。超临界火电技术是目前唯一先进、成熟和达到商业化应用的洁净煤发电技术。随着火电机组容量的提高及参数的增加，机组在启停过程中需要坚实的参数及控制的项目越来越多。超临界机组锅炉给水控制系统是超临界机组控制系统中的重点和难点。我国火电机组的单容量不足20MW,平均供电煤耗达到399g（kw/h），比国外先进水平高70~80g(kw/h),高出25%以上，资源浪费严重，从而也加大了对大气的污染。因此，超临界机组锅炉给水控制系统的研究至关重要。近年来，我国通过研究超临界机组给水系统并建立了一些超临界火电机组给水系统的数学模型。
第二章 给水控制系统原理
2.1 给水控制系统的任务
给水系统是发电厂热力系统的重要组成部分，因此在任何情况下都要保证不间断向锅炉供水。其中，工质流量大、压力高，对发电厂安全、经济、灵活运行至关重要。给水泵是给水系统的心脏，为工质的传送提供动力。传统小容量机组一般采用定速泵配合给水操作平台的方式工作，随着单机容量不断增大，操作平台中调节阀承受的压力差越来越大，节流损失越来越严重，安全性和经济性也就得不到保障。为此，现代大容量火电机组大都采用变速给水泵，一般采用汽动给水泵作为运行泵，电动给水泵仅在启动阶段或事故情况下使用，正常运行工况下作为备用泵。
对于汽包锅炉而言，汽包水位是锅炉运行的重要指标，保持水位在一定的范围内是保证锅炉安全运行的首要条件，水位过高、过低、都会给锅炉及蒸汽用户的安全操作带来不利的影响。首先，水位过高，会影响汽包内的汽水分离，饱和水蒸汽将会带水过多，导致过热器管壁结垢并损坏，使过热蒸汽的温度严重下降。如以此过热蒸汽带动气轮机，则将因蒸汽带液损坏汽轮机的叶片，造成运行的安全事故。然而，水位过低，则因汽包内的水量较小，而负荷很大，加快水的汽化速度，使汽包内水量的变化速度很快，如不及时的加以控制，有可能使汽包内的水完全汽化。由于汽包是无自平衡的单容环节，且给水是先经过省煤器，该对象的特点是有延迟、有惯性、无自平衡能力，所以其特性是惯性环节，积分环节和有一定的延迟的组合。
汽包锅炉给水自动控制的任务是使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在规定的范围内，保持汽包水位正常同时保持给水流量稳定。给水控制对象的被控量是汽包水位H 。影响水位变化的因素很多，主要的有锅炉蒸发量D 、给水量w 、汽包压力P 、锅炉负荷等。
2.2给水调节对象的动态特性
汽包水位是工业蒸汽锅炉安全、稳定运行的重要指标，是锅炉蒸汽负荷与给水间物质是否平衡的重要标志，维持汽包水位正常是保证锅炉和汽轮机安全运行的必要条件。汽包锅炉给水控制系统的作用是使锅炉的给水量自动适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在规定范围内波动。其中给水流量和蒸汽流量是影响汽包水位的两种主要扰动，前者来自调节器，称为内扰，后者来自负荷侧，称为外扰。汽包炉给水控制对象的结构如图3.1所示。影响水位的因素主要有：锅炉蒸发量（负荷D ），给水量G ，炉膛热负荷（燃烧率M ），汽包压力P 。
控制系统的物质平衡方程为：
dt D G Ddt Gdt dH A )()('''-=-=-ρρ （3-1） 将式（3-1）进一步变换得：
D G dt
dH A -=-)('''ρρ （3-2）
令 '''()C A ρρ=-，则上式变为：D G dt
dH C -= （3-3）
图3.1 给水调节对象
锅炉给水控制对象的动态特性有以下特点：
（1）由于对象的内扰动态特性存在一定的延迟和惯性，控制系统应考虑采用串级控制方案。
（2）由于对象在蒸汽流量和热负荷扰动时有虚假水位现象，控制系统应考虑采用以主要扰动(蒸汽流量D)为前馈信号的前馈控制，以改善给水控制系统的控制质量。
（3）负荷变化时出现的虚假水位现象是锅炉运行中的必然现象，是无法通过控制给水流量来克服的，只有限制负荷的一次突变量和变负荷速度来减小。
（一）给水流量扰动下水位的动态特性
给水流量是调节机构所改变的控制量，给水流量扰动是来自控制侧的扰动，又称内扰。给水量流量扰动下水位的阶跃响应曲线如图11－2所示。当给水流量阶跃增加ΔW后，水位的变化如图中曲线2所示。水位控制对象的动态特性表现为有惯性的无自平衡能力的特点。当给水流量突然增加后，给水流量虽然大于蒸发量，但由于给水温度低于汽包内饱和水的温度，给水吸收了原有饱和水中的部分热量使水面下汽泡容积减小，所以扰动初期水位不会立即升高。当水面下汽泡容积的变化过程逐渐平衡，水位就反应出由于汽包中贮水量的增加而逐渐上升的趋势，最后当水面下汽泡容积不再变化时，由于进、出工质流量不平衡，水位将以一定的速度直线上升。图中曲线1为不考虑水面下汽泡容积变化，仅考虑物质不平衡时的水位反应曲线，为积分环节的特性，曲线3为不考虑物质不平衡关系，只考虑给水流量变化时水面下汽泡容积变化所引起的水位变化，可认为是惯性环节的特性。在给水流量扰动下实际的水位变化曲线2可以认为是曲线1和3的合成。
图11－2
因此，给水流量扰动下汽包水位的动态特性，可用传递函数表示为：
τ― 迟延时间（s ）；
ε― 响应速度，即给水流量改变一个单位流量时，水位的变化速度[mm .s -1/(t .h -1)]
τ和ε可由水位阶跃响应曲线上求得，即延长图11－2中曲线2的直线段与时间轴的交点为A ，与纵坐标轴的交点为B ，则
迟延时间 τ=OA
其中 ΔW —给水流量的阶跃值。
当然，也可以采用ε的倒数Ta=1/ε（称为响应时间）来表示水位对扰动响应的快慢。
响应时间的物理意义可定义为；当扰动量为100％（从满负荷突然变化到0），水位（被调量）变化100％所需要的时间。例一台410t/h 锅炉，其水位的允许最大变化范围规定为200mm ，若已知水位的响应时间Ta 为30s ，则当锅炉在满负荷运行突然停止供水时，汽包水位将在30s 内下降200mm ；或者说，如果锅炉给水流量突然减少1%，则水位将在20s 内下降20mm 。
ε和τ的大小与锅炉的容量及参数有关，容量为410t/h ，参数为9.8MPa 、540℃的高压炉，τ=10s ，ε=0.015[mm .s -1/(t .h -1)] ；对于容量为670t/h ，参数为13.72MPa 、540℃的超高压炉，τ=5～10s ，ε=0.0095～0.0125[mm .s -1/(t .h -1)] 。由此可见，随着锅炉容量的增大和参数的提高，水位内扰特性的迟延时间减小，对水位H 的控制是有利的。但是，如果按锅炉容量的增大来计算响应速度（以额定容量的1％来计算）则得到的相对响应速度逐渐增大，说明随着锅炉容量和参数的提高，对水位H 控制的要求也越高。
蒸汽流量扰动下的水位的动态特性
蒸汽流量扰动主要来自汽轮发电机组的负荷变化，属外部扰动。在蒸汽流量D 扰动下水位变化的阶跃响应曲线如图11－3所示。当蒸汽流量突然阶跃增大时，由于汽包水位对象是无自平衡能力的，这时水位应按积分规律下降，如图中H 1曲线所示，但是当锅炉蒸发量突然增加时，汽包水下面的汽泡容积也迅速增大，即锅炉的蒸发强度增加，从而使水位升高，因蒸发强度的增加是有一定限度的，故汽泡容积增大而引起的水位变化可用惯性环节特性来描述，如图中曲线H 2 所示，实际的水位变化曲线H 则为H 1和H 2的合成。由图中可以看出，当锅炉蒸汽负荷变化时，汽包水位的变化具有特殊的形式：在负荷突然增加时，虽然锅炉的给水流量小于蒸发量，但开始阶段的水位不仅不下降，反而迅速上升（反之，当负荷突然减少时，水位反而先下降），这种现象称为“虚假水位”现象，这显然是因为在负荷变化的初始阶段，水面下汽泡的体积变化很快，它对水位的变化起主要影响作用的缘故，因此水位随汽泡体积增大而上升。只有当汽泡容积与负荷适应而不再变化时，水位的变化就仅由物质平衡关系来决定，这时水位就随负荷增大而下降，呈无自平衡特性。
蒸汽流量扰动下的水位响应特性可用下述近似传递函数来描述：
式中 T 2—H 2曲线的时间常数 )
211(11-??=?=?=W H W
OA OB W tg ταε响应速度)
311(1
-??==H W
Ta τε)411(1)()()(22--+==S
S T K s D s H s W OD ε
K2—H2曲线的放大系数
ε—H1曲线的响应速度
上面所述的蒸汽流量扰动下的水位控制对象动态特性，只是从蒸发强度变化对汽泡容积的影响方面定性地说明水位变化的特点。实际上，改变汽轮机的用汽量引起的蒸汽流量的阶跃扰动，必定引起汽压的变化，汽压变化也会影响到水面下汽泡的体积变化，所以实际的虚假水位现象会更严重些。
炉膛热负荷扰动下水位控制对象的动态特性
当燃料量扰动时，例如燃料量增加使炉膛热负荷增强，从而使锅炉蒸发强度增大。若此时汽轮机负荷未增加，则汽轮机侧调节阀开度不变。随着炉膛热负荷的增大，锅炉出口压力提高，蒸汽流量也相应增加，这样蒸汽流量大于给水流量，水位应该下降。但是蒸发强度增大同样也使水面下汽泡容积增大，因此也会出现虚假水位现象。燃料量扰动下的水位阶跃响应曲线如图11－4所示，它和图11－3有些相似。只是，在这种情况下，蒸汽流量增加的同时汽压也增大了，因而使汽泡体积的增加比蒸汽流量扰动时要小，从而使水位上升较少。另外，由于蒸发量随燃料量的增加有惯性和时滞，如图11－4中虚线所示，这就导致迟延时间τB较长。
2.3系统扰动分析
2.3.1 给水扰动
汽包水位在给水流量作用下的动态特性：给水量是锅炉的输入量，如果蒸汽负荷不变，那么给水流量变化时，汽包水位的运动方程式可以表示为：
W W W W u k dt du T dt dh T dt h d T T +=+12221 （3-5）
可以得到汽包水位在给水流量作用下的传递函数为：
)
1()()(21)(01++==S T S T K S T V S H S G W W S W （3-6） 对于中压锅炉，上式中Tw 的数值很小，常常可以忽略不计，因此可以进一步改写为：
)
1()()(2)(01+==S T S V S H S G S W ε （3-7） 给水量扰动时水位阶跃响应曲线如图3.5所示。
（a ） 沸腾式 （b ） 非沸腾式
图3.5 给水量扰动时水位阶跃响应曲线
图3.5中曲线（a ）为沸腾式省煤器情形下水位的动态特性，曲线（b ）为非沸腾式省煤器情形下水位的动态特性。
从物质平衡的观点来看，加大了给水量G ，水位应立即上升，但实际上并不是这样，而是经过一段迟延，甚至先下降后再上升。这是因为给水温度远低于省煤器的温度，即给水有一定的过冷度，水进入省煤器后，使一部分汽变成了水，特别是沸腾式省煤器，给水减轻了省煤器内的沸腾度，省煤器内的汽泡总容积减少，因此，进入省煤器内的水首先用来填补省煤器中因汽泡破灭容积减少而降低的水位，经过一段迟延甚至水位下降后，才能因给水量不断从省煤器进入汽包而使水位上升。在此过程中，负荷还未发生变化，汽包中水仍然在蒸发，因此水位也有下降趋势。
2.3.2 蒸汽流量扰动
汽包水位在蒸汽流量扰动下的动态特性，可以用下式表示（假定给水量不变） )(12221D D D D u k dt du T dt dh T dt
h d T T +-=+ （3-8）
则 )
1()()(21)(2++-==S T S T K S T V S H S G D D
S D F （3-9） 上式可通过两个动态环节的并联来等效，即 11)()(2'
')(22++-==S T K S T V S H S G a S D F （3-10） 式中：D a K T T 1'= 12'2/)(T T T K K D D -=。
图3.6 蒸汽量D 扰动下的水位阶跃响应曲线
如果只从物质平衡的角度来看，蒸发量突然增加D ?时，蒸发量高于给水量，汽包水位是无自平衡能力的，所以水位应该直线下降，如图3.6中H 1(t)所示那样，但实际水位是先上升，后下降，这种现象称为“虚假水位”现象，如图中H(t)所示。其原因是由于负荷增加时，在汽水循环回路中的蒸发强度也将成比例增加，水面下汽泡的容积增加得也很快，此时燃料量M 还来不及增加，汽包中汽压b p 下降，汽包膨胀，使汽泡体积增大而水位上升。如图3.7中H 2(t)所示。在开始的一段时间H 2(t)的作用大于H 1(t)。当过了一段时间后，当汽泡容积和负荷相适应而达到稳定后，水位就要反映出物质平衡关系而下降。因此，水位的变化应是上述两者之和，即
12()()()H t H t H t =+ （3-11）
2.3.3 燃料量扰动
图3.7 燃料量扰动下水位阶跃响应曲线
炉膛热负荷扰动即是指燃料量M的扰动。燃料量增加时，锅炉吸收更多的热量，使蒸发强度增大，如果不调节蒸汽阀门，由于锅炉出口汽压提高，蒸汽流量也增大，这时蒸发量大于给水量，说位应下降。但由于在热负荷增加时蒸发强度的提高，使汽水混合物中的汽泡容积增加，而且这种现象必然先于蒸发量增加之前发生，从而使汽包水位先上升，从而引起“虚假水位”现象。当蒸发量与燃烧量相适应时，水位便会迅速下降，这种“虚假水位”现象比蒸汽量扰动时要小一些，但其持续时间较长。
2.3.4其他扰动
以上三种扰动在锅炉运行中都可能经常发生。但是由于控制通道在给水侧，因此蒸汽流量D和燃料量M习惯上称为外部扰动，它们只影响水位波动的幅度。而给水量G扰动在控制系统的闭合回路里产生，一般称为内部扰动。因此，汽包水位对于给水扰动的动态参数是给水控制系统调节器参数整定的依据，此外，由于蒸汽流量D和燃料量M的变化也是经常发生的外部扰动。所以常引入D、M 信号作为给水控制系统里的前馈信号，以改善外部扰动时的控制品质。
影响水位的因素除上述之外，还有给水压力、汽包压力、汽轮机调节汽门开度、二次风分配等。不过这些因素几乎都可以用D、M、G的变化体现出来。为了保证汽压的稳定，燃料量和蒸发量必须保持平衡，所以这两者往往是一起变化的，只是先后的差别。
第三章丰城电厂300MW机组给水控制系统分析
3.1 300MW机组给水系统简介
3.1 给水系统结构图
如图3.1所示，本机给水系统设置2台50%容量、带前置泵的汽动给水泵组和一台50%额定容量带前置泵的电动调速给水泵组。两台汽动泵为正常运行，电动泵用于机组启动初期给水和正常运行事故备用。
各给水泵出口均设置独立的再循环装置。其作用是保证给水泵有一定的工作流量以免发生汽蚀。水泵的最小流量一般是泵设计流量的1/5～1/3，当泵的工作流量小于或等于最小流量时，就应该开启再循环阀门，使给水返回到除氧器给水箱，保证给水泵正常工作。每条再循环管路上装设一套最小流量调节装置，其调节信号取自前置泵和给水泵之间管路上的文丘里流量计。
从三台给水主泵的中间抽头各引出一根支管，每根管上装一个止回阀和一个闸阀，三根管子最后汇合成一根Φ133×10的总管通往再热器减温器。三台给水泵的出口管均为Φ298.5×36，在电动闸阀后合并成一根Φ406.4×55的给水总管接往高加。
高加前的给水总管上引出两根Φ133×16管道，一根向汽机高压旁路阀提供减温水，管道设有电动闸阀和气动调节阀；另一根向锅炉过热器提供减温水，管路上设有流量测量装置、气动闸阀温度控制阀和电动闸阀。
三台高加采用带三通阀和快速关断阀的大旁路系统。三通阀始终保证一路是畅通的。采用大旁路使系统简化，但高加任何一台故障，三台高加都必须同时切除。
省煤器前设一容量较大的电动闸阀和与其并联的15%容量的旁路调节阀及前后两个闸阀。小旁路在机组启动初期给锅炉上水和低负荷时用，此时给水量由旁路调节阀开度和电泵转速配合调节。当给
水量大于一定负荷（20%额定给水量）时切至给水主路，此时给水流量仅靠给水泵转速调节。
3.2 MAX1000给水控制画面分析
丰城电厂300MW机组分散控制系统（DCS）采用的是美国MCS公司的MAX1000产品,图3.2所示为给水全程控制系统设计方案的SAMA图，结合该SAMA图，利用MAX1000系统应用处理器提供的系统软件工具，可完成符合控制策略的组态工作。它采用电动给水泵及调节阀相结合的方式控制汽包水位，根据负荷指令（蒸汽流量）控制给水流量，能在不同负荷下保持汽包水位为给定值。
3.2 锅炉给水全程控制系统图
3.2.1 MAX1000中CCS 画面基本功能介绍
在主菜单上部或任一画面的底部点击CCS 菜单按钮，可进入CCS 系统主菜单，单击其中任一菜单按钮，即可进入相应CCS 闭环控制画面。
CCS 系统画面由操作器控制面板组成，如图3.3所示，在各操作面板上，主要有以下显示操作量：
PV ：过程变量，以数值及棒图显示；
SP ：设定值，以数值及指针显示；
DMD ：操作指令量，以数值及棒图显示；
OUT ：控制器输出，以数值及棒图显示；手动状态下点
击可弹出一对话框，可使操作员键入对控制器输出的期望值；
DEV ：控制器输出与阀位反馈间的偏差，以指针显示；
SP 、SP Bias ：设定值或设定值偏置值的组合框显示，在其内
以数值形式显示设定值或设定偏置。在其上点击，可弹出一对话框，
允许操作员键入控制器的设定值或设定值偏置；
自动按钮 ：点击该按钮进行控制器向自动方式的切换，当
控制器为自动方式时，该按钮以亮色显示。
手动按钮：点击该按钮进行控制器向手动方式切换，当控制
器为手动方式时，该按钮以亮色显示；
LOC 按钮；点击该按钮进行控制器向本地方式切换，当控
制器为本地方式时，该按钮显示“LOC ”，此时只能在盘台硬手操上
操作。
控制器输出手动增减按钮:当控制器在手动状态下，单击这
两个按钮，可以一定的步距值增减控制器的输出，当阀位反馈为关
到位时，减按钮为亮色，开到位时增按钮为亮色。 设定值/偏置值增减按钮：可以一定的步距值增减控制器的
设定值或偏置值。
每个CCS 画面中都有一组切换画面区域，使操作员切换到任一CCS 画面。
3.2.2 给水系统主要操作过程
⒈锅炉上水前的准备
开启高加出口电动阀，出口阀全开后开启进口三通阀，高加水侧投入。打开电泵中间抽头阀。就地开启电泵再循环隔离门。CCS 将电泵最小流量再循环调节阀投自动。开启电泵辅助油泵，并投入联锁。查除氧器水位正常，水位调节正常。开启电泵前置泵进口电动门，准备启动电泵给锅炉上水。
⒉锅炉点火冲转后，升负荷
负荷升至60MW 时开启四抽电动总门及逆止门，做汽泵A 、B 启动前的准备。就地开启汽泵最小流量再循环隔离门。CCS 将最小流量再循环调节门投自动。打开汽泵前置泵进口阀，启动前置泵，检查前置泵电流及出口压力正常。如图3.4，给水控制1画面。
3.4给水控制2的CCS控制画面
负荷升至120MW时，当给水量＞20%(约180t/h)时，关闭锅炉省煤器再循环阀。将锅炉给水由启动旁路切至主路(打开主给水阀，关闭启动旁路调节阀)。切换过程应力求平稳，减少对汽包水位的影响。由于主给水阀容量较大，为此切换前应适当降低电泵转速。切换完成后汽包水位由电泵转速调节。给水流量＞25%时，给水控制自动由单冲量切至三冲量，此时应注意维持汽包水位，可在CCS菜单的给水2画面中将电泵转速投自动。如图3.5所示。
随后启动一台汽动给水泵运行，调整好电泵与汽泵并列运行的负荷分配，汽泵启动时注意维持汽包水位。
图3.5给水控制2的CCS控制画面
负荷至180MW，启动另一台汽动给水泵，启动步骤同第一台。当两台汽泵均交给CCS调节后，逐渐均衡增加两台汽泵转速，同时降低电泵转速。当电泵出口压力小于给水母管压力后，停电泵并投入备用。汽泵、电泵切换过程注意维持汽包水位，当水位稳定后，可投入汽包水位自动调节。
3.3 给水控制系统的逻辑分析
3.3.1 给水控制系统逻辑简图
如图3.6所示为给水控制系统的逻辑简图。系统总体设计思路为：当锅炉启动或低负荷时，由一台给水泵供水；高负荷时由两台给水泵供水，另外一台备用。给水调节系统在低负荷时，采用单冲量水位控制方式,由低负荷调节门给水；高负荷时采用给水串级三冲量控制方式，由主给水调节门给水。这是因为低负荷时用水量很少，水位波动较大，如此时用主给水管道给水，会降低调节精度，致使汽包水位不稳定；高负荷时锅炉用水量大，低负荷管路给水不能满足蒸发量，必须用主给水管道给水。因此，根据负荷变化，给水全程控制回路可分为：低负荷时单冲量给水控制；高、低负荷给水切换控制；高负荷三冲量给水控制三部分。
在机组负荷达到额定负荷25%时，低负荷调节门切换为主给水调节门工作，一台给水泵作定速运行，在切换过程中通过流量偏差修正功能保证切换时给水流量不致产生大的扰动。具体的方法是：当两个调节门状态均在手动时，不进行流量偏差修正；只有一个调节门状态在自动时，才进行流量偏差修正；正常使用中不允许两个调节门都工作在自动状态。
图3.6给水控制系统逻辑简
3.3.2 给水控制系统逻辑分析
⒈启动、冲转、锅炉点火
此阶段采用单冲量系统通过控制低负荷调节阀开度来维持汽包水位在给定范围内，一台电动给水泵运行,对应其操作器工作在手动状态，开启给水旁路调节阀前后截止阀。锅炉在启停及低负荷（小于额定负荷30%）运行时，由于蒸汽参数低，负荷变化小，虚假水位现象不严重，对水位控制要求不高，而且低负荷时蒸汽流量与给水流量测量误差大。因此，低负荷时采用单冲量控制系统。
附录所附图中，单冲量调节器LD_3L_PID工作,其输入为水位测量值LD和给定值SET的偏差,其输出经FW_VLV_PID调节器对旁路阀进行调节,同时可进行阀位显示。串级三冲量控制系统的副调节器FWF_PID处于自动跟踪状态,主调节器LD_3L_PID的输出应保证加法器 的输出跟踪给水流量信号。电泵勺管通过其软操作器的输出使电动泵按要求维持在一定转速运行。软操作器指令可修改，用于调整泵的转速。
⒉升负荷至25%~30%MCR
此阶段仍采用单冲量系统，通过控制主给水调节阀来维持汽包水位，为满足给水量的要求，可通过工作泵勺管软操作器适当提高给水泵转速。在负荷达到额定负荷25%时，低负荷调节阀无扰切换至主给水调节阀进行调节。切换时，逐渐开大主给水调节阀，低负荷调节阀将自动逐渐关小。切换过程中因为两种阀门流通量不同，通过流量偏差修正处理，保持系统给水流量基本稳定，不至于对水位产生大的扰动。
⒊升至30%MCR，负荷达到120MW
此阶段采用串级三冲量系统控制，启动一台汽动给水泵运行，调整好电泵与汽泵并列运行的负荷分配，汽泵启动时注意维持汽包水位，主给水调节阀基本处于全开位置不再关闭，以减少系统不必要的扰动。在高负荷阶段（大于额定负荷30%）时，由于锅炉汽包水位虚假水位现象严重，为了取得较好的调节效果，采用三冲量串级控制系统。
图中三冲量调节器LD_3L_PID及FWF_PID工作，三冲量串级控制系统的副调节器FWF_PID不再跟踪单冲量调节器LD_1L_PID的输出，而是处于自动控制状态，其输出经分配块F(1/n)分配后去工作给水泵勺管软操作器控制给水泵转速。三冲量主调节器LD_3L_PID接受水位测量值LD和给定值SET的偏差,其输出和蒸汽流量D的前馈信号求和作为副调节器FWF_PID的给定信号，同时FWF_PID 还接受给水流量W的反馈信号。
⒋升负荷至满负荷
此阶段仍采用串级三冲量系统，由于负荷较高，采用控制两台给水泵转速方案，这是控制系统的正常工况。根据泵的特性及运行经验，在负荷增大到180MW时，启动第二台泵，启动步骤同第一台，分担前一台泵的一半负荷，使泵工作在安全特性区内。此时汽包水位由两台汽泵调节。启动第二台泵后，逐渐开大相应勺管，通过分配块F(1/n)的处理，第一台泵的勺管将自动逐渐关小，给水泵转速将自动减小。以此达到分担前一台泵的一半负荷，使泵工作在安全特性区内的目的。当两台汽泵均交给CCS调节后，逐渐均衡增加两台汽泵转速，同时降低电泵转速。当电泵出口压力小于给水母管压力后，停电泵并投入备用。汽泵、电泵切换过程注意维持汽包水位，当水位稳定后，可投入汽包水位自动调节。同时保持给水流量基本稳定，不致对水位产生大的扰动。由于三冲量系统抗内扰的能力比单冲量系统强得多，故控制质量能得到保证。
复杂系统决策模型与层次分析法
费用居住饮食交通例3?科研课题 科研课題 承徳 可行性 实用价值学 术 意 义 人 才 培 养 §3.4复杂系统决策模型与层次分析法 Analitic Hierachy Process （AHP） T. L. Saaty 1970* —种定性和定量相结合的、系统化、层次化的分析方法。—?问题举例 1.在海尔、新飞、容声和雪花四个牌号的电冰箱中选购一种。要考虑品牌的信誉、冰箱的功能、价格和耗电量。 2.在泰山、杭州和承德三处选择一个旅游点。要考虑景点的景色、居住的环境、饮食的特色、交通便利和旅游的费用。 3.在基础研究、应用研究和数学教育中选择一个领域申报科研课题。要考虑成果的贡献（实用价值、科学意义），可行性（难度、周期和经费）和人才培养。 -?模型和方法 1.层次结构模型的构造 步骤一：确定层次结构，将决策的目标、考虑的因素（决策准则）和决策对象按它们之间的相互关系分为最高层、中间层和最低层，绘出层次结构图。 最高层：决策的目的、要解决的问题。 最低层：决策时的备选方案。 中间层：考虑的因素、决策的准则。 对于相邻的两层，称高层为目标层，低层为因素层。 例1.选购冰箱迭购冰箱步骤二：通过相互比较，确定下一 层各因素对上一层目标的影响的权重，将定性的判断定量化，即构 造因素判断矩阵。 例2.
步骤三：由矩阵的特征值确定判别的一致性；由相应的特征向量表示各因素的影响 权重，计算权向量。 步骤四：通过综合计算给出最底层（各方案）对最高层（总目标）影响的权重， 权重最大的方案即为实现目标的最由选择。 2. 因素判断矩阵 比较n 个因素y 二（y“兀,…,yJ 对目标z 的影响. 采用两两成对比较，用弘表示因素y ：与因素力对目标z 的影响程度之比。 通常用数字r 9及其倒数作为程度比较的标度，即九级标度法 Xi/Xj 相当 较重要 重要 很重要绝对重要 Si ； 1 3 5 7 9 2, 4, 6, 8 居于上述两个相邻判断之间。 当弘＞ 1时，对目标Z 来说Xi 比X ：重要，其数值大小表示重要的程度。 同时必有3二1/氐＜1,对目标Z 来说X ：比血不重要，其数值大小表示不重 要的程度。 称矩阵A = （ aij ）为因素判断矩阵。 因为＞0且a.i =1/ 故称A 二（％ ）为正互反矩阵。 例.选择旅游景点Z ：目标，选择景点 y ：因素，决策准则 如果a ￡j a jk =a ik i, j, k=l, 2,n.则称正互反矩阵A 具有一致性.这表明对 各个因素所作的两两比较是可传递的。 —致性互正反矩阵A=（如）具有性质： A 的每一行例）均为任意指定行（列）的正数倍数，因此wnk （A ）二1. A 有特征值九二n,其余特征值均为零. 记A 的对应特征值九二n 的特征向量为w 二（w : w 2,…，wj 贝IJ a ￡j 二w, w ；1 如果在目标Z 中n 个因素y= (yi, y 2,…,yj 所占比重分别为w 二(w 】w?,…，wj, 则 =1,且因素判断矩阵为A=(w i w ；1) o 因此，称一致性正互反矩阵A 相应于特征值n 的归一化特征向量为因素 y= (yi> y?,…,yJ 对目标z 的权向量 4. 一致性检验与因素排序 定理1： n 阶正互反矩阵A 是一致性的当且仅当其最大特征值为n. 定理2：正互反矩阵具有模最大的正实数特征值九，其重数为1,且相应特征向量 为正向量. 为刻画n 阶正互反矩阵A=(如)与一致性接近的程度，定义一致性指标(Consensus index): 1 2 7 5 5 1/2 1 4 3 3 4 = 1/7 1/4 1 1/2 1/3 1/5 1/3 I 1 J/5 1/3 3 1 1 yi 费用, 景色, ys 居住, 3.—致性与权向量 yi 饮食，ys 交通
系统：是由相互作用和依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体，而其本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。 系统的功能：把系统输入转换为输出就是系统的功能。 系统的类型：1.按组成部分的属性分类：自然系统、人工系统、复合系统；2.按系统组成部系统的形态分类：实体系统、概念系统3.按系统与环境的关系分类：封闭系统、开放系统；4.按系统所处的状态分类：静态系统、动态系统；5.按系统的规模分类：小型、中型、大型、超大型系统。 系统分析：是系统工程的量化和定性分析发放，它通过研究确定系统的有关要素、结构、功能、状态、行为等之间的关系以及系统与环境之间的相互关系，并通过推理和理算的定量途径，找出可行方案；再经过分析、综合与评价技术，选出可行方案的最佳者，供决策者参考。 系统分析方法：传统的系统分析方法主要有数学规划、对策论、排队论、集合论、多目标决策技术、网络技术、模拟技术等。 水资源系统：是自然与社会相结合的开放性动态复合系统，其结构、功能受自然规律的制约，对社会、环境的影响效应受人类意识的支配。根据研究的范围，水资源系统可分为跨流域水资源系统、流域水资源系统、区域（行政区域、供水区域等）水资源系统等。 水资源系统模拟分类：1.水资源系统表现形式(物理模型、数学模型)解析模型、随机模型2.表现形式抽象模型、实际模型3.模拟模型的动态性：静态模型、动态模型。 水资源系统的分析步骤：1.系统描述2.目标选择3.方案确定4.约束分析5.模型建立6.模型求解7.模型检验与方案评价8.决策与实施 遗传算法（GA）求解步骤：1.解函数的编码2.初始父代个体群的生成3.父代个体的解码4.父代个体的概率选择5.父代个体的杂交6.子代个体的变异7.进化迭代 遗传算子种类：选择算子、交叉算子、变异算子。 标准粒子群算法（PSO）的原理：通过个体间的协作与竞争，在复杂空间中搜索最优解。首先生成初始种群，即在可行解空间中随机初始化一群粒子，每个例子都为优化问题的一个潜在的解，并由目标函数为之确定一个适应值。每个粒子将在解空间中运动，并经逐代搜索最后得到最优解。每一代中粒子追踪两个极值：最优解、最优助解。蚁群算法（ACA）的原理：模拟蚂蚁群体寻找最优路径的过程而形成，用蚂蚁的行走路径表示待求问题的可行解，每只蚂蚁根据问题依赖的准则，从备选的初始状态出发，在解空间独立地搜索可行解或者是解的一个组成部分。解的质量越好，在行走路径是留下的信息素越多，信息素浓度增高，选择的蚂蚁相应增多，在正反馈机制下找到最优解的路径。 人工鱼群算法（AFSA）的原理：利用了鱼群的觅食、聚群和追尾行为，以构造一条鱼的底层行为作为起始，通过鱼群中各个体的局部寻优，最终达到全局最优值在群体中凸显出来的目的。 鱼群觅食的几种典型行为：随机行为、觅食行为、聚群行为、追尾行为 人工鱼群算法流程图（步骤） 1.初始化设置。 2.计算初始鱼群各个体适应值，取最优人工鱼状态及其值赋予公告牌。 3.对每个个体进行评价，对其要执行的行为进行选择，包括 觅食、聚群、追尾和随机行为。 4.执行人工鱼的行为，更新自己，形成新鲜鱼 5.评价所有个体，若个体优于公告栏，则将公告牌更新为该个体 6.当公告牌最优解达到满意误差内时，算法结束，否则转3
安全系统分析理论及方法 IEC简介 姓名王文博 所在学院电子信息工程学院专业班级控制工程1314 学号13125108 指导教师周达天
一、IEC协会简介 国际电工委员会（IEC）成立于1906年，至2013年已有107年的历史。它是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作。 1.1IEC协会的产生 1887-1900年召开的6次国际电工会议上，与会专家一致认为有必要建立一个永久性的国际电工标准化机构，以解决用电安全和电工产品标准化问题。1904年在美国圣路易召开的国际电工会议上通过了关于建立永久性机构的决议。1906年6月，13个国家的代表集会伦敦，起草了IEC章程和议事规则，正式成立了国际电工委员会。1947年作为一个电工部门并入国际标准化组织（ISO），1976年又从ISO中分立出来。 目前有超过130个国家参与国际电工委员会，其中67个国家是成员，另外69个国家则是非正式成员的身份加入其分支机构。国际电工委员会的总部最初位于伦敦，1948年搬到了位于瑞士日内瓦的现总部处。 我国1957年参加IEC，1988年起改为以国家技术监督局的名义参加IEC的工作，现在是以中国国家标准化管理委员会的名义参加IEC的工作。中国是IEC的95个技术委员会和80个分委员会的P成员。目前，我国是IEC理事局、执委会和合格评定局的成员。 1.2 IEC协会的宗旨 IEC的宗旨是，促进电气、电子工程领域中标准化及有关问题的国际合作，增进国际间的相互了解。为实现这一目的，IEC出版包括国际标准在内的各种出版物，并希望各成员在本国条件允许的情况下，在本国的标准化工作中使用这些标准。近20年来，IEC的工作领域和组织规模均有了相当大的发展。今天IEC成员国已从1960年的35个增加到60个。他们拥有世界人口的80%，消耗的电能占全球消耗量的95%。目前IEC的工作领域已由单纯研究电气设备、电机的名词术语和功率等问题扩展到电子、电力、微电子及其应用、通讯、视听、机器人、信息技术、新型医疗器械和核仪表等电工技术的各个方面。IEC标准已涉及了世界市场中的35%的产品，到本世纪末，这个数字可达50%。 1.3 IEC协会标准 IEC标准的权威性是世界公认的。IEC每年要在世界各地召开一百多次国际标准会议，世界各国的近10万名专家在参与IEC的标准制订、修订工作。IEC现在有技术委员会(TC)89个；分技术委员会(SC)107个。IEC标准在迅速增加，1963年只有120个标准，截止到2000年12月底，IEC已制定了4885个国际标准。
1．用EXCEL 规划求解或Matlab 优化工具求解下列随机线性规划问题（10分） 目标函数：max E (z)=E (C 1).x 1+ E (C 2).x 2 约束条件: P(5 x 1+4x 2≤b 1)≥0.975 P(2 x 1+3x 2≤b 2)≥0.985 式中, C 1、C 2、b 1、b 2均为正态分布的随机变量 C 1，N （9，32）；C 2，N （8，22）；b 1，N （30，82）；b 2，N （20，72） （要求附规划求解的屏幕拷贝图，或Matlab 程序求解的屏幕拷贝图） 解：(1) 目标函数：21221189)()()(m ax x x x C E x C E z E +=+= 约束条件： 在上述模型中，对于机会约束，查正态分布表得到与025.0975.01=-和015.0985.01=-对应的960.1-=z 和170.2-=z ，于是 320.14)960.1(*830)025.0(1 =-+=b 810.4)170.2(*720) 015.0(2 =-+=b 原约束转化为确定性约束： 810 .432320.14452121≤+≤+x x x x (2) 在MATLAB 中求解，问题如下： Obj: 2189)(m ax x x z E += Sb.to: 810 .432320.14452121≤+≤+x x x x 即目标函数的最大值为25.2514，在x 1=3.3886，x 2=-0.6557时取得。
2. 某水源地可供水量为Q,可以分配给3个用户，分配水量x j 给用户j 时所产生的效益可近似表示为E j =a j x j 2+b j x j +c j ，j=1,2,3。如何分配水量才能使总效益最大？列出数学模型，并用Lagrange 乘子法求解。如果Q=19.25，a 1=-0.5，a 2=-0.4，a 3=-0.5，b 1=7.65，b 2=6.40，b 3=6.85，c 1=1710，c 2=1650，c 3=1580，求出具体的水量分配方案（15分） 解：(1) 以分配水量获得的总效益最大为目标函数，根据题意建立如下数学模型： 目标函数： ∑=++=3 1 2max j j j j j j c x b x a Z 4940 *85.6*5.0*40.6*4.0*65.7*5.01580*85.6*5.01650*40.6*4.01710*65.7*5.032 322 212 1323222121++-+-+-=++-++-++-=x x x x x x x x x x x x 约束条件： ,,25.19321321≥=≤++x x x Q x x x (2) 构造拉格朗日函数： 4940*85.6*5.0*40.6*4.0*65.7*5.0),(32 322 212 1++-+-+-=x x x x x x X L λ )25.19(*2321θλ+-+++x x x 其驻点满足条件： 040.68.0065.72211 =++-=??=++-=??λλx x L x x L 0**2025.19085.6232133 ==??=+-++=??=++-=??θλθ θλλL x x x L x x L (3) 解得： 考虑到θλ,至少有一个为0，则存在以下三种情况。 ① 0==θλ 解得：85.6,8,65.7321===x x x ，不符合约束条件，因而舍去。 ② 0,0≠=θλ 此时，约束条件不起作用，解得：85.6,8,65.7321===x x x ，也不符合条件，因而也舍去。 ③ 0,0=≠θλ 解得：85.5,75.6,65.6,1321===-=x x x λ。
第三章安全分析 本章学习目标 1. 掌握系统安全分析的定义、内容和系统安全分析方法选择的基本原则。 2. 熟悉几种常用的定性和定量的系统安全分析方法的基本功能、特点和原理。 3. 掌握几种系统安全分析方法的分析过程、格式、计算方法。 4. 了解各种定性和定量方法之间的区别和联系。 系统安全分析方法是安全系统工程的重要组成部分，是对系统存在的危险性进行定性和定量分析的基本方法。系统安全分析的方法有数十种之多，应根据实际的条件和需求选择相应的分析类型和分析方法。本章的主要内容是掌握各种系统安全分析的方法以及各种分析方法的概念、内容、应用范围和适用性。每一种分析方法都将从基本概念、特点、格式、分析程序以及应用实例等几个方面入手，进行系统地学习，学习思路如图3-1所示。 图3-1 系统安全分析学习思路和内容 3.1 概述 系统安全分析（system safety analysis）是从安全角度对系统进行的分析，它通过揭示可能导致系统故障或事故的各种因素及其相互关联来辨识系统中的危险源，以便采取措施消除或控制它们。系统安全分析是系统安全评价的基础，定性的系统安全分析是定量的系统安全评价的基础。 系统安全分析的目的是为了保证系统安全运行，查明系统中的危险因素，以便采取相应措施消除系统故障和事故。
一、系统安全分析的内容 系统安全分析从安全角度对系统中的危险因素进行分析，分析导致系统故障或事故的各种因素及其相互关系。主要包括以下6个方面的内容。 （1）对可能出现的、初始的、诱发的以及直接引起事故的各种危险因素及其相互关系进行分析。 （2）对系统有关的环境条件、设备、人员及其他有关因素进行分析。 （3）对能够利用适当的设备、规程、工艺或材料控制或根除某种特殊危险因素的措施进行分析。 （4）对可能出现的危险因素的控制措施及实施这些措施的最佳办法进行分析。 （5）对不能根除的危险因素，失去或减少控制措施可能出现的后果进行分析。 （6）对危险因素一旦失去控制，为防止伤害和损伤的安全防护措施进行分析。 二、系统安全分析的方法 系统安全分析的方法可运用于不同的系统安全分析过程，常用的有以下几种方法。 （1）安全检查表法（Safety Check List，简称SCL） （2）预先危险性分析(Preliminary Hazard Analysis，简称PHA) （3）故障类型和影响分析（Failure Modes and Effects Analysis，简称FMEA） （4）危险性和可操作性研究（Hazard and Operability Analysis，简称HAZOP） （5）事件树分析（Event Tree Analysis，简称ETA） （6）事故树分析（Fault Tree Analysis，简称FTA） （7）因果分析（Cause-Consequence Analysis，简称CCA） 这些方法可以按分析过程的相对时间进行分类；也可以按分析的对象和分析的内容进行分类。为了使大家有比较清晰的认识，我们将按照数理方法、逻辑方法和分析过程进行分类。 1. 按数理方法分类 按照数理方法进行分类，可以分为定性分析和定量分析2种。 （1）定性分析法 定性分析是对引起系统事故的影响因素进行非量化的分析，只进行可能性的分析或作出事故能否发生的感性判断。安全检查表、预先危险性、危险性和可操作性分析等属于定性分析方法。 （2）定量分析法 定量分析是在定性分析的基础上，运用数学方法分析系统事故及影响因素之间的数量关系，对事故的危险作出数量化的描述和判断。故障类型与影响分析（危险度）、事件树分析、事故树分析、因果分析等属于定量分析方法。 2. 按逻辑方法分类 按照逻辑方法分类，可以分为归纳法和演绎法2类。 （1）归纳法 归纳法是从事故发生的原因推论事故结果的方法，通过对基本事件的分析，来总结和确定系统的安全状态。安全检查表、预先危险性、故障类型与影响分析、危险性和可操作性分析、事件树分析等，都属于归纳法。这种方法从故障或失误出发，探讨可能导致的事故或系统故障，从而确定危险源。 归纳法的优点是可以无遗漏的考察、辨识系统中的所有危险源。缺点是对于复杂的系统或危险源很多的系统，分析工作量大，没有重点。 （2）演绎法 演绎法是从事故结果推论事故原因的方法，通过系统发生的事故类型和性质，去探寻导致系统发生事故的原因。事故树分析、因果分析等属于演绎法。这种方法从事故或系统故障出发，即从危险源出发，查找与事故（或故障）有关的危险因素。演绎法的优点是可以把注意力集中在有限的范围内，提高工作效率。缺点
串联液质系统分析原理
美国应用生物系统中国公司 应用技术服务部
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What is a mass spectrometer ?
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Date | AB CONFIDENTIAL
? 2006 Applied Biosystems
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质谱技术：
● 质谱分析过程：样品通过进样系统进入离子源，由于结构 性质不同而电离为各种不同质荷比（m/z）的分子离子和碎 片离子，而后，带有样品信息的离子碎片被加速进入质量 分析器，不同的离子在质量分析器中被分离并按质荷比大 小依次抵达检测器，经纪录即得到按不同质荷比排列的离 子质量谱，也就是质谱 (mass spectrum)。 ● 质谱：按离子的质荷比的大小依次排列形成的图谱
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质谱仪的主要部件： 真空系统 数据系统
样品导入 系统
直接进样 GC LC CE
离子源
质量分析器
离子检测器
MALDI ESI API APCI APPI
四极杆：Quadrupole 离子阱、线性离子阱：IT，LIT 飞行时间：TOF 傅立叶变换离子回旋共振：FT-ICR
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第一章 1、电力系统的额定电压是如何定义的？电力系统中各元件的额定电压是如何确定的？ 答:电力系统的额定电压：能保证电气设备的正常运行，且具有最佳技术指标和经济指标的电压。 电力系统各元件的额定电压：a.用电设备的额定电压应与电网的额定电压相同。b.发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5%，用于补偿线路上的电压损失。c.变压器的一次绕组额定电压等于电网额定电压，二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10%。 2、电力线路的额定电压与输电能力有何关系？ 答：相同的电力线路，额定电压越高，输电能力就越大。在输送功率一定的情况下，输电电压高，线路损耗少，线路压降就小，就可以带动更大容量的电气设备。 3、什么是最大负荷利用小时数？ 答：是一个假想的时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年消耗的电能。 第二章 1、分裂导线的作用是什么？分裂导线为多少合适？为啥？ 答：在输电线路中，分裂导线输电线路的等值电感和等值电抗都比单导线线路小，分裂的根数越多，电抗下降也越多，但是分裂数超过4时，电抗的下降逐渐趋缓。所以最好为4分裂。 2、什么叫变压器的空载试验和短路试验？这两个试验可以得到变压
器的哪些参数？ 答：变压器的空载试验：将变压器低压侧加电压，高压侧开路。此实验可以测得变压器的空载损耗和空载电流 变压器的短路试验：将变压器高压侧加电压，低压侧短路，使短路绕组的电流达到额定值。此实验可以测得变压器的短路损耗和短路电压。 3、对于升压变压器和降压变压器，如果给出的其他原始数据都相同，它们的参数相同吗？为啥？ 答：理论上只要两台变压器参数一致（包含给定的空载损耗，变比，短路损耗，短路电压），那么这两台变压器的性能就是一致的，也就是说可以互换使用，但是实际上不可能存在这样的变压器，我们知道出于散热和电磁耦等因数的考虑，一般高压绕组在底层（小电流），低压绕组在上层（大电流，外层便于散热）。绕组分布可以导致一二次绕组的漏磁和铜损差别较大，故此无法做到升压变压器和降压变压器参数完全一致。 4、标幺值及其特点是什么?电力系统进行计算式，如何选取基准值？答：标幺值是相对于某一基准值而言的，同一有名值，当基准值选取不同时，其标幺值也不同。它们的关系如下：标幺值=有名值/基准值。其特点是结果清晰，计算简便，没有单位，是相对值。电力系统基准值的原则是：a.全系统只能有一套基准值 b.一般取额定值为基准值 c.电压、电流、阻抗和功率的基准值必须满足电磁基本关系。 5、什么叫电力线路的平均额定电压？我国电力线路的平均额定电压有哪些？
系统是什么意思？复杂是什么意思？复杂系统又是什么意思？ 复杂系统和简单系统的区别在哪里？ 复杂系统的特征和基本性质是什么？ 现实生活和科研中我们接触到哪些复杂系统及其性质的实例？ 我们平时所接受的教育，对于自然界和人类世界的理解，所使用的基本假设和前提，有多少是来自于简单系统？可能存在哪些局限性？ 对于复杂系统的理解，会给我们的思维带来哪些变革，给科研和社会生活带来哪些新的启发？ 系统是由若干相互联系、相互作用的要素组成的具有特定结构与功能的有机整体。 简单系统： 微积分、牛顿力学、热力学的研究对象；机械结构、理想气体 死的，不演化的组分少线性的可还原的 复杂系统： 细胞；生物体；大脑；社会组织；生态系统 活的，演化的3个以上组分非线性的不可还原的涌现性 复杂系统 具有变量来自不同标度层次的结构，或者大量相互之间有差别的单元构成的动态系统。通常表现出复杂性，但也可能出现简单性。 复杂系统是具有中等数目基于局部信息做出行动的智能性、自适应性主体的系统。复杂系统是相对牛顿时代以来构成科学事业焦点的简单系统相比而言的，具有根本性的不同。简单系统它们之间的相互作用比较弱，比如封闭的气体或遥远的星系，以至于我们能够应用简单的统计平均的方法来研究它们的行为。而复杂并不一定与系统的规模成正比，复杂系统要有一定的规模，复杂系统中的个体一般来讲具有一定的智能性，例如组织中的细胞、股市中的股民、城市交通系统中的司机，这些个体都可以根据自身所处的部分环境通过自己的规则进行智能的判断或决策。 定义 复杂系统（complexsystem）是具有中等数目基于局部信息做出行动的智能性、自适应性主体的系统。复杂系统是一个很难定义的系统，它存在于这个世界各个角落。如此，我们也可以这样定义它: 1.不是简单系统，也不是随机系统。 2.是一个复合的系统，而不是纷繁的系统（It'scomplexsystem,notcomplicated.） 3.复杂系统是一个非线性系统。 4.复杂系统内部有很多子系统（subsystem），这些子系统之间又是相互依赖的（interdependence），子系统之间有许多协同作用，可以共同进化（coevolving）。在复杂系统中，子系统会分为很多层次，大小也各不相同（multi-level&multi-scale）。 关于系统的分类（和复杂系统相关的系统） 通俗的讲系统可以分为三类： a)简单系统simplesystem，特点是元素数目特别少，因此可以用较少的变数来描述，这种系统可以用牛顿力学去加以解析。简单系统又是可以控制的，可以预见的，可以组成的。在管理学中，这种组织一般是出现在组织的初期，比如一个班级，抱着同样的目的，有同样
《水资源系统分析》研究生课程 教学大纲 研究生课程教学大纲 课程编号：s2908460课程名称：水资源系统分析 课程英文名称：Water Resources Systems Analysis 开课单位：水文水资源系 教学大纲撰写人： 课程学分：2分课内学时：40学时 课程类别：必修课程性质：非学位课 授课方式：讲授考核方式：笔试开卷 适用专业：水文水资源，水利工程，地质工程 先修课程：水力学，水文学，水资源综合利用 指定教材参考书目： 教材水资源系统分析董增川，中国水利水电出版社; 第1版(2008年7月1日) ISBN: 7508453719 水资源系统分析付强中国水利水电出版社;第1版(2012年6月1日) ISBN: 7508498895 参考书目水资源系统分析方法及应用尚松浩清华大学出版社; 第1版(2006年1月1日) ISBN: 7302119619 课程中文简介 本课程系统介绍了水资源系统分析的主要内容，包括水资源系统和水资源系统分析的基本概念，建立水资源系统模型的一般方法，水资源系统分析中常用的最优化技术与模拟技术，以及风险型决策、不确定型决策、多目标决策和大系统优化的主要方法，为研究生今后从事水资源系统规划、设计和管理工作打下基础。
课程英文简介 This course systematically introduces the primary contents of water resources system analysis. The course includes the basic concepts and theories of water resources system analysis, the general methods of water resources system models, frequently-used optimization technology and simulation technology in water resources system analysis and the main methods of risk type decision, uncertain type decision, multi-objective decision and big system optimization. It helps graduate students that work in the field about planning, design and management of water resources system in the future building foundation. 教学大纲 1学时分配表 0绪论 ξ0.1 水资源系统规划与管理（学时 1 ） ξ0.2 水资源系统分析的发展概况（学时1 ） 第一章水资源系统分析的基础知识 ξ1.1水资源系统分析的特点及步骤（学时 1 ） ξ1.2水资源系统规划目标（学时1 ） ξ1.2多目标问题（学时 1） 第二章最优化技术 ξ2.1 最优化概述（学时 1） ξ2.2 线性规划及应用（学时 4） ξ2.3 整数规划概述（学时 2） ξ2.4 非线性规划和动态规划概述（学时 2） ξ2.5 智能优化算法（学时 4） 第三章动态规划及应用 ξ3.1概述（学时 1） ξ3.2 动态规划法（学时 2） ξ3.3动态规划的基本定理及应用（学时 2）
《运筹学与系统分析》课程习题集【说明】：本课程《运筹学与系统分析》（编号为02627）共有单选题,多项选择题,计算题,判断题等多种试题类型 一、单选题 1.一个线性规划问题（P）与它的对偶问题（D）不存在哪一个关系【】 A.(P)可行（D）无解，则（P）无有限最优解 B.(P)、(D）均有可行解，则都有最优解 C.(P)有可行解，则（D）有最优解 D.(P)(D)互为对偶 2.当线性规划问题的一个基本解满足下列哪项要求时称之为一个基本可行解 【】 A.大于0 B.小于0 C.非负 D.非正 3.在用对偶单纯形法解最大化线性规划问题时，每次迭代要求单纯形表中 【】 A.b列元素不小于零 B.检验数都大于零 C.检验数都不小于零 D.检验数都不大于零 4.若运输问题已求得最优解，此时所求出的检验数一定是全部【】 A.大于或等于零 B.大于零 C.小于零 D.小于或等于零 5.在线性规划模型中，没有非负约束的变量称为【】
A.多余变量 B.松弛变量 C.自由变量 D.人工变量 6.在产销平衡运输问题中，设产地为m个，销地为n个，那么解中非零变量的个数【】 A.不能大于(m+n-1) B.不能小于(m+n-1) C.等于(m+n-1) D.不确定 7.箭线式网络图的三个组成部分是 【】A.活动、线路和结点 B.结点、活动和工序 C.工序、活动和线路 D.虚活动、结点和线路 8.在系统工程方法分析方法中，霍尔三维结构的核心内容是 【】 A.定量分析 B.优化分析 C.比较学习 D.认识问题 9.若原问题中x i为自由变量，那么对偶问题中的第i个约束一定为【】 A.等式约束 B.“≤”型约束 C.“≥”约束 D.无法确定 10.线性规划一般模型中，自由变量可以代换为两个非负变量的【】 A.和 B.差 C.积 D.商 11.总运输费用最小的运输问题，若已得最优运输方案，则其中所有空格的改进指数【】 A.大于或等于0 B.小于或等于0 C.大于0 D.小于0 12.下列不属于系统分析的基本要素的是【】 A.问题 B.模型 C.方案 D.技术
计算机系统安全性分析 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
计算机系统安全性分析 摘要： 1 引言 随着计算机科学技术的迅速发展和广泛应用，计算机系统的安全问题已成为人们十分关注的重要课题。对计算机系统的威胁和攻击主要有两类：一类是对计算机系统实体的威胁和攻击；一类是对信息的威胁和攻击。计算机犯罪和计算机病毒则包含了对实体和信息两个方面的威胁和攻击。计算机系统实体所面临的威胁和攻击主要指各种自然灾害、场地和环境因素的影响、战争破坏和损失、设备故障、人为破坏、各种媒体设备的损坏和丢失。对实体的威胁和攻击，不仅造成国家财产的严重损失，而且会造成信息的泄漏和破坏。因此，对计算机系统实体的安全保护是防止对信息威胁和攻击的有力措施。对信息的威胁和攻击主要有两种方式：一种是信息泄漏，一种是信息破坏。信息泄漏是指故意或偶然地侦收、截获、窃取、分析、收集到系统中的信息，特别是机密信息和敏感信息，造成泄密事件。信息的破坏是指由于偶然事故或人为因素破坏信息的完整性、正确性和可用性，如各种软硬件的偶然故障，环境和自然因素的影响以及操作失误造成的信息破坏，尤其是计算机犯罪和计算机病毒造成信息的修改、删除或破坏，将导致系统资源被盗或被非法使用，甚至使系统瘫痪。 2、计算机系统安全概述 计算机系统（computer system）也称计算机信息系统（Computer Information System），是由计算机及其相关的和配套的设备、设施(含网络)构成的，并按一定的应用目标和规则对信息进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的人机系统。计算机系统安全（computer system security）中的“安全”一词是指将服务与资源的脆弱性降到最低限度。脆弱性是指计算机系统的任何弱点。
水资源系统分析数学模型 水资源系统数学模型在水资源的系统分析中起着十分重要的作用。水资源系统的数学模型一般包括决策变量、约束条件和目标函数三个部分，每一个具体的水资源项目由于自然条件和经济条件的不同，兴建工程的目的和要求不同，其数学模型是不同的。本例综合应用高等数学中的线性规划、矩阵、数学建模等知识，建立了一个简单的水资源系统数学模型。 数学模型在水资源的系统分析中起着十分重要的作用。首先能放大深化人们对于复杂系统性能、行为的理解,模型不会产生新的信息,但能从已有的数据库中综合出许多有用的、便于做出决策的信息；其次，数学模型可以将复杂系统和所提出的系统规划中的许多特征用一个单项表达式显示出来，可以将众多数据有效地组织起来；数学模型还可以将各种性能的测度汇集起来，并进行比较评价。 水资源系统的数学模型一般包括决策变量、约束条件和目标函数三个部分，每一个具体的水资源项目由于自然条件和经济条件的不同，兴建工程的目的和要求不同，其数学模型是不同的。数学模型的建立一般包括以下几个方面内容： （1）对系统的性能、目标、环境等因素进行调查，并给出定量描述； （2）确定系统结构和界限，并进行数学描述； （3）确定决策变量和常量； （4）建立目标函数； （5）建立约束条件的数学表达式。 下面简例说明水资源系统数学模型的建立： 1、约束条件 （1）水流连续性约束（水量平衡约束） 该约束的物理基础是：水的质点在系统中运动时，符合物质的不灭定律。因此对于系统中的任意一点，流入水量一定等于流出水量。以图1.1中的水库为例。（图1.1表示水库处的水流关系，图1.2表示有上游水流影响的水库水流关系） 对某一季节，其水流连续性关系可写为 st st st st st t s D E I Q S S --++=+1, （1）
第一章绪论 随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。 电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术集于一体的机电设备，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。为满足和提高人们的生活质量，电梯的智能化、自动化技术迅速发展。特别是随着计算机网络技术、微电子和电力电子技术的飞速发展，现代电梯的技术含量日益提高。在改善电梯性能的同时，对电梯的设计、管理和维护人员提出了更高的要求。
第二章电梯的结构 2.1 电梯的基本结构 电梯是机与电紧密结合的复杂产品，是垂直交通运输工具中使用最普遍的一种电梯，其基本组成包括机械部份和电气部份，结构包括四大空间（机房部分、井道和底坑部分、围壁部分和层站部分）和八大系统（曳引系统、导向系统、门系统、轿厢、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统）组成。 电梯基本结构如图2—1所示：
系统分析师整理论文 【摘要】 随着焦作公安局业务的不断发展和信息化建设的深入应用，通过多轮的信息化建设，目前已经实现了业务处理的网络化、办公事务的自动化以及决策支持的智能化。公安信息系统种类、数量不断激增，对公安信息系统的信息处理能力提出了巨大的挑战。另一方面，由于缺乏统一的标准、规范，各类专业系统之间的兼容性不容乐观，导致“信息孤岛”现象长期存在，影响了各类公安信息的共享交换，难以有效提升各部门协同办公的效率。数据集中、信息集中成为公安信息化建设的方向，焦作公安局在信息化建设发展中主要面临如下挑战： 1、信息安全管控难度高：工作人员对于电脑的专业知识和技能有限，经常发生电脑中病毒、软件无法正常使用等故障，同时对于每个人电脑中的机密信息，主要通过制度来约束和管理，保证安全的同时降低了工作效率，安全和效率无法兼顾。 2、PC分布广泛，运维效率低下，安全性差：PC如果发生故障需要维护人员现场开机箱维修，这期间无法进行正常办公，耽误了大量的宝贵时间，影响工作开展，PC都安装独立的系统和软件，各类材料，特别是内部材料等绝密信息都保存在本地，这样就造成了极大的信息安全隐患。同时，由于PC由使用者自行控制，难以集中管理与控制，用户可以任意外接设备，也容易受到各种网络攻击，从而导致保存在办公PC上的数据容易泄密。单位领导和IT技术负责人一直在苦于寻求解决方案。
3、PC换代快、能耗高，投资浪费：由于PC生命周期短而且能耗高，每年局里都花费大量资金买电脑升级换代，同时消耗大量电缆，投资回报率很低，浪费资源，不符合国家节能减排的政策。 4、运维成本高，资源利用率低 单位办公PC机分布在各个办公地点，无法进行统一维护管理，因此每次出现PC故障，或者需要对软件进行比较大的变更时，都需要维护人员到用户工位去进行操作，这种模式维护效率低下，相应成本也就比较高。同时PC桌面也面临着资源利用率低的问题。 【正文】 对于焦作公安内网的办公人员来说，安全隔离性以及个性化的需求较强，所以桌面云方案可以对每个人都建立一个域帐号、对应一台TC、一台虚拟机。每台虚拟机有单独的系统盘与用户盘，保证安全机要与用户的个性化操作。 与华为达成了“先将办公系统云化（即虚拟化）”的合作意向，决定采用华为Fusion系列软件：FusionCompute作为虚拟化操作系统，FusionAccess提供虚拟桌面能力，FusionManager提供虚拟化平台资源以及桌面的管理和运维能力。 在安全性方面，华为桌面云提供了从办公终端接入、用户权限认证、用户行为审计、数据传输加密、内容加密、到权限管理等端到端的解决方案，所有办公数据集中存放在后端的数据中心，办公终端无硬盘，从而最大限度的保障了数据安全性，实现了焦作公安局
1、什么是安全仪表系统 在IEC61508 中，SIS被称为安全相关系统（Safety Related System）,将被控对象称为被控设备（EUC）。 IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安全仪表功能（Safety Instrumented Function,SIF）的仪表系统。SIS是由传感器（如各类开关、变送器等）、逻辑控制器、以及最终元件（如电磁阀、电动门等）的组合组成,如图1所示。 IEC61511又进一步指出，SIS可以包括，也可以不包括软件。另外，当操作人员的手动操作被视为SIS的有机组成部分时，必须在安全规格书（Safety Requirement Specification,SRS)中对人员操作动作的有效性和可靠性做出明确规定，并包括在SIS的绩效计算中。 从SIS的发展过程看，其控制单元部分经历了电气继电器（Electrical）、电子固态电路（Electronic）和可编程电子系统（Programmable Electronic System），即E/E/PES三个阶段。 安监总局116号文件 国家安全监管总局于2014年11月13日下发《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理指导意见（安监总管三〔2014〕116号）》
该意见涉及到了生产，设计，管理等多个方面。HAZOP分析，SIL等级评估，安全系统验证，老装置安全系统安全等级评估，安全系统改造等，这些工作将在今后几年中越来越多，越来越重要！ 下图为由PES构成的SIS 图1 SIS的构成 SIS安全仪表系统 (1) SIF安全仪表功能可以是安全仪表保护功能，也可以是安全仪表控制功能，或包含这两者。 (2) 需要说明的是，这里所说的安全仪表控制功能，是指以连续模式（Continuous Mode）操作并具有特定的SIL,用于防止危险状态发生或者减轻其发生的后果，与常规的PID控制功能是完全不同的概念。 (3) SIS可以包括或不包括软件 (4) SIS的一部分也可能是人的动作 如图2所示，这是一个气液分离容器A液位控制的安全仪表功能回路图。对这个安全仪表功能完整的描述是：当容器液位开关达到安全联锁值时，逻辑运算器（图3）使电磁阀2断电，则切断进调节阀膜头信号，使调节阀切断容器A进料，这个动作要在3秒内完成，安全等级必须达到SIL2。这是一个安全仪表功
第4章城市轨道交通运营安全系统分析学习内容 主题内容 城市轨道交通运营安全系统分析概述有关概念 运营安全系统工程 运营安全系统分析方法 安全检查表安全检查表概述 安全检查表编制 事件树分析事件树分析概述 事件树编制 事件树定性与定量分析 事件树分析应用实例 培训大纲 主题内容 事故树分析基础事故树分析概述 事故树编制 城市轨道交通运营安全系统分析概述 安全系统工程的重要组成部分 安全系统工程是系统工程在安全领域中的具体运用 系统 由若干组成部分结合成 具有特定功能 有机整体 更大系统的组成部分 特性 集合性 相关性 目的性 环境适应性 工程
运营安全工作的复杂性决定了要把安全生产及其管理作为一项艰巨工程实现安全工作工程 象工程设计设计安全工作 象工程建设监理监控安全生产 象工程施工和验收保证安全质量 利用和改造客观世界 为人类服务的实践 从经济和社会的发展看，可分为： 造物工程 土木工程 电子工程 机械工程 水利工程 办事工程 希望工程 运营工程 安全工程 系统工程 运筹学、系统论、控制论、信息论、计算技术和现代管理科学等相互渗透大规模复杂系统为研究对象 应用学科 打破学科界限 摆脱传统方法的束缚 以实现系统整体优化为目的 为综合运用现代科技成就提供最有效的方法和思路 为解决庞大复杂的系统性问题开辟新途径 系统工程特点 研究方法的整体性 把研究对象看作一个整体 把研究过程看作一个整体 按系统工程的三维结构 时间维(工作阶段) 逻辑维(思维步骤) 知识维 整体配合研究解决问题 应用学科的综合性 综合运用 多学科理论 管理工程技术 揭示并协调各要素之间以及与外部环境之间的关系