⑤自动紧急停机功能；65．锅炉跟随汽轮机控制方式的基本原理是什么?；答：锅炉跟随汽轮机控制方式的基本原理是：当负荷要；66．汽轮机跟随锅炉控制方式的基本原理是什么?；答：汽轮机跟随锅炉控制方式的基本原理是：当负荷要；76.简述转速传感器的种类？结构原理和使用方法？；答：常用的转速传感器有光电式和磁电式两种，光电式；79.简述汽轮机监视仪表系统的作用；答：汽轮
⑤自动紧急停机功能。
65．锅炉跟随汽轮机控制方式的基本原理是什么?
答：锅炉跟随汽轮机控制方式的基本原理是：当负荷要求指令变化时，通过汽轮机主控制器，先改变主蒸汽调节阀的开度，改变进入汽轮机的蒸汽流量，使发电机输出功率迅速满足负荷要求指令的要求，调节阀开度改变后，锅炉出口的主蒸汽压力随即变化。
66．汽轮机跟随锅炉控制方式的基本原理是什么?
答：汽轮机跟随锅炉控制方式的基本原理是：当负荷要求指令变化时，通过锅炉主控制器，首先改变进入锅炉的燃烧率(通过锅炉的其他控制系统相应改变送风量、引风量、给水量等)，待燃烧率改变后引起蒸汽量、蒸汽压力相应变化后，再通过汽轮机主控制器去改变蒸汽调节阀门的开度，改变进入汽轮机的蒸汽流量，使机组输出功率变化以适应改变了的负荷要求指令。
76. 简述转速传感器的种类？结构原理和使用方法？
答：常用的转速传感器有光电式和磁电式两种，光电式传感器一般用在试验室或携带式仪表，而磁电式转速传感器多用于现场安装。光电式传感器由光源、光敏器件和转盘组成，转盘转动时使透射或反射光线产生有无或强弱变化，从而使光敏器产生与转速成正比的脉冲信号，磁电式转速传感器由磁电探头和带有齿的转盘组成，转盘一般有60个齿，并由导磁钢铁材料加工而成，磁电式探头内有永久磁铁，其外面绕有线圈，当转盘转动时，由于磁通发生变化，感应出脉冲电势，经放大整形后送计数器计数测量出转速。
79. 简述汽轮机监视仪表系统的作用。
答：汽轮机监视仪表系统（TSI）是一种可靠的连续监测汽轮发电机组转子和汽缸的机械工作参数的多路监控系统，用于连续显示机组的启停和运行状态，并为记录仪表提供信号。当被测参数超过整定值时发出报警信号，必要时采取自动停机保护，并能提供故障诊断的各种测量数据。
81. 汽包水位测量有哪些误差来源？
答：采用平衡容器进行水位测量其误差的主要来源是：1、在运行时，当汽包压力发生变化时，会引起饱和水、饱和汽的重度发生变化，造成差压输出有误差；2、设计计算平衡容器补偿管是按水位处于零水位情况时得出的，而当运行时锅炉偏离零水位时会引起测量误差；3、汽包压力突然下降时，由于正压室内凝结水可能会被蒸发掉，导致仪表指示出现误差。
83. 汽轮机盘车装置的作用是什么？
答：在汽轮机启动而主汽门和调节阀尚未打开时，或在停机后，转子停止转动前，用它防止转子因受热不均而弯曲。
84. 试说明汽轮机轴封系统的作用？
答：防止汽轮机蒸汽外漏或空气漏入气缸，同时回收漏气的热量，减少汽水损失。
88. 什么是压力开关的差动值？如何调整？
答：压力开关的差动值，也叫压力开关的死区。压力开关动作后，必须使压力稍低于压力开关的动作值，才能使微动开关复位，动作值与复位值之差叫做压力开关的差动值。将压力开关安装在校验装置上，先将差动旋钮旋至零位，使压力到达动作值，调整调节杆，用万用表电阻档监视输出接点状态，当接点正好闭合时停止调节。然后使压力下降到规定的死区范围，调节差动旋钮，使接点正好断开，如此反复校核两次，直至动作都准确为止。
89. 简述超声波流量计的组成和测量原理？
答：超声波流量计主要由换能器和转换器组成，换能器和转换器之间由信号电缆和接线盒、夹装式换能器需配用安装夹具和耦合剂。超声波流量计利用超声波在流体中传播时，超声波声速受流体影响而变化来测量流量的。
90. 试述虚假水位是怎样造成的？它对水位自动调节有何影响？
答：虚假水位是由于汽包内压力变化造成的。汽包内部压力又是随蒸汽负荷变化及锅炉工况而变化的，如当锅炉燃烧强度未变，而负荷突然增加，需从汽包内多取出一部分蒸汽量，水位应下降，但因此时燃料未及时增加，势必引起汽包压力下降，使整个汽水混合物的体积增大，结果反使水位升高了。这与物质量平
衡对水位的影响规律相反，故称为虚假水位。待燃料增加后，压力才能逐步恢复额定值，假水位现象才逐步消除。虚假水位有使给水量向与负荷变化方向相反向变化的趋势，造成错误调节动作。
92. 试简述涡流式位移监测保护装置工作原理。
答：此装置能把位移量转换为电气信号，可作为汽轮机转达子轴向位移，胀差，大轴弯曲，振动等检测保护用。涡流式位移检测保护装置由探头、前置器、监视器组成。前置器内部有石英晶体振荡器，向探头的端部线圈提供稳频稳幅的高频电流。前置器输出与检测距离相应的输出电压。监视器将前置器输出信号进行处理，以适应检测指示，越限报警的需要。^
94. 什么是ETS?
答：ETS即危急遮断控制系统。在危及机组安全的重要参数超过规定值时，通过ETS，使AST电磁阀失电，释放压力油，使所有汽阀迅速关闭，实现紧急停机。
95. 说明PLC的基本组成。
答：PLC主要包括控制器主机、输入模块和输出模块三部分。其中控制器主机由CPU、存储器、总线及电源等组成，输入模块主要由模拟量和开关量输入模块组成，输出模块主要由模拟量和开关量输出模块组成。
96. DAS系统的基本功能有哪些?
答：一般来说，DAS系统应具备的基本功能有数据采集、输入信号预处理、报警、开关量变态处理、事故顺序记录、CRT显示、打印制表和拷贝、操作请求与指导、事故追忆、二次参数计算、性能计算和经济分析、人机联系等功能。
97. DCS结构可概括为“三点一线”，“三点一线”分别指什么?
答：三点是指工程师站、操作员站、过程控制站。一线是指将三点连接起来的高速数据网络。
100. 简述汽轮机调节级的工作原理。
答：具有一定压力和温度的蒸汽通过固定喷管膨胀加速，使蒸汽热能转化为动能。从喷管中出来的高速汽流以一定方向进入动叶，推动叶轮旋转做功，完成蒸汽动能转换成机械能的过程。
103. 汽包的作用是什么?
答：汽包是锅炉水的加热、蒸发、汽化的一个连接点和分界点。汽包内设有汽水分离、蒸汽清洗、连续排污和炉内加药等装置保证汽水品质合格。汽包上设有压力表、水位计、安全门等附件控制汽包压力和水位，确保安全。
121.汽包水位过高过低对锅炉有什么危害？
答：汽包水位是锅炉安全运行中最重要的参数，汽包水位过高，使主蒸汽水分大，易使过热器壁结垢，甚至于水冲机；汽包水位过低，易使水质盐份加大，严重时回使水冷壁坩埚。
136. 过热蒸汽温度调节的任务是什么?
答：过热蒸汽温度调节的任务是维持过热器出口汽温在允许范围内，使过热器管壁温度不超过允许的工作温度，并给汽轮机提供合格的过热蒸汽，保证主设备安全经济运行。
138. 在锅炉汽温调节系统中，为何要选取减温器后的汽温信号作为导前信号?
答：选取减温器后的汽温信号作为局部反馈信号，可以通过各种动态关系反应干扰作用，是它们的间接测量信号，它比主蒸汽温度更能提前反映减温水的扰动。
142. 试述为什么送风调节系统中常采用氧量校正信号？
答：要随时保持经济燃烧，就必须经常检测炉内过剩空气系数或氧量，并根据氧量的多少来适当调整风量，以保持最佳风煤比，维持最佳的过剩空气系数或氧量。所以，送风调节系统常采用氧量校正信号。氧量信号也不是一个定值，根据锅炉的燃烧特点，在高负荷时，氧量要稍低一些，而低负荷时，氧量要稍高一些。因此，一个理想的氧量校正信号还必须用负荷进行修正，即根据负荷变化修正氧量的给定值。
149. 保护系统中，如何保证保护信号的准确性？
答：常用的方法有：信号的串联、并联、混联，信号采用三取二、五取三等方式。
154. 电厂自动调节系统中选用调节阀有哪些要求?
答: (1)调节阀的最大流量是额定流量的1.2～1.3倍。(2)调节阀的流量一般应小于额定流量的15%。(3)
调节阀的变差流量小于额定流量的5%。(4)调节阀的死行程应小于全行程的10%。(5)饱和区的出现应在85%开压以上。
160. DCS对现场I／O量的处理可以分为近程I／O和远程I／O两种，说明两者的区别与关系?
答:区别：近程I／O是将过程量直接通过信号电缆引入计算机，其信号电缆传输的是模拟量信号。远程I／O通过远程终端单元实现现场I／O，在远程终端单元和计算机之间通过通信线路实现连接和信号的交换，其通信电缆传输的是数字量。关系：它们都要完成对现场过程量的数据采集。
161. DEH控制系统主要有何功能?
DEH控制系统主要有以下功能：①自动启动功能；②负荷自动控制功能；③手动操作功能；④超速保护功能；⑤自动紧急停机功能。
164. 为什么要保证锅炉给水泵的最小流量?
答: 锅炉给水泵是火电厂的重要辅助设备之一，当锅炉给水泵的流量小于要求的最小流量时，流过给水泵的给水会局部汽化，导致产生汽蚀而损坏给水泵，因此必须保证锅炉给水泵的最小流量。
174. 屏蔽导线的屏蔽层如何接地，为什么？
答：屏蔽导线的屏蔽层只应一端接地，而另一端浮空，如果两端均接地，由于信号导线与屏蔽层间存在着分布电容，大地共变干扰电压侵入到信号回路中来，从而使测定值不稳定。
175. 盘内接线的技术要求有哪些？
答：盘内配线的基本技术要求为：按图施工、接线正确；连接牢固、接触良好；绝缘和导线没有受损伤；配线整齐、清晰、美观。
176. 什么是执行器死区？存在死区会造成什么后果？
答： 所谓执行器的死区，是指当执行机构的输入信号较小时，执行机构不动作，只有当执行机构的输入信号到一定值时，执行机构才动作。执行机构的死区现象过于严重时，可能导致调节系统产生振荡，使调节品质下降。
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基于DSP的多通道同步DAS及其应用
    
　　摘&&要：鉴于DSP在结构和技术性能上的特点，本文提出了一种基于DSP的多通道同步数据采集系统的设计方法。该系统采用锁相环（PLL）实时频率跟踪实现数据的同步采样，采用专门的A/D芯片实现多通道的同步，采用专门的开关电容滤波器进步采样系统的性能。通过初步的试验，验证了系统的性能，为进一步的研究奠定了基础。 　　关键词：DSP,多通道,锁相环
　　近年来，集成电路技术和制造工艺的突飞猛进，高速数字信号处理(DSP)技术的发展及其制造本钱的降低，使数字信号处理技术在电力系统的各个研究领域得到了广泛的应用。依据目前我国电力系统的供电现状，如何进步和保证电能质量已经是摆在我们眼前的一项重大题目。通过对电能质量进行在线实时监测和分析，可以为改善电能质量和制定有关电能质量治理措施提供必要的依据，也为后续确定电能质量治理装置的相关技术参数提供重要的依据，正是这些迫切的需要使得电能质量在线监测成为必然。用户对电能质量的要求也使得我们不得不在实时性、丈量精度、运算速度、处理能力以及自动化、网络化方面做些努力。
　　本文先容了一种基于TMS320F2812 DSP的多通道同步数据采集系统的设计思路，该数据采集系统采用了16-bit精度的A/D转换芯片、32位定点DSP芯片进行数据的处理，另外还采用了专门的抗混叠滤波芯片，能够灵活地设置和选择滤波特性，以便能进行比较精确的谐波丈量。该数据采集系统具有本钱低、精度高、实时性好、处理能力强等优点，且能实现基于锁相环频率跟踪的多通道同步采样，完全适合电力系统中进行电量监测。
1系统的基本结构
1.1&& 系统框图
　　本系统包括以下六个部分：三相电压、电流传感器部分，输进限幅单元，同步方波变换及锁相环倍频单元，滤波单元，A/D转换单元以及中心CPU单元．
　　该系统的CPU采用TI公司最新推出的TMS320F2812 DSP芯片，其负责控制A/D芯片的采样转换以及对A/D转换结果的处理，其中包括一些实现谐波丈量和电压波动、闪变等的专门的软件算法。A/D芯片采用TI公司为电力系统三相电压控制专门生产的芯片ADS8364，其提供的六个通道正好满足三相电压、三相电流控制的丈量。
Fig1.& block diagram of sample system
1.2&& 原理先容
　　来自三相电压电流传感器的低电压信号（共6路），经过输进限幅单元后先进行信号的滤波处理，然后由专门的采样芯片ADS8364进行A/D转换，同时，将限幅单元输出信号经一定处理后引至锁相环模块（PLL）以便进行频率跟踪，此频率倍频后将提供给ADS8364作为采样点的控制信号，A/D转换的数据送到DSP进行运算处理。
1.3&& A/D转换芯片ADS8364以及TMS320F2812 DSP的特点及性能
　　ADS8364是TI公司生产的一款特别适合于三相电压控制的A/D芯片，其具有以下特点：
　　1）提供6个输进通道，且各通道独立工作，配置6个独立的16-bit ADC，可以实现对六个通道的同步采样。全部通道均采用差分输进方式，共模抑制比高（50KHz时达到80db）。
　　2）4μs的单通道通过期间，最大250KHz的转换速度，完全满足电力系统中进行电量监测的采样速度要求。
　　3）450mW超低功耗，5V工作电源，数字信号接口采取5V、3.3V两种电平模式，可以很方便地连接到TTL或CMOS电平控制。
　　TMS320F2812是TI公司的一款用于控制的高性能、多功能、高性价比的32位定点DSP芯片，其特点如下：
　　1）采用多总线哈佛结构，有6级深度流水线。该芯片最高可在150MHz主频下工作，并带有18K×16位等待周期片上SRAM和128K×16位片上FLASH。同时TMS320F2812带有存储扩展总线，可外扩大于1M×16位程序和数据存储器。
　　2）丰富的片上外设，其中包括：2×8路12位ADC（最快80ns转换时间）、2路SCI、1路SPI、1路McBSP、1路eCAN，两个事件治理模块（EVA、EVB），分别包括6路PWM输出、2路QEP、3路CAP输进、2个16位定时器（TxPWM/TxCMP）。另外，该器件还有3个独立的32位CPU定时器，以及多达56个独立编程的GPIO引脚。
2系统的硬件设计
&&&&2.1 输进限幅单元
　　为了使得A/D芯片安全工作，出于保护器件的需要，通常要对输进信号进行限幅，其具体电路可参考相关资料。
&&&&2.2&&&& 抗混叠滤波
　　奈奎斯特定理指出：时间连续信号转换成离散信号时，需要在一个周期内的采样次数多于2次。假如采样次数不够，将无法恢复丢失的信息。以200kHz采样率对190kHz信号进行采样的情况，所得信号是一个完好的正弦波，但频率是错误的。频率的改变正是由于混叠现象导致的。图3给出了混叠现象在频域的表现形式，所有频率f高于fS/2(fS为采样频率)的信号均将映像到fS/2区域内。实际应用中一般考虑采样频率为原始信号频率的3～4倍。
　　由此可见，带外杂散高频成分引起的混叠现象直接影响着A/D转换的精度，它将是进行A/D设计时面临的重大题目。这样，抗混叠滤波电路的设计显得尤为重要。考虑到常规的阻容滤波特性不好，参数选择也不轻易把握，元器件的参数很不稳定，并且多通道工作时各通道之间很难保持一致性，因此我们这里采取了专门的开关电容滤波芯片MAX7419，这
Fig2. signal with sub-nyquist sampling& &&&&Fig3. Anti-alias happened in frequency domain
是一款具有Bessel特性的5阶、低通开关电容滤波器，截止频率可以通过两种方式选择：一是在CLK引脚与GND之间外接电容COSC得到；二是按照fCLK ：fC＝100：1的比例直接在芯片的CLK引脚接一方波信号，显然，这样可以使得控制更加精确，滤波特性会更好。&&&&&&&&
&&&&　　Fig4. typical circuit of switch-capacitor filter&&&& Fig5. the effect of MAX7419
&&&&2.3&&&& 同步方波变换及锁相环单元
进　　行电能质量监测时，电网频率在不断变化，为了实现对信号周波的定点采样，需要实时跟踪信号频率的变化，锁相环是解决此类题目的最佳选择。另外，考虑到谐波分析的需要以及保证数据处理的精度，我们设计每周期采样128次，以便正确分析到谐波30次左右。
　　该部分电路主要由同步方波变换电路和锁相环倍频电路两部分组成，另外还外加一些波形调理电路及控制电路。同步方波变换电路实际上是一个迟滞比较器，其迟滞特性恰好可以消除输进信号过零点的噪声干扰，该电路将输进的正弦信号变为同频率的方波。锁相环倍频电路主要由锁相环芯片CD4046以及二进制计数器CD4020组成，锁相环CD4046实现对输进信号的频率跟踪，CD4020配合CD4046实现对跟踪频率的128倍频，该部分电路的输出信号经波形调理之后送至A/D转换芯片ADS8364，作为采样点的控制信号。值得留意的是，倍频系数可以按照不同的采样需求进行设置，只要简单的改变一下计数器CD4020的引脚连接即可。完整的电路如图6所示。
Fig6.& simultaneous rectangular wave transform and frequency doubling circuit with PLL
&&&&2.4&&&& ADS8364的启动和时序
　　ADS8364的6个通道划分为A、B、C 3组，各组可以独立使用，分别由相应的/HOLDX信号启动A/D转换，也可以一起使用，这时候只要将/HOLDA、/HOLDB、/HOLDC三个引脚连到一起即可。该A/D芯片可以工作在高达5M时钟下，此时单通道转换时间约为3.2μs（16个时钟周期），外加数据读写时间一共为4μs，即最大转换速度可达250kHz。
　　当芯片的任何一个HOLD引脚出现持续20ns以上的低电平时，该组通道的ADC将被启动，数据转换完成后将存放在指定的寄存器中，同时/EOC引脚为低，提示CPU作读数操纵。ADS8364内置了6*16bit的寄存器供6路通道使用，当单通道工作时，可以设置为FIFO方式读写数据；6个通道一起使用时可以单通道分别读写，也可以使用周期模式循环读写各通道数据；读写模式的选择由地址信号线A0~A2决定。整个工作的时序如图7所示：
&&&&　　Fig7. Timing characteristics table of ADS8364&&&&&& Fig8.& The connection of ADS8364 and F2812
&&&&2.5&&&& ADS8364与F2812 DSP的连接
　　TMS320F2812有丰富的资源可供使用，普通的电平信号均可以使用其GPIO引脚来控制，如ADS8364的/CS、BYTE、ADD、/RESET等信号和三个HOLD信号，这里需要说明一下，ADS8364的HOLD信号在系统实际运行时是连接至锁相环倍频单元的输出，在这里将其连接至F2812的GPIO引脚，是为了调试时的方便，我们在制作PCB板的时候通过跳线的方式改变其连接方式。/EOC引脚作为转换完成的信号将连接至F2812的外部中断输进口XINT1，F2812的PWM1脚提供5MHz的时钟供给ADS8364。具体连接如图8所示：
&&&&2.6&&&& 设计优化
　　1）增大线性度：考虑到器件输出幅度的限制，在器件本身答应的条件下，我们进步某些元器件的工作电源，如运算放大器，这样可以增大系统的线性区域，反映在A/D转换上，即是使得A/D器件满量程工作，减小丈量的误差。
　　2）缺相运行时锁相环单元的处理：考虑到电力系统缺相运行的可能性，假如锁相环输进来自一相，这样的话很可能丢失同步信号，为了防止这种现象发生，我们将锁相环单元的输进改为Ua＋Ub－Uc的形式，这样无论哪一相缺相运行，同步采样控制信号都不会丢失。
　　3）系统的可扩展性：通过多路选择开关可以有效地扩展模拟输进通道数目；同时，DSP丰富的数字I/O接口以及SCI、SPI单元均为系统向网络化、自动化方向发展提供了可能。
&&&&3.系统的软件设计
　　系统的软件设计主要包括数据采样模块和数据处理计算模块两部分。在数据处理方面，采用基于小波变换和傅立叶变换的软件分析处理方法，利用小波消噪方法对信号进行预处理，利用快速傅立叶变换方法对谐波、闪变和纯正弦波电压等典型现象进行分析，具体电能质量分析软件的设计将在另文中发表。
&&&&4.结束语
　　采用快速、高效DSP进行数据处理，在采样系统设计中已经得到了成功应用。结合DSP本身的特点，配合先进的软件算法和分析方法，同时在硬件设计上采取锁相环实时频率跟踪、多通道同步采样A/D芯片以及专门的开关电容滤波器实现抗混叠滤波，使得本数据采集系统具有实时性、快速性、高精确度等优点，这将在电能质量实时监测中有非常大的发展空间。&&
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你可能喜欢许多高端工业应用采用了高性能、多通道数据采集系统( DAS )，用于处理高精度工业产生的实际信号，有些复杂系统需要使用高性能、多通道、同时采样ADC，例如：MAX11046、MAX1320、MAX1308等。
首先，我们考虑图1所示一款高端三相电力线监测系统，这类工业应用需要在高达90dB (取决于具体应用)的、64ksps典型采样率的条件下精确地同时采集多通道数据。为了获得最高系统精度，必须正确处理来自传感器(图1中的CT、PT)的信号，以满足ADC输入量程的要求，从而保证DAS的性能指标满足不同国家相关标准的要求。
图1. 基于MAX11046、MAX1320、MAX1308的DAS在电网监控中的典型应用
SAR ADC在工业DAS中的作用
如图1所示，MAX11046、MAX1320及MAX1308可同时测量三相及零和，每款ADC均采用逐次逼近寄存器(SAR)架构。从其名称即可看出，SAR ADC采用的是对半查找法则(逐次逼近)。MAX11046、MAX1320和MAX1308均提供高速转换(8通道的每通道高达250ksps)，支持瞬态信号监测，并具有灵活的&10V、&5V或0至5V接口。表1列出了部分Maxim的SAR ADC产品的典型特性，如需了解详细信息，请参考每款型号的数据资料。
表1. 高性能、多通道SAR ADC产品的典型特性
Medium, (approx 2k&O)
Very high (in 10s of M&O); mostly caitive
CT、PT (传感器)变压器的典型输出为&10VP-P或&5VP-P。如表1所示，MAX130x和MAX132x系列ADC可支持这些范围，MAX11046的输入范围只适用于&5V的变压器常用输入范围。
MAX130x和MAX132x系列ADC的较低，在电网监控系统中需要增加输入和低通(图2)，以保证12位至14位的精度。
注：如需了解有关高阶、连续时间低通的设计信息，请参考应用笔记733：&A Fir Primer&和应用笔记738：&Minimizing Component-Variation Sensitivity in Single Op Amp Filters&。Maxim还提供MAX9943/MAX9944或MAX4493/MAX4494/MAX4495等高精度运算放大器，非常适合这些应用。
图2. 采用MAX130x和MAX132x系列ADC构建的电力线监控系统板级框图，图中需要一个有源低通器连接CT和PT变压器。
MAX11046提供可选择的有源输入缓冲器/低通滤波器，MAX11046具有非常高的输入，可直接连接到特定传感器(参见表1)。以CT、PT测量变压器为代表的低阻传感器(等效阻抗RTRANS在10&O至100&O量级)，可以通过简单的RC模拟前端(AFE)直接连接到MAX11046输入端。如果测量信号频带内的50/60Hz混叠较低，由输入RC构成的低通滤波器即可满足要求。
图3给出了一个简单的高性价比解决方案，使得MAX11046能够支持&5V或&10V输入范围。
图3. MAX11046在典型电网监控应用中的板级框图，图中通道1连接&5V变压器，通道8连接&10V变压器。
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