热动专业英语第五章译文_第四版

第五章 仪器仪表与过程控制

5.1 概述

仪器仪表与过程控制（I&C）涉及广泛的技术和科学，它们的应用从加热冷却的控制、家庭和办公室的热水系统到化工、汽车仪表的过程控制，无所不及。

5.1.1仪器仪表

仪器仪表是工业过程控制的基础。然而，它以多种形式出现，从家用热水器和暖通空调中通过测量温度的变化来控制热水器的、暖通加热系统或制冷机的燃气、燃油量和电流大小，到复杂过程控制（如：石油、化工行业）的应用。

在工业控制中，多个变量可以同时测量，包括温度、流量、时间、距离等。所有这些变量相互依存于一个需要复杂的微处理器系统来实现全部控制的单一过程中。随着科学技术的快速发展，更新、更有效的测量方法将被引入，现在实用的仪表也很可能会被淘汰，而对于更高精度、质量和性能的需求也推动着这些变化。因此，为了准确地测量参数，几年前曾被认为不可能的技术也发展起来了。

5.1.2过程控制

为了生产出符合要求的高质量产品，严格的过程控制是必需的。举一个简单的例子，比如清洁站的供水问题，无论需求量是多少，我们都要保持温度不变。在控制系统图5-1（a）中，蒸汽和冷水进入热交换器，利用蒸汽的热量来使冷水达到所需的工作温度，并使用温度计来测量加热器或过程中的水温（被测变量）。而操作员通过调整进入换热器的蒸汽流量（被控变量）来使加热器出口水温保持在设定值，这一系列的操作就可称为过程控制，实际自动控制过程如图5-1（b）所示。

过程控制是对输出变量的自动控制，它通过测量过程输出参数的大小，并将之与期望值或设定值进行比较，然后将偏差信号反馈以便控制输入变量。本例中输入变量是蒸汽，见图5-1（b）。温度传感器放在出水管感应水流温度。随着热水需求量的增加或减少，水温的改变被感应并转换为电信号，经放大后传送到控制器，控制器估算这个信号，并发出了一个校正信号到执行器。执行器调节进入换热器的蒸汽流量，以保持水温在其设定值。

图5-1（b）是简化后的反馈回路图，图5-2对其进行了扩展。在任何过程中都有多个输入量和输出量。过程中被控的输入参数和被测量的输出参数都被称为变量。在过程控制设备中，控制器不一定局限于一个变量，而是可以测量和控制多个变量。

5.1.3控制回路要素的定义

图5-3细分了过程控制回路框图中的各个要素。测量元件包括传感器、变送器和带有稳压电源的传送器。控制元件有执行器、电源控制电路和其自身的供电电源。控制器的处理器内部有存储器和加法电路，用来比较设定值与被测信号，从而可以产生偏差信号。处理器再使用偏差信号产生一个校正信号，以此控制执行器和输入变量。这些框图的定义如下： 反馈回路是从输出返回到输入，用来校正输出值与设定值之间的任何差值的信号通道。换言之，通过连续监测过程的输出信号，就可以确定设定值与输出参数之间的偏差，然后反馈校正信号来校正一项过程输入（值）。这样的方法也可以用来测量输出参数的变化。

被控或被测变量是过程中被监测的输出变量。被监测的输出参数值通常保持在严格的给定范围内。

控制量是过程的输入变量或参数，它根据从处理器到执行器的控制信号所改变。通过改变输入变量，被测变量的值是可以控制的。

设定值是被传感器监测的输出参数或变量的期望值。从这个期望值的任何偏离都会产生偏差信号。

仪器仪表是任何用来指示或测量物理量或条件，性能，位置，方向等的各种类型设备的总称。

传感器是可以检测物理变量，如温度、光照强度或动力的设备。传感器有能力提供一个可测的输出，该输出根据物理变量的大小而改变。温度计是一个很好的可视传感器的例子，因为它可以给出温度的准确可视的指示。其他传感器，如膜式压力传感器，可能需要一个应变传感器将膜的形变转换成电气或气动信号以后才可以测量。

换能器是可以将一种形式的能量转换为另一种形式能量的装置，例如，电阻温度计将温度转换成电阻，热电偶将温度转换成电压。这些设备的共同点是会输出一个与温度成正比的量。许多换能器依据前端的传感器来分类。

转换器是在不改变能量形式的情况下改变信号形式的装置，如将电压转换为电流信号。

执行器是响应控制器信号来控制输入变量的装置。一种典型的执行器是流量控制阀，它能够依据控制器电信号幅度按比例地控制流体的流速。其他类型的执行器还有控制电源开和关的磁继电器。

控制器是监视换能器信号的装置，它通过预先设定的程序来驱动、控制必要的执行器使过程保持在设定范围内。

可编程逻辑控制器（PLC）是基于微处理器、用于过程控制的设备。小系统时能够监测几个变量和控制几个执行器。在性能扩展后，可以监测60或70个变量和控制相应数量的执行器。 PLC系统，可以使用模拟或数字输入信息和输出模拟或数字控制信号，可以在全球范围内与其他控制器通讯，很容易在线或离线编程，并给操作者提供前所未有的大量的数据和信息。梯形网络图通常用于控制器的编程。

偏差信号是设定值与被测量变量之间的差值。

校正信号是用来调整执行器来设定输入变量的值的信号，。

变送器是放大、标准化信号的装置。变送器可以使信号在远距离传输时信息的损失为0或最小。变送信号可以是多种形式之一，如气动、数字、模拟电压、模拟电流、射频（ RF ）信号。数字传输在新系统中是首选的，因为控制器是一个数字系统，由于模拟信号能准确地数字化，而数字信号能在传输时做到信息零损失。控制器参照预设值来比较传感器信号幅度，在图5- 1(b)中是热水传感器的信号幅值。该控制器将向执行器发出一个与参考值和传感信号差值成比例的信号给执行器，执行器便开启或关闭阀门从而调节蒸汽流量，进而调节水温到其设定值。

例如图5-4显示了闭环流量控制系统框图，图中包含下列要素：（a）传感器，（b）换能器，（c）执行器，（d）变送器， （e）控制器， （f）控制变量，（g）被测变量。（a）在图中传感器被标记压力室。（b）换能器标记为转换器，换能器有两个，一个用于转换的压力为电流，另一个转换电流为压力来操作执行器。 （c）此例执行器为气动阀。（d）变送器为线路驱动器。（e）控制器标记为PLC。（f）控制变量是差压，该差压因流体流经孔板时收缩而产生。（g）被控变量是液体的流速。

5.2 文件和符号

5.2.1 介绍

文件包括前期工程和详细的工程图。在工厂所需的文件浩如烟海，其中我们需要介绍的仅限于你要常用的那么几种，比如报警和跳闸系统，PLC文件和工艺流程图（P和ID）。工艺

流程图是非常详细的文件，包括了仪表，仪表的安装位置，过程控制回路以及工艺流程中的细节。文件标准和使用符号是由工业标准体系结构(ISA)与美国国家标准协会(ANSI)共同建立并标准化的。

5.2.2系统文件

报警和跳闸系统

ANSI/ISA-84.01-1996——过程控制工业的安全仪表系统应用给出了报警和跳闸系统的有关信息及其实施。报警系统的目的是机组在故障时能引起操作人员和维护人员的关注，而跳闸系统的目的是当故障发生时依次有序关闭系统，或将故障单元切换到备用的单元。在过程控制中所使用的元件是故障报警的第一道防线。用于报警和跳闸系统的传感器和仪表是报警防御的第二道防线，这些传感器和仪表必须与用于过程控制系统的仪表完全分开。

报警和跳闸系统或者安全仪表系统（SIS）有它们自己的传感器、逻辑和控制元件，以便在发生故障时把系统切换到安全状态，从而保护人员、设施和环境。控制装置用来准确测量被测变量不同量值，而SIS的传感器是用于测量跳闸点的一个更为可靠耐用的设备。一个常见的SIS系统是双重冗余系统，该系统由主SIS系统和两个冗余系统构成。这样一来，三选二逻辑监视系统通过输出的对应关系来确定是检测器故障还是系统故障。三选二逻辑电路如图5-5(a)所示，真值表如图5-5(b)所示，正常情况下输入通常是低电平（0）。由图可知，如果一个输入信号变为高（1）则意味着检测器故障，并且检测器故障输出由0跳变至1，但系统的输出仍旧维持在0。如果2个或者2个以上的输入信号均变为高值，那么就意味着系统故障，并且系统故障的输出也由0跳变至1。

报警和跳闸文件

报警和跳闸系统的文件一定是最新最好的。所有的SIS设备必须要清楚地标识和编号。系统图纸必须使用标准符号指示所有的SIS设备及其位置、功能和设定限值。工程图纸必须包括联锁和逻辑图。

报警和跳闸文件所需信息分类如下：

（1）安全要求说明；

（2）逻辑图及功能描述；

（3）功能测试程序及所需维护；

（4）过程测点及跳闸量值；

（5）跳闸时SIS动作的描述；

（6）SIS掉电时将采取的动作；

（7）手动关闭程序；

（8）SIS关闭后的重启程序。

PLC文件

如同所有的技术设备一样，详细的工程记录是必不可少的。没有精确的工程图，做升级

所需的变更和修改是极其困难甚至是不可能的。为了便于修改布线和进行诊断，从PLC到监测和控制设备的每一根接线两端都必须清晰明确地标示出来，并且画于接线图上。PLC必须有完整的最新的梯形图（或者其他编程语言）。

PLC包中的基本文件如下：

（1）系统概要和控制操作的完整描述。

（2）系统单元的方块图。

（3）每一个输入输出点、目的地址和编号的完整列表。

（4）I/O模块的接线图，每一个I/O点的地址标识以及机架的位置。

（5）梯级描述，编号和功能。

5.2.3工艺流程图

标准化

电子行业有其标准符号来表示电路元件，并将其用于电路图。同样地，过程工业也有标准符号来代表过程控制系统的元件。不同于电路图，过程工业图就是工艺流程图（P和ID）（不要与PID混淆），它描述过程系统的元件和要素是如何相互连接的。ANSI和ISA已经开发并标准化了用于标识所有应用于工业过程的元件的符号。管线仪表文件即ANSI/ISA S5.1–1984 (R 1992)——仪表符号和标识标准。

P和ID图或者工艺流程图都是为了过程系统的详细设计而开发的。这些图表显示设施中全部所需管道、仪表及位置、信号线、控制回路、控制系统和设备的细节。工艺流程图和系统控制需求由工艺过程及控制工程的施工队伍提出。这些工程图纸必须是正确的，现行的，最新的，并且可严格维护的。

P和ID图通常包含以下类型的信息：

（1）工厂设备和容器的放置地点、容量、压力、液位操作范围和用法等等。

（2）所有区分互连类型的连接管线，即气的或者电的，以及管线的工作范围。

（3）所有电机的供电电压、功率及其他相关信息。

（4）仪器仪表及其位置，它的主要功能，过程控制回路编号和范围。

（5）控制阀的控制类型、阀门的类型、阀门动作的类型、故障保护特性以及流量和压力信息。

（6）所有安全阀、压力调节器、温度计的范围以及操作范围。

（7）所有具有控制回路编号的测量装置、记录仪和变送器。

5.3 基本的锅炉仪表与控制

5.3.1介绍

尽管手动控制来操作锅炉在理论上是可行的，但是不断的扰动和参数变化会使运行人员的工作沉闷乏味。锅炉响应校正作用需要一段时间，这样则可能导致过度校正，并进一步破坏锅炉的正常运行。只要整定好自动控制器，它就会迅速产生恰当的调节来尽量减少锅炉的扰动，就可以更精确和可靠地控制系统。 锅炉的仪表系统可以实现如下功能： （1） 测量所设计的锅炉不同参数的真实值。

（2） 维持不同参数下的安全工作范围。

（3） 同时监视一个或者更多的变量，并且为自动控制系统提供输入。

（4） 故障条件下，一旦操作员采取补救措施失败，通过报警和跳闸来保护锅炉。

（5） 提供设备出现故障前运行状况的数据，从而为故障分析做准备。

选择锅炉仪表时应该特别注意。在实际中有许多仪表和控制回路可供锅炉使用。基于所收集的不同电厂的反馈信息，一些重要的保护和控制是电厂必不可少的，现列举如下。 5.3.2汽包水位高/低保护

汽包中的水位应该维持在期望限值之间。当汽包水位在低于低限时，将出现水冷壁传热危机；反之，汽包水位超出高限时，蒸汽将会把水带入汽轮机。为了防止水位降到允许的低水位以下，低水位跳闸会关闭锅炉。我们建议所有锅炉都采用水位高跳闸（或报警）。建议各种水位，无论高低报警和跳闸，都采用独立的液位开关。

5.3.3炉温探针

一系列的新型锅炉需要受控的启动和负荷方案。因此，绝大多数制造商提供启动曲线，该曲线一般都会给出锅炉的升压速率以便跟踪。在锅炉启动过程中，没有足够的蒸汽流经过热器，因此，如果给锅炉炉膛提供较高的热输入率，将会导致较高的烟气出口温度，从而引起过热和爆管。所以建议控制锅炉的热输入率，同时维持烟气温度，使炉温在540度左右。

炉温探头是一个带有冷却水夹套的高温热电偶。冷却水流过夹套来防止热电偶过热。一旦过热器中有足够量的蒸汽流过，燃料的燃烧率也就不再有任何限制。

当然，也可以使用没有冷却水的温度探针。当烟气温度超过540摄氏度时，必须把热电偶撤回。该热电偶有和长吹灰器相似的可伸缩机构。

5.3.4蒸汽纯度

蒸汽纯度表明蒸汽从炉水携带的盐分的多少。过热器内表面和汽轮机叶片上的钠盐会缩短设备寿命并且降低锅炉的有效性。为了避免携带盐分，汽包通常都有干燥箱。蒸汽纯度应该定期监视以提高锅炉的有效性。钠跟踪技术可以测量蒸汽中低至0.001ppm的溶解性固体。

5.3.5控制回路

由于蒸汽的产生是连续的，因此控制也应该是连续的，对于空气、燃料、水等必要的调节也应该同步进行。这些变量的手动控制主要依靠运行人员判断和校正参数的能力，而没有太多的试错操作。锅炉的自动控制是维持锅炉稳定输出的最好方法。和气动以及其它过时系统相比，电子学的发展已经使得电子控制系统更加受欢迎。

以下是推荐使用在现代高压电站锅炉中的一些至关重要控制回路。

给水控制/汽包水位控制

维持汽包水位在正常的参考运行水位非常重要。水位太低能引起水冷壁管缺水，导致爆管；水位太高导致携带炉水并且降低蒸汽纯度。

许多现代锅炉其运行的蒸汽温度接近金属的最大允许温度。给水控制不利引发的温度波动将会损坏锅炉管子。在锅炉设计过程中，通过对比水的高水蒸汽释放率获得较好的性能。该比率需要更可靠的水位控制。

如图5-6所示的三冲量就是汽包水位，蒸汽流量和给水流量。该系统中，基本的控制依据蒸汽流量和给水流量之间的关系。该闭环系统中，在正常的稳定状态下，汽包水位处于正常值，此时蒸汽流量和给水流量之比为1：1。该条件的任何变化都将对给水控制阀施加一个控制信号，水位信号也会引起给水阀的重新调整，从而把水位信号调整回期望值。控制系统收到的给水流量测量信号用于决定给水管路中调节阀的开度，从而使得流入的给水量和锅炉的蒸汽输出量相等。因此调节阀前给水压力的任何变化所导致的给水流量变化将立即被流量计检测出来，而调节阀也将立即反应。

锅炉通风控制系统

在所有燃烧控制系统中，不管什么类型，都有独立的控制回路用来维持恒定的炉膛负压（图5-7）。控制器能检测到设定值的任何偏离，并直接输出信号去调整引风机挡板的位置。

蒸汽温度控制系统

通过喷水调温或减温器减温的方法，雾化的蒸汽冷凝水通过布置在一级过热器和二级过热器之间喷嘴喷撒到蒸汽中。为了实现减温的目的，必须测量蒸汽温度，控制器会探测期望值的任何偏离，并发出信号给调节阀。图5-8所示系统是适用于电厂锅炉的。

燃烧控制系统

锅炉的自动燃烧控制的主要目标就是自动调节锅炉的热量输入，提供与输出热量或者所需蒸汽量相匹配的燃料和空气供给。为了保证燃烧品质和锅炉的稳定性，应该尽可能保证锅炉的热量上输入。锅炉负荷发生变化，就需要调节参与燃烧的空气量。而蒸汽压力是锅炉负荷变化的信号，因此，检测到蒸汽压力的变化就要相应地调节燃料量和风量。（具体参看图5-9）。

燃烧控制系统的运行依赖于基于控制信号调节燃料供应量的能力。

5.3.6 锅炉的基本联锁

为了锅炉和其辅助设备的安全运行，甚至在控制系统出现故障时也能安全运行，在控制系统中提供一些联锁和跳闸也是很有必要的。

锅炉的跳闸保护

电厂锅炉应该提供有跳闸设备以便在以下条件接收到跳闸命令或者控制面板上的跳闸

按钮按下时能够关闭系统。

a.送风机跳闸/关闭

b.引风机跳闸/关闭

c.汽轮机跳闸

d.汽包水位低/高跳闸

锅炉辅机启动时推荐的一些基本联锁

a.当送风机和一次风机关闭时，开启引风机

b.仅当引风机开启时，启动送风机

c.仅当送风机和引风机都开启时，启动一次风机

d.仅当一次风机开启时，启动给煤机

e.最后跳闸引风机

f.当一次风机跳闸时，跳闸给煤机

5.3.7一般性原则

当选择仪表的元件时，选择恰当的范围是重要的。一个精心设计的系统（组态）对于仪表的有效性发挥着重要的作用。训练有素的电厂维修人员和合格的技工对于设备的校准和维护也是非常重要的。

5.4 汽轮机控制和保护系统

5.4.1概述

汽轮机分散控制系统分为两部分：一部分是控制，另一部分是保护。控制功能包括自启动和转速控制、并网、负荷控制、频率控制和阀门实验。保护功能包括监视汽轮机的重要参数、超速减负荷、跳闸、甩负荷预测、油压低跳闸、润滑油压低跳闸、低真空跳闸。尽管相对独立，汽轮机系统也是集成到分散电厂控制系统中的，与电厂分散控制使用相同的组件、共享操作员界面和通信网络，使用工业标准的软、硬件。

5.4.2主要特征

独立，冗余控制和保护功能——提高了电厂的可靠性和有效性

自动的转速控制——启动更快、更安全

自动的负荷控制——控制阀响应曲线线性化，并且可以提供平滑快速的负荷变化

3取2的冗余转速测量和跳闸模块——汽轮机单测点故障保护

通过编程使汽轮机工作在指定的阀门位置——滑压方式下提高单元机组的效率

电厂约束协调器——以允许的最快速率变负荷

转子应力计算可以保持其加速度低于限值——增加有效性，延长使用寿命

5.4.3 背景及简介

由于汽轮机对于电厂来说是重要设备，它的控制系统必须极其可靠，因此设计冗余、响应快，在某种程度上保护措施在几个毫秒内就要动作。

汽轮机控制系统的发展已经经过近四十年，从机电系统到模拟电液（EHC），到专用数字系统，再到微处理器系统。后来汽轮机控制系统的进步反映了计算机技术的进步——更快、更强、更价廉、更通用、更灵活等。

现在，汽轮机控制系统是电厂自动化系统不可分割的组成部分。该部分与电厂自动化系统有相同的特性、软件以及外观和感受。汽轮机控制不再是独立的系统了。

集成一体的电厂自动化系统有如下优点：

a.共同的操作员接口

b.集成的操作报告

c.压缩的总体成本

d.较少的备件类型

e.简化的维护

f.和自动调度系统（ADS）单一接口

g.共同的锅炉-汽轮机协调控制

h.灵活、轻松地扩展

i.统一的组态工具

5.4.4汽轮机控制

该系统分两部分：一部分用于控制，另一部分用于保护。每一部分都提供有冗余的分布式处理单元(DPU)。

而且，每一部分都有其一套冗余的AC/DC电源。冗余的DPU不断地进行通信，使后备单元具有更新的数据库。一旦主DPU发生致命的错误，系统将自动、无扰地切换至后备DPU。

同时，系统中操作员接口和其他DPU是通过冗余的高速网络进行通信的。电厂自动化系统中的所有处理单元，包括报表生成器、操作员工作站、历史数据以及电厂信息管理系统，都可以得到所有的汽轮机数据和控制性能参数。诸如转子应力计算、自启动程序和性能计算这些监督系统也能很容易地通过通信网络访问控制系统。

保护部分监视汽轮机的超速状况。该系统中使用了两个速度测量和跳闸模块。需要注意的是，跳闸功能是通过I/O模块来执行的，而不是通过DPU，这样确保尽可能快地执行超速检测和跳闸。每一模块询问三个相同的速度信号。如果三个信号中的两个都大于跳闸设置值，那么闭合接触器。因为每一个模块都可以触发跳闸，从而保证了最高的可靠性。这样可以避免单测点故障影响汽轮机系统。

需要注意的是第一个超速条件可以通过打开液压泵阀门来关闭所有高压汽阀。再热截断阀直到转速再次回到可以接受范围内时一直处于关闭，此时主蒸汽阀打开并恢复正常控制。第二个更高级别的超速状态将会引起所有蒸汽阀关闭，同时跳闸汽轮机。

另外，下述情况下保护部分也产生保护动作，这些功能是通过DPU来执行的。

液压油压低

润滑油压低

低真空

主蒸汽压力低

高压缸温度高

甩负荷预测

如果突然失去发电负荷（主断路器断开），汽轮机功率和发电机的刹车扭矩严重不匹配。这样就会引起汽轮机立即加速。保护部分的DPU将会迅速关闭控制阀，同时减少负荷参考到厂用电负荷模式，从而关闭截断阀把超速降到最小。汽轮机将会加速到跳闸容许的最大速度。再热蒸汽将会以额定速度的102%释放，同时进入单阀（全周进汽）状态。

系统包含以下手段：

（1） 提供了可变的加速度率，加速汽轮机到运行速度

（2） 从单阀控制到多阀控制的切换（全周进汽到部分进汽）

（3） 发电负荷控制

（4） 参与负荷调节和频率控制

（5） 保持负荷时的阀门试验

（6） 超驰通常的阀位信号以阻止阀门越限

此外，控制系统还设计了：

（1） 独立的阀门控制自主性

（2） 冗余控制器

（3） 高速处理

（4） 协调控制系统（CCS）的性能

转速控制

系统将汽轮机从盘车转速升速到并网转速，包括从单阀控制到多阀控制。该系统提供自动的时间对于转速的程序来确保安全、快速启动。另外，转子应力计算程序用于确保汽轮机在最短的时间以最小的应力启动。运行人员能够通过任何工作站调节转速参考值和加速度。

基于汽轮机的设计，单元机组可以在单阀控制（全周进汽）或者顺序阀控制（部分进汽）下并网。转速通过系统进行调整直到转速和相位与并网条件相匹配。（闭合断路器的方法由

系统负责人决定）。需要注意的是，系统所使用的是三个转速信号的中间值。

阀门管理

该系统提供所有进汽阀（截流阀或断流阀，控制阀或调速阀以及截断阀）的独立控制。依据控制方式的不同，每一个阀门都有不同的目的。在启动、自动负荷控制和停机过程中，系统自动执行这些阀门的顺序控制。控制方式的切换也是自动而没有扰动。

启动过程中，在控制转速时，通过节流阀（一般是旁路阀加入到断流阀之中）控制蒸汽流量。这些情况下，控制/调节阀是全开的，因此允许蒸汽进入整个喷嘴组。基于汽轮机的设计，切换至顺序控制（控制阀或调速阀）可以在并网之前或者之后实现。

切换点处，调速阀顺次关闭，节流/断流旁路阀继续控制蒸汽流量。当节流旁路阀到达全开值时，控制（调速）阀来接替控制。控制阀顺序打开以增加转速或负荷。所有的节流/断流旁路阀按照控制速度开启到其限值。

减小负荷时，在预设负荷点自动进行反向的切换。在快速卸负荷时，再热器卸负荷之后才进行切换。

负荷控制

负荷控制，通常称为自动发电控制（AGC），在并网之后并且高于预设负荷低限时才使用。系统将会自动控制调速阀以线性方式增加负荷，复现由运行人员或自动调度系统（ADS）确定的负荷指令曲线。

需要注意的是，系统中使用了单元机组约束协调器，因而允许运行人员设置比大多数其他系统都高的负荷速率。

该自动控制系统的AGC使用的方法独一无二，在串级回路中使用汽轮机调节级压力（P1）、总功率（MW）和系统频率（Hz）。经过多年证明，无论加入或者去掉协调控制系统（CCS），这个控制回路的性能都是最优的。它最大限度地使用了锅炉的蓄能，线性化了调速阀。

频率校正

频率控制也称频率调节，其中包含两部分内容，汽轮机控制（调节器）提供硬件部分，能量监控系统（EMS）提供计划部分。汽轮机控制提供固有频率的校正能力。调节能力对于区域控制和系统控制都是必要的。如果没有频率校正，电网就可能会不稳定。

现有的调节率名义上为7%，实际上已达10%。即便机组处于协调控制方式，仍使用频率校正。

主汽压力控制

有时需要通过调速阀来控制主汽压力，这通常称为汽轮机跟随方式。该方式下，通过关闭调速阀增加压力来应对主汽压力偏差，反之亦然。

汽轮机跟随方式通常用于紧急条件下，用汽轮机快速平衡锅炉非常重要。这些情况下AGC暂停工作。然而，如果有炉跟机方式可以满足，则机炉稳定性恢复后，能够重新开始这种方式。

当主汽压力降至危险低限以下时，汽轮机跟随方式自动开始。这样可以避免汽轮机进水。

远程自动控制

有国外锅炉控制系统的装置可以运行在协调方式，也就是可以同时控制汽轮机和锅炉。系统通过串行通信或硬接线接收指令信号。称为“远方自动”的数字信号作为协调控制的允许指令送入锅炉控制系统中。

汽轮机控制系统中，通过给固定于液压阀执行机构之上或附近的伺服电机发送指令信号来定位进汽阀门。I/O模块提供模拟量输出给伺服电机。

阀门定位器可以通过安装在阀门上的LVDTs（线性差动互感位移检测器）接收到两个位置反馈信号。比例积分（PI）位置算法使用这两个位置信号中较大的一个，每5毫秒执行一

次。

阀门定位器有其自身的安装终端设备DIN（德国工业标准）导轨，阀门定位器包括信号调理和电阻网络以便使线圈与输出匹配。通过预制电缆把模块和终端板连接。

单元机组约束协调器

负荷的变化过程中，电厂约束协调装置监视汽轮机和锅炉的关键参数，如果有可能产生过大应力，就会自动减小单元机组的负荷率。当瞬时状况消除并且应力也减小了，那么负荷率就会自动返回到起初运行人员设定的值。应力测定是实时计算的，可供运行人员日后检查。

约束协调器也可以实时监视电厂辅助设备的有效性，比如：风机、泵、磨煤机等，根据有效性自动调节负荷变化高限和低限值。

约束协调器的优点：

（1） 改善机组负荷斜率，使之与瞬时负荷改变能力相一致

（2） 使单元机组响应ADS需求

（3） 加上应力限制的运行以延长机组的寿命

（4） 避免由于负荷响应慢而造成的电力成本

（5） 延长辅助设备的寿命，避免非计划停机。