燃气轮机自动控制技术的应用

武泽

摘 要：燃气轮机是热机发动机的一种，一般燃气轮机是指燃气涡轮引擎。在船舶、车辆、发电机组等领域被广泛的运用。现代社会随着技术的发展，燃气轮机也取得了一些技术上的突破，燃气轮机的自动控制技术也得到很大程度的发展。

关键词：燃气轮机；自动控制技术；应用

中图分类号：TP27 文献标识码：B

1 燃气轮机的组成

在过去的五十年里，燃气轮机从液压机械式控制到模拟式电子控制再到数字式电子控制的不断发展改进的道路。燃气轮机包括电子控制器、液压执行装置、相关软件三个部分。

电子控制器主要是用来控制软件和机组的状态等方面的信息。通过数学运算和判断的方式控制信号的输出，使得机组可以安全有效的运行。电子控制器经过了一个由可靠到不可靠，由单机到联网的过程。同时监控管理也得到了很大的改善，智能的数据被应用到其中。专门针对不同对象的燃机控制设计也得到了推广。一些多个设备共同监控的监控操作系统不断通过各种方法满足其技术需要。

液压机械执行装置是链接电子控制器和控制燃机的纽带。电子控制器的相关信息必须要通过液压机械执行装置才能得到执行。

控制软件是燃机数控系统的一部分，这个软件通过电子控制器来收集和发布各种信息，计算机也要通过通讯接口才能完成处理信号监视机器的各种状态处理历史记录控制各种计算等工作。具体来说控制的功能包括利用滤波平滑和消颤的方式采集各种模拟量、频率量和开关量信号；机内故障检测；传感器的故障诊断等各种功能。同时在控制的过程中最重要的是注意让机器在安全允许的范围内进行运行，只有这样才能更好的满足负荷方面的各种要求，有效的演唱机器的使用寿命更好的开发机器本身的经济效益。当然控制软件的系统设定的过程中要才考机器的用途和容量的大小等各个方面的因素的要求。在采用高度的自动化的系统之前，机械液压式控制系统曾广泛的被应用到燃气轮机中。但是它确很难适应自动化的需要，于是就出现了电子液压式系统。它的功能性整体较强，能很好的完成综合运算、逻辑判断等各方面的任务。我们不得不承认，电子液压式系统可以通过计算机和网络实现燃气机的控制，这样才能实现高度自动化的效果。早期的控制软件都是采用嵌入式软件的方式。具体的操作过程是C语言编程， 再下载到目标机上运行， 软件定型后就固化到电子控制器中的程序存储器。当然人员编制的程序也要控制软件的管理、调度。那个时候对软件设计人员的要求比较高， 要求他们对系统结构、电子硬件、控制规律等方面都要有全面的理解和把握。即便如此，软件的研制效率还是很低， 错误率与现在相比也相当的高。稳定性和可靠性是燃机控制规律设计中是最主要的。

2 燃气轮机自动控制技术

自动控制系统包括开环控制系统和闭环控制系统两种方式，帮助生产过程按照相关的规律和程序在没有人直接参与的情况下就可以自动正常顺利的运行的一种方式。所谓的燃气轮机自动控制技术也就是现在普遍采用的通过计算机利用相关的控制软件，利用互联网络和电子控制器实现对燃气轮机控制的一种技术。

起动控制： 在启动的过程中应当充分的考虑大气温度的变化还有气压的影响。相关程序在设计的过程中也要充分的考虑到气压和温度的因素，因地制宜的进行启动设置。启动设置的过程中通常采用的是通过采用简单的起动供油规律， 和涡轮后温度的限制，甚至=Const这种方式，加上较长的时间，同样也可以达到启动的效果。

加、减速控制： 这种控制的方式具有很好的安全性。这种方式被广泛的运用。但是使用它的过程中会消耗大量的时间。内燃机自动控制的过程中也必须要涉及到有关的加、减控制的内容。

稳态控制： 稳态控制可以保证燃气轮机在一般在长期处于负载状态的过程中保证其运行的稳定的状态。燃气轮机的自动控制也要高度的重视稳态的控制，不然稳定运动的状态就会收到一定的影响。还应当注意带动不同的东西需要不同的稳态设置。如果带动的是泵、压缩机类， 燃机的稳态控制就应当是指对输出轴的转速控制， 即=Const。燃机带动发电机组的过程中， 就要注重根据发电机组的工作性质来制定出自动控制过程中的控制规律。

负荷控制：这是燃气轮机控制过程中比较困难的一种控制的方式。在发现电流有很大的变化的时候，燃机发电机组可以通过前馈信号的方式，实现前馈控制，采用最快的速度提高供油量使供油量可以满足负荷的需求， 并且利用PID来更好的完成燃气轮机的稳态控制。燃气轮机这种负荷的方式，必须要有相关的前馈信号的控制，只有控制好前馈信号才能比较容易的实现甩负荷的控制。在燃气轮机自动控制的过程中也只能采用变参数的PID控制， 利用数字仿真和半物理模拟试验的方式， 通过不断的调整参数的方式， 最大幅度的减少超调量， 改善燃气轮机运转的动态品质。

3 燃气轮机自动控制技术应用的领域

燃气轮机自动控制系统目前已被广泛应用于各个领域，在当前的技术条件下，基本上在燃气轮机存在的领域均已经采用了自动化的技术。从关系人们日常生活的发电技术到关乎国家发展的航天浅海事业再到标志着一国强盛水平的军事领域，燃气轮机自动控制技术已经深入到了社会生活的各个方面。从工业方面来说，一些传统的冶金、化工、机械制造等生产领域的各个领域都有相应的利用数字计算机和网络的控制性能好自动化程度高的数字控制系统。通过自动化的方式实现了控制与管理的双重自动化控制的功能。原来难以想象的水位自动控制系统、农业机械的自动控制等方式，也借助燃气轮机的自动控制的技术和其他的技术得以实现了。在军事技术方面，火力控制系统、制导与控制系统等均已经实现了自动控制，人类的战争以及进入到了自动化无人战争的阶段。另外在航天、航空和航海方面和在图书管理 、交通管理等方面也有很大的运用。相信随着以后技术的改进和社会发展需求的提高，燃气轮机自动化技术会得到更广泛的推广。

参考文献

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[2]刘尚明.从Mark 到Mark 至后Mark -兼谈燃气轮机控制技术发展[J].燃气轮机技术，2001（14）.

[3]张仁兴.舰船燃气轮机电子控制柜设计特点的分析[J].热能动力工程，2001（16）.