武漢沌口燃機電廠(chǎng)的燃氣輪機控制系統為美國GE公司生產(chǎn)的SPEEDTRONICTM  MARK V系統，該系統采用了許多較先進(jìn)的技術(shù)，這包括三重冗余的十六位微處理機控制器，對于關(guān)鍵的控制和保護參數采用三取二冗余表決，以及軟件實(shí)現的故障容錯(SIFT)。系統中重要的控制和保護傳感器也都是三重冗余的，而且對于關(guān)鍵的開(kāi)關(guān)信號輸出在繼電器節點(diǎn)級進(jìn)行表決，對其他的開(kāi)關(guān)信號在邏輯級進(jìn)行表決，對于模擬控制信號則利用伺服閥的三個(gè)線(xiàn)圈進(jìn)行冗余控制。
                     
 
                                      圖1  燃機的燃油供給系統框圖

    燃氣輪機從點(diǎn)火啟動(dòng)到加速、全速空載、并車(chē)后加載、解列而后降速直至熄焰都與燃油流量的控制密切相關(guān)，另一方面，燃油流量控制系統在整個(gè)燃機控制系統中也是十分重要和具有代表性的。
燃機的燃油供給系統框圖如圖1所示。由于主燃油泵為正排量泵，燃油供給系統通過(guò)將主燃油泵泵出的多余燃油通過(guò)旁路閥送回泵的入口從而實(shí)現燃油流量的控制。這其中，燃油截止閥的控制信號為開(kāi)關(guān)量，它的開(kāi)閉取決于控制系統內繼電器節點(diǎn)級進(jìn)行的三取二表決結果；旁路閥的開(kāi)度由所設的位置傳感器LVDT來(lái)測量；流量分配器所設的三個(gè)轉速傳感器用來(lái)測量實(shí)際的燃油量，這三個(gè)轉速傳感器信號分別引入三個(gè)微處理器從而實(shí)現輸入信號的冗余。
                      
 
                                       圖2  燃油量控制系統框圖

    燃油量控制系統框圖如圖2所示。其中燃油流量為被調量，控制系統綜合轉速、排氣溫度等因素給出的燃油量規定值FSR為目標值，而引起燃油流量偏離目標值的各種原因（如供給油壓變化、主燃油泵出力變化等）為擾動(dòng)，調節燃油量的伺服閥為調節機構，隨調節機構動(dòng)作而改變的旁路閥開(kāi)度就是調節量。
實(shí)際上，圖2可以簡(jiǎn)化為圖3所示的系統。
                  
 
                                        圖3  串級調節系統框圖

    由此可以看出燃油流量控制系統為一個(gè)串級調節系統，它有兩個(gè)調節器和兩個(gè)閉回路控制。其中調節器1和調節對象1構成的回路稱(chēng)為副回路，調節器1稱(chēng)為副調節器，調節對象1（伺服閥和旁路閥）的輸出信號（旁路閥開(kāi)度）為輔助被調量。由調節器2，副回路和調節對象2（流量分配器）所構成的回路為主回路，調節器2為主調節器，調節對象2的輸出信號（燃油流量）為主要被調量。

    因此，該燃油流量調節系統具有以下特點(diǎn)：

   （1）對副回路所受到的擾動(dòng)具有很強的克服能力。從圖3可以看出，進(jìn)入副回路的擾動(dòng)為λ1（可能為伺服閥的三個(gè)線(xiàn)圈中的某個(gè)線(xiàn)圈故障或旁路閥在某處卡澀等），主被調量對擾動(dòng)λ1的響應較慢，輔助被調量則相對較快。如果沒(méi)有副回路，擾動(dòng)λ1的影響就需要由主被調量的變化通過(guò)主調節器來(lái)克服，而現在就可以由輔助被調量的變化通過(guò)副調節器來(lái)克服。

   （2）由于副回路起了改善調節對象動(dòng)態(tài)特性的作用，從而提高了整個(gè)系統的調節品質(zhì)。這是由于串級調節系統在結構上區別于單回路調節系統，它用閉合的副回路取代原來(lái)的一部分對象，而由此副回路等效而成的調節對象，其比例帶和積分時(shí)間比單回路調節器的比例帶和積分時(shí)間更小，可見(jiàn)其調節品質(zhì)要比單回路調節系統有所改善。換句話(huà)說(shuō)，盡管加入主回路中的各種擾動(dòng)不包含在副回路中，但副回路起了使等效調節對象的時(shí)間常數和放大系數減小的作用，因而串級調節系統在這些擾動(dòng)下的調節品質(zhì)要優(yōu)于單回路系統。

    綜上所述，燃氣輪機燃油流量控制系統體現了三機冗余控制的特點(diǎn)，并且也是一個(gè)典型的串級調節系統，因而具有很好的調節品質(zhì)，實(shí)踐也證明其調節性能是非常優(yōu)異的。

    參考文獻：

    [1]周其節，李培豪.自動(dòng)控制原理.華南理工大學(xué)出版社

    [2]SPEEDTRONICTM  MARK V CONTROL SEQUENCE PROGRAM

    [3]GE OPERATION & MAINTENANCE MANUAL