燃气轮机化学回热循环是一种先进循环方式,既可以充分利用燃气轮机排气余热提高循环热效率,又可以解决简单燃气轮机循环NO X排放物过多等造成的环境问题。燃气轮机化学回热循环现在还处于实验研究阶段,无成功运用的先例。本校燃气轮机化学回热实验台包括闪蒸系统、空气和燃气系统、双燃料系统和空压机系统组成,结构复杂,监控对象众多,本文正是针对燃气轮机化学回热实验台的这一具体特点,设计一套基于分布式控制系统(DCS)的实验台监控系统。实验台监控系统主要包括以下几个组成部分:控制网络的设计、上位机HMI人机接口的设计、PLC控制程序的编程和控制策略的选用。本文首先根据当前控制领域运用比较成熟可靠控制网络和控制设备,设计了化学回热实验台控制系统结构,包括现场控制器的选型、通信网络的组建、中心控制室的设计等等。同时对PLC I/O模块、工业以太网交换机、组态软件进行选型。其次,对实验台换热器、喷水冷却器、电动蝶阀、变频泵等设备数学建模分析,并详细研究和分析数字PID控制器。同时,根据实验台实验内容侧重点不同和从提高能源利用效率的角度出发,对补给水温度、压缩空气流量和温度、以及燃气温度设计不同的控制方案,并对数字PID控制器在各控制量控制过程中的应用进行仿真分析。仿真结果表明,数字PID控制器控制效果良好,满足实验台对被控量无超调的要求,且动态响应速度快。最后,根据实验台的工作过程和对数字PID的仿真结果,编制实验台PLC控制程序,包括实验台启动/停止程序、紧急停车/报警程序、通讯程序、PID控制器程序、补给水温度控制程序、空气流量/温度控制程序、燃气温度控制程序等等;设计实验台HMI人机接口,实现对实验台的监控和数据采集。