本发明涉及到一个用于热力发电厂的控制器，更详细地说，是一个能够在控制器中发生故障时，对热力发电厂的影响减到最低限度的控制器。 热力发电厂肩负着稳定供电的社会使命，所以其运行必须高度可靠，为此，对发电厂设备及发电厂控制器的设计均要保证这个高度的可靠性，且控制器要设计成即使本身故障而停止工作时，也要防止使发电厂停止运行。例如，在美国4347，564专利中，采用了部分控制双重化，以至当主控制器故障时，可使用主计算机。在日本出版的No.50-143989未审查专利中，使用了一个所谓一至n的备用系统，在该系统中有一个正常不使用的备用子回路控制器，当正常运行的子回路控制器故障时，它即起动。在这样的多级系统中，即使在某一控制器中发生故障，热力发电厂仍可以继续运行;再说，控制器也是高度可靠的。然而，由于该多级系统至少需要一个相同功能的备用控制器，所以成本就提高了。
本发明的一个目的是提供一个用于热力发电厂的控制器，该控制器以其最少的级数将由于控制器的故障给发电厂的运行带来的影响减到最低限度。
根据本发明，该控制器至少包括：一个主控制器，用来接收一个负荷定值和来自一个热力发电厂的许多有关发电厂的数据，并至少能输出在达到负荷定值时所需要地有关发电厂功率，给水流量，风量以及再循环烟气流量等其中的两个指令信号;为了根据指令信号对相应的控制终端进行控制，对每个上述指令信号都分别设置了一个子回路控制器，用来提供控制量;一个在子回路控制器和主控制器之间设置的传输回路;一个驱动装置，对每个由子回路控制器供给控制量，用来驱动控制终端;一个I/O总线，布置在一个子回路控制器和由该子回路控制器指令信号驱动的驱动装置之间;以及对传送到主控制器或子回路控制器的有关发电厂的数据进行检测的检测装置。
图1为水-汽过程的流量图;
图2为水-汽过程中的子过程图;
图3为给水子过程中的微过程图;
图4为热力发电厂的生产过程和设备构成图;
图5为一个先有技术中的控制器的布局;
图6表示本实施装置中一个控制器布局的基本原则;
图7为本发明的控制系统图，其中图7A表示汽包型锅炉，7B表示直流锅炉;
图8为本控制器的硬件构成图;
图9为在本发明中包括SLC、DCM和SGC的基本系统图;
图10是SGC的功能示意图;
图11是DCM模拟控制的功能示意图;
图12为DCM数字控制的功能示意图;
图13～15示出了在本发明的控制器发生故障时的备用方式;
图16～18示出了本发明的用于一个给水系统的实施装置;
图19和20示出了当较高级别的控制器故障时，用较低级别的控制器代替它所需要的处理信号。
首先介绍一个按热力发电厂的设备特性划分控制系统的原则。
图1表示根据一个热力发电厂的设备特性划分控制系统原则。
热力发电厂是多个复杂生产过程的集合。在这些生产过程中，各种功能都以复杂的方式彼此相关。若以原材料及能量流程来分类，它可包括四个过程：燃烧过程Ⅰ，水-汽过程Ⅱ，发电过程Ⅲ和冷却过程Ⅳ，如图1所示。热力发电厂的控制即是使这四个过程协调起来，以对外界用户稳定地供电。图1所示的每个过程还可以根据其功能进一步以子过程来分类。图2表示水-汽过程Ⅱ的子过程。Ⅱ10是一个凝结子过程，Ⅱ11是一个低压给水加热以及除氧的子过程，Ⅱ12是给水子过程，Ⅱ13是高压给水及加热子过程，Ⅱ14是蒸发及过热子过程以及Ⅱ15是再热子过程。为了提高发电厂稳定性的需要，每个子过程还包括许多同样容量的微过程，每个微过程还可根据装置进行更细的划分。
图3表示按照微过程和装置更细地划分成的给水子过程Ⅱ12。Ⅱ12A-Ⅱ12C是给水泵给水微过程。在该微过程中的设备是给水泵Ⅱ12A1，给水泵转速控制器Ⅱ12A2，给水泵马达Ⅱ12A3、给水增压泵Ⅱ12A4，给水增压泵马达Ⅱ12A5，给水泵出口阀门Ⅱ12A6以及给水泵再循环阀门Ⅱ12A7。总之，发电厂的构成可以划分成过程，子过程，微过程和设备几个等级。如果在发电厂的过程级或子过程级中发生故障，在许多情况下，不允许发电厂再继续运行而使其停下来。然而，如果在微过程级或设备级发生故障，则可允许发电厂以降低出力继续运行。但是过去对发电厂的分析做得不够充分，因而也就反映不出控制器构成的效果。在图5所示的给水过程中，跨过许多微过程Ⅱ12A-Ⅱ12C还设置了一个用于模拟控制器的给水流量控制器30以及用于一个合-断控制器的给水程序控制装置31。若在控制器30或31中发生故障，就会使微过程Ⅱ12A-Ⅱ12C的连续自动操作停止，这就是说，给水子过程12中的所有微过程均不允许继续其自动操作，同时给发电厂继续运行带来一系列问题。在本发明中，根据发电厂的特点对其进行划分;将DCM（驱动控制组件）和SGC（信号处理组件）安排为用于设备的最低等级的控制器;将子回路控制器安排为控制微过程的较高等级的控制器;将主控制器安排为控制过程和子过程的更高等级的控制器，以便协调地对过程和子过程进行控制;同时还设置了最高等级的监视控制器，这些控制器都以一个单一系统构成。
图6表示构成上述系统的基本原则。编号40代表设备，编号42代表子过程。SGC对来自过程的数据输入进行处理。DCM借助于控制信号或给每一个设备的人工指令对设备40进行控制。SGC和DCM是系统中的最小单元，用以实现人工操作以及对设备进行保护和定限等功能。SLC代表对每个包括DCM和SGC的微过程而设置的子回路控制器，用来实现模拟控制及程序控制。MC代表主控制器，它控制着许多子回路控制器SLC并对过程及子过程起协调作用。SVC代表监视控制器，用于实现高功能的控制，如对整个电厂的监视，非机械的接口，数据的存入，文献的格式，降负荷控制程序，程序的修正以及予报控制等。
图7A表示在汽包型锅炉的电厂中根据上述原则构成的一个控制系统。图7B表示在直流锅炉的电厂中构成的一个控制系统，其控制器包括一个监视控制器SVC，一个主控制器MC和15个子回路控制器SLC。在图7A的汽包型锅炉中，其主控制器MC接收系统频率F、主蒸汽压力SMP，省煤器出口的O2，CO2气含量，风量AIR，炉膛送风量FD，汽包水位DL，主蒸汽温度MST过热蒸汽温度RST、燃料流量或煤流量QC、主蒸汽流量MSQ和主给水流量MSF等信号，对各过程及各子过程进行控制，同时对它们进行协调。在直流锅炉中，热力发电厂不装备汽包，且不再借助于主蒸汽流量MSQ，汽包水位DL和主给水流量MSF这三个要素去控制给水。因此，图7B的主控制器MC根本就不需要汽包水位DL。在图7B直流锅炉的主控制器MC中，也就不接收风量AIR及主蒸汽流量MSQ等信号。由监视控制器SVC中的一台发电厂运行状态监测装置B1对主控制器MC的输入数据进行监测。为了精确地对锅炉进行控制，较好的办法是对主蒸汽温度MST以及再热蒸汽温度RST的未来值进行予测，并对它们进行控制，因此，就用SVC的予测控制器B2对MST和RST进行适当的予测。主控器MC另外还接收一个来自供电中央指令站的负荷定值1，并将该定值传送到各子回路控制器SLC。定值和接收定值的SLC之间的关系如下所示：
SLC1：电功率定值2
SLC2-7：磨煤主定值7
SLC8、9：风量定值8，炉膛送风量定值9
SLC10-12：给水流量定值4
SLC13、14：主蒸汽温度定值5
SLC15：再热蒸汽温度定值10
主控制器MC按如下方式给定上述定值。
电功率定值2：
对汽包型锅炉和直流锅炉而言，这是一样的。频率校正单元B4产生一个校正信号SC1，并且一个组件的主指令单元B3借助于SC1对中央负荷定值1进行校正，进而产生一个单元定值uM。在单元B5中，对C一些机组跳闸时依靠备用机组维持连续运行的最大允许负荷值进行整定。单元B6选取B3和B5的输出中的较小者并按电功率定值对它进行整定。
磨煤主定值7：
加法AD1计算出煤的总流量并且用热量校正单元B7的输出与AD1的输出相乘，而B7的输出系根据煤种而定，则在乘法器MP1中就产生一个实际的燃料总流量，而减法器SB1计算出它与来自对象6或6′的差值，磨煤主控制器B8即根据此差值确定磨煤总定值。信号7表示满足负荷定值1所需要的煤的总流量。燃料总定值6和6′系根据锅炉型式以不同方式确定。对于汽包型锅炉（图7A）系用主蒸汽压力对电功率定值2进行校正。在单元B9中，可以得到用来维持主蒸汽压力恒定的信号SC2，并且在锅炉主单元B10中借助于SC2对定值2进行校正，同时，单元B10产生燃料定值6′。对直流锅炉（图7B），给水流量定值单元B11借助于信号SC2对定值2进行校正，进而产生总的给水定值3。燃料流量定值单元B13借助于由控制单元B12供给的主蒸汽温度定值5对给水定值3进行校正，以产生燃料流量定值6，而控制单元B12则维持主蒸汽温度恒定。
给水流量定值4：
对图7A的汽包型锅炉，供至相应锅炉给水泵BFP的给水流量定值4系靠所谓三要素的控制而产生的。减法器SB2计算出由整定器SET1予整定的水位定值和实际水位值之间的差值，同时汽包水位控制单元B14产生一个汽包水位控制信号3″。汽包水位控制可以靠信号3″来实现，但是，因为控制响应差，则将主蒸汽流量MSQ和主给水流量MSF之间的差值加到加法器AD2的控制信号3″中，进而产生控制信号3′。主给水控制单元B15借助于控制信号3′而产生供给BFP的给水定值4。在图7B的直流锅炉中，总的给水流量定值3是根据负荷定值确定的，同时将它与在减法器SB3中的实际总给水流量进行比较，且给水控制单元B16根据其差值去确定供给BFP的给水定值4。
风量定值8：
风量定值8基本上是借助于燃料定值的校正量6′或6得到的，而6′或6是靠图7A中单元B10或图7B中单元B13由燃烧烟气中O2的含量确定的。省煤器出口处的烟气中的O2含量由加法器AD2进行计算，并由减法器SB4计算出它与整定器SET中的予整定值之间的差值。单元B17是一个使烟气中的O2维持恒定的控制器，且风量定值操作单元B18用控制单元B17的输出对燃料流量定值6′进行校正。减法器SB5计算出在单元B18输出与实际风量之间的差值，而单元B19则借助于减法器SB5的输出对单元B18的输出进行校正，进而产生风量定值8。
主蒸汽温度定值5;
单元B12对蒸汽温度的误差进行比例积分，以产生主蒸汽温度定值5。
炉膛送风量定值9;
减法器SB6计算出在整定器SET3输出与炉膛送风量之间的差值，同时，控制单元B19对其差值进行比例积分，以产生炉膛送风量定值9。
过热蒸汽温度定值10：
如图7A或7B所示，主控制器MC的设置系取决于锅炉的型式，并且MC将以上的各定值信号送到子回路控制器SLC。在SLC中，SB8-SB12代表各减法器，它们对来自主控制器MC的定值和所检测的过程状态之间的差值进行计算。而B21-B25代表功能控制部件，如比例积分以及用于电功率，给煤机，一次风量，BFP和减温器出口蒸汽温度那样专用的控制器。于是，SLC1-7和10-14构成了反馈控制。SL8、9和15则形成了一个再环控制;对B26-B29设有用于控制FDF、IDF，烟气再循环及其排烟量的函数发生器。
另一方面，DCM将来自子回路控制器SLC的控制信号送到控制终端，且在手动操作方式时，切换子回路控制器的输出，以给出手动控制制指令。
图7A和7B的下边示出了已知热力发电厂的示意图。现对SLC的各输出和通过DCM所控制的发电厂各部分之间的关系作如下说明。
SLC1：在汽轮机T入口处的蒸汽控制阀门CV。由于通常装有4-8个CV，所以每个CV都配置一个DCM。
SLC2-7：表示一台燃煤锅炉。向磨煤机CP供煤的给煤机CF的给煤速度（燃料流量）及用于控制向锅炉供给煤粉的一次风量挡板PAD的开度。通常设置许多包括CF，CP和PAD的磨煤单元CMU，而每一个单元均由一个SLC控制。在所示的实施装置中，提供了六个SLC和六个CMU。
SLC8、9：一台控制锅炉送风量的送风机FDF和一台控制锅炉的烟气流量的吸风机。两台FDF和两台IDF并联安装，且一组FDF和IDF由SLC8控制，而另一组由SLC9控制。
SLC10、12：一台用于控制锅炉的给水流量的锅炉给水泵BFP，并设置了许多BFP（在图示的实施装置中为3个）。A-BFP由SLC10控制，B-BFP由SLC11控制以及C-BFP由SLC12控制。
SLC13、14：减温器RT的备用阀门SPV的开度，RT用来冷却锅炉产生的蒸汽。设有两个减温器，一个由SLC13控制，而另一个由SLC14控制。
SLC15：一台用于将燃烧烟气再次引进锅炉以降低NOX（氮-氧混合气体）的烟气再循环风机GRF，以及一个并联调节风门PD，它们分别将一台再热器RH和一台一次过热器SH引到烟道内，以控制烟气流量。
图7所示的系统的构成说明了控制功能的划分情况。图8示出了一个实际的硬件结构。图中表示的编号与图1所用的编号相同;编号50代表一个串行数据传输回路，回路的功能为将分布开的子回路控制器SLC，主控制MC和监视控制器SVC耦连起来。
在SVC中编号200代表一个打印机，编号201和206代表显示器，编号202代表一个键盘，编号203代表一个软盘，编号204代表一个系统控制台，编号205代表用于予测控制的较高等级控制器，编号207代表监视控制器以及编号208代表SLC。对图7的实施装置，编号208-1代表给水控制SLC（图7中SLC10～12），编号208-2代表磨煤控制SLC（图7中SLC2-7）以及编号208-3代表风量控制SLC（图7中SLC8，9）。每个SLC都有许多SGC和DCM，而SLC和SGC及DCM都通过一个I/O总线60耦连起来。主控制器MC设有DCM，且许多SGC都通过总线60相耦连。信号条件模块SGC对发电厂100的运行状态进行检测，如图7示出的检测器输出，并将它们送至SLC和MC。驱动控制模块DCM根据来自SLC的输出去驱动发电厂100中的设备。如图8所示，本发明的控制器为分级结构，且每个子回路控制器SLC都接收来自MC的目标信号，并给DCM提供对设备的控制量。
图9示出一个SLC和SGC以及PCM耦连的情况。编号50代表串行数据传输回路，该回路将子回路控制器SLC与另外的控制器MC和SLC耦连起来。编号60代表I/O总线，该总线将子回路控制器SLC与SGC和DCM耦连起来。子回路控制器SLC是一个包括有一个BPU和一个存储器的处理机，而SGC和DCM是I/O的设备。
SGC的功能可以参照图10说明之。基本上对每个检测器都设置了一个SGC，并依靠方框71对来自检测对象70的信号的断线进行监视，通过输入信号的突然变化即可检测出断线。方框72则可进行所需要的非线性校正，开方、相加和相减。它就阀门开度信号的非线性进行补偿，计算出在两个压力输入信号间的差值以及此差值的平方，以产生代表流量的信号，并与予先整定好的放大系数相乘，方块73将信号转换成数字信号，并通过I/O总线60将它们分配给较高等级的控制器，如子回路控制器SLC以及分配至不经过I/O的总线60的表计和DCM。例如，通过不经过I/O总线60的信号线路211将过程信号送到表计DCM，以对过程信号进行监测和控制。为了检测出较高等级控制器中的故障并发出警报，还可以用方框14对过程信号监测，而且保护元件接点通过信号线路210将信号输出至监测器和保护功能元件61。
参照图11对DCM模拟控制的功能予以说明。基本上，对每一个控制对象均设置一台DCM，正常时，阀门83的开度的定值S40通过一个开关80、一个自动/手动开关81和一个电压/电流转换器82驱动控制对象83，而S40系由较高级的控制器SLC通过I/O总线60所供给。依靠一个误差别电路84将控制终端83处的控制信号S41或S42与控制对象位置检测器85检测到的位置反馈信号S43进行比较，比较后的输出S44及来自控制对象全程开/闭限位开关SW86的输入S45由逻辑电路87进行处理，且将其输出信号S46供至手动操作台88A，88A则利用灯光显示信号。88A还显示自动/手动操作（A/M）及阀门83的开度信号S43。当将在手动方式（M）处的增加或减少按钮向下压时，88A的输出即增加或减少。在选用手动方式（M）时，开关81即通过自动/手动切换电路89选择记忆元件92。编号90代表一个切换逻辑电路，它借助于来自手动操作台88A的手动切换控制信号和来自保护电路61的强制切换信号，通过记忆元件92和自动/手动开关81对控制对象83进行切换。即使较高级的控制器发生故障而且不再从I/O总线60输入控制指令，也可以借助于手动操作或保护电路的功能对控制对象进行切换，这是DCM的一个特点。DCM的另一个特点是备用电路93，在较高等级的控制器SLC故障的情况下，保持部件94存有通过SGC供给的一个过程反馈信号211，它作为一个整定值;在比较器95与过程反馈信号比较，且在较高级的控制器发生故障前瞬间比例积分器96和开关80就立即将过程反馈量接入。
依靠SGC和DCM的功能，可以确保手动操作，保护功能以及最小过程反馈控制功能，且甚至在较高级的控制器（子回路控制器SLC）故障时，可实现系统的单一结构形式。
图12示出DCM数字控制的详细功能。来自I/O总线60的由较高级的控制器SLC供给的一个自动起动/停止指令S51被供至起动/停止逻辑电路130，该逻辑电路应检查是否需要通过信号线路211由SGC供给的连锁条件。
在自动方式下，自动/手动切换电路101通过“与”门1，“或”门1，“与”门3和“或”门2根据起动/停止逻辑130的输出去动作一个切换机构104。当由PB操作台88D选定了手动方式时，电路101通过“与”门2，“或”门1，“与”门3和“或”门2根据手动起动/停止指令去合上和断开切换机构104。仅当出现连锁条件时，允许逻辑电路102使得“与”门3工作。用来自保护电路61的指令212，通过“或”门2可以实现事故停机。别电路107根据来自由切换机构104切换的接点106的信号S52和指令信号S53的不一致性诊断出误差，别结果S54和反馈信号S52通过逻辑电路108后在PB台103中显示。在数字控制中，即使较高级的控制器（子回路控制器）发生故障，DCM也能依靠保护逻辑电路确保其手动起动停止以及强迫停止的功能。
在本发明的结构中，当较高级的控制器故障时，较低级的控制器可部分地代替较高级的控制器，因而提高了系统的可靠性。对本发明的这一自备用控制说明如下。
图13示出包括主控制器MC，子回路控制器SLC以及DCM在内的控制功能。该MC具有以下三个功能，一个系统总主控制器110去协调各子回路的控制，这是不可少的;一个系统主前置控制器111去提高各子回路的控制能力;一个系统主辅助控制器，包括一个用于子回路控制的限定电路和起动/停止的控制电路，主控制器MC给出一个指令，使各子回路控制器与负荷定值协调，并将该指令供至子回路控制器SLC-A，SLC-B和SLC-C。
每个子回路控制器SLC的控制功能部件都包括：这些子回路控制器不可缺少的一个子回路总控制器114，一个限值部件即附加的控制器115以及一个非线性校正部件116。
在本发明中，系统的功能系按图13所示的形式进行划分。每个子回路控制器SLC都有一个与较高级的主控制器MC的系统总主控制器110相类似的处理器110'，每个驱动控制组件DCM都有一个与较高级的子回路控制器SCL的子回路总处理器114相类似的处理器114'。正常时，处理器110'和114'接收与控制器110和114相同的输入信号，且只作为备用。
图14所示出当主控制器MC故障时，依靠子回路控制器SLC实现的降低了功能的备用控制方式。编号110A'代表在子回路控制器SLC-A中设置的与图13的系统总主控制器110的功能相同的功能部件。当主控制器MC故障时，该子回路控制器SLC-A依靠控制器110'完成主控制器MC之功能控制器110功能的必不可少的部分，去代替总控制器MC，并将各指令送至子回路控制器SLC-B和SLC-C，以保持子回路控制器SLC-A至SLC-C之间的协调。这就是当主控制器MC故障时，依靠子回路控制器SLC实现的降低了功能的备用功能。
图15示出当子回路控制器SLC也故障时，依靠DCM实现降低了功能的备用功能。编号114'代表在DCM中设置的与子回路控制器SLC中的子回路总控制器功能部件114相同的功能部件。当子回路控制器SLC-A故障时，DCM仅能完成子回路总控制器的功能。子回路控制器SLC-B中的系统总主控制器110B'将各指令送至子回路控制器SLC-C，以保持SLC-B和SLC-C之间的协调状态。这就是根据发电厂的特征，通过对控制器进行最佳的分级分布式布置而实现的高度可靠性的单一控制系统以及降低了功能的自备用控制的基本原理。
在图7A和7B中，系统总主控制器和系统主辅助控制器或系统主前置控制器采用了以下各单元。
系统总主控制器
B3、B4、B9、B10、B11、AD1、B8、B18、SB5、B39、SET3、SB6、B19、SET1、SB2、B14、B15、B12、SET4、SB7、B20、B13。
系统主辅控制器
B5、B6、MP1、B7、AD2、SET2、CB4、B17、AD2。
系统主前置控制器
B2。
图7A的汽包型锅炉中的每个SLC，都采用了在上述名称中以下一些单元作为系统总主控制器110'：
SLC1：B3，B4
SLC2～7：B9、B10、AD1、SB1、B8
SLC8，9：B18、B19、SB5、SET3、SB6、B39
SLC10～12：SET1、SB2、B14、B15
SLC13，14：B12
SLC15：SET4、SB7、B20
图7B的直流锅炉中的每个SLC采用了以下单元：
SLC1：B3、B4
SLC10～12：B9、B11、SB3、B16
SLC13，14：B12
SLC2～7：B13、AD1、SB1、B8
SCL8，9：B18、SB5、B39、SET3、SB6、B19
SCL15：SET4、SB7、B20
DCM中的子回路控制器114'内设置的功能部件可以与图7A和7B的SLC中所示的反馈控制或函数发生器的功能元件相同，这里将其说明省略。
当图14的主控制器MC故障时，图7A的SLC8和9中系统总主控制器110'在运行中需要有燃料流量定值6'，为此，要传输SLC2～7的系统总主控制器的110'产生的信号6'。同样，SLC2～7亦需要电功率定值，为此，要传输SLC中控制器110'产生的信号。在图7B中，各需要信号也从其它的SLC传输。例如，当图14的主控制器MC故障时，图7B的SLC8和9中的系统总主控制器在运行中需要燃料流量定值6，为此，要传输SLC2～7中的系统总主控制器no'产生的信号6。SLC2～7需要给水流量定值3，为此，要传输系统总主控制器110'产生的信号3。同样，要从SLC1传输SLC10～12所需要的电功率定位值2。
与图7A中所示的汽包型锅炉的给水子过程控制器有关，现对本发明的降低了功能的备用功能予以说明。
图16示出了在正常状态下给水子过程Ⅱ12中的一种控制方式。来自主控制器MC的有关给水控制的检测信号系通过I/O总线60由SGC来供给。汽轮机第一级背压P1ST在SGC中被函数发生器转换成主蒸汽流量MSQ，而主蒸汽温度MST则被加到函数发生器143上，并且其输出又被送至乘法器144，去校正主蒸汽流量MSQ。由比较器146将汽包水位DL与整定器147的整定值进行比较，且其差值由函数发生器148进行非线性校正，148的输出又供至比例积分器149。积分器149的输出供至加法器150，加法器150将它与主蒸汽流量MSQ相加则产生总给水流量定值。由乘法器153将总给水流量MSF与给水温度TSF相乘，且由比较器154将相乘结果与定值比较，比较后的差值借助于函数发生器155和乘法器156用主蒸汽流量MSQ进行校正。乘法器156的输出送至比例积分器157，并且以157的输出作为每一个微过程的给水流量定值，该定值通过串行数据传输回路50供至给水子回路控制器SLC-A、SLC-B和SLC-C。编号110A'代表在子回路控制器SLC中降低了功能的备用功能部件。来自主控制器MC的定值通过开关159A和上限电路160A供至比较器161A，并与由162A检测到的给水泵163A的流量反馈信号进行比较，由乘法器165A将比较后差值与函数发生器164A的输出相乘，其结果供至比例积分器166A。积分器166A的输出由函数发生器167A进行非线性校正，且校正后的输出通过I/O总线60供至DCM-A，作为泵的转速指令。编号114A'代表在DCM-A中降低了功能的备用功能部件。转速指令则通过开关169A和171A送至泵的变速器172A，以控制转速。
图17示出当主控制器MC故障时的运行情况。给水子回路控制器SLC-A的降低了功能的备用功能元件110A'投入运行，以代替主控制器MC，将给水定值供至子回路控制器SLC-B。SLC-A接收到汽包水位信号145，且比较器181A将该信号与180A整定值进行比较，二者之差则供至比例积分器182A，182A的输出即用作泵的给水定值。通过开关159A将此定值供至SLC-A，作为给水定值，且还通过串行数据传输回路50将此定值供至给水子回路SLC-B和SLC-C作为给水定值。这样，给水子回路SLC-A与SLC-B和SLC-C相配合，继续对汽包水位进行控制。
正常时，子回路控制器SLC-A对来自主控制器MC的给水定值进行监测，并且当监测不到信号时即动作开关159A。
在图18中，主控制器MC以及给水子回路控制器SLC-A都发生故障。在此种情况下，主控制器MC的控制功能由给水子回路SLC-B中的降低了功能的备用功能元件110B'代替，且通过串行数据传输回路50将定值供至给水子回路控制器SLC-C，以便将SLC-B和SLC-C协调起来对汽包水位进行控制。
给水子回路控制器SLC-A中的DCM-A可以依靠DCM-A中降低了功能的备用功能元件114A'实现水泵流量的反馈控制。从SGC供至DCM-A的来自检测器162A的水泵流量信号，借助于比较器191A与190A的整定值进行比较，且比较后的差值送至比例积分器192A，192A产生一个泵的转速指令，此指令通过开关169A供给泵的变速器172A，以控制其转速。
正常时，DCM对从子回路控制器SLC供至给水微过程的给水流量信号进行监测，且当监测不到信号时，像子回路控制器那样，去动作开关169A。
图19示出了各系统的子回路控制器SLC所需要的过程输入信号，以当MC故障时由SLC去代替较高级的主控制器MC的部分控制功能，这些过程信号被用来作为构成子回路控制器SLC中的系统总主控制电路的控制信号。结果，尽管SLC跟不上像主控制器MC在正常时所跟随的那样快的负荷变化，但也能跟得上每分钟3%的慢负荷变化。例如，在汽包型锅炉中，给水系统中的汽包水位，燃料系统中的主蒸汽压力，送风系统中的O2量，烟气系统中的炉瞠送风量以及再循环系统中的再热蒸汽压力都是过程信号。
当子回路控制器SLC故障时，无法实现靠子回路控制器用定值进行串级控制，但DCM可以在它控制对象的过程信号中读取数据，并将这些过程信号作为构成DCM中子回路总控制电路的控制信号，进而实现按照DCM中整定值进行的固定值反馈控制，以降低各控制对象局部的过程扰动。图20示出了当SLC故障时被读入DCM中的过程信号的例子。
给水子回路中的泵给水流量，燃料子回路中每一个磨煤机的煤流量和一次风量以及在送风、烟气和再循环子回路中的风机排风压力都是实现上述目的的过程信号。
对于每个系统每组同类型的控制对象均配置一个子回路控制器SLC（例如，给水泵系统中3组、燃料系统中6组以及送风系统中2组）。同样，如果一个SLC故障，而且由联系在一起的较低级的DCM所控制的控制对象依DCM中的整定值进行固定值反馈控制的话，则由其余正常的SLC所控制的控制对象亦可以被串级控制，而且SLC可以跟得上一定的负荷变化。
如上所述，根据本发明发电厂的分级分布式单一系统，即使在控制器故障时，仍可连续运行，而且所设置的控制系统是经济可靠的。