計算機控制系統(tǒng)在熱水蒸汽鍋爐改造中的應(yīng)用

1、 郵局訂閱號:82-946360元/年技術(shù)創(chuàng)新控制系統(tǒng)PLC 技術(shù)應(yīng)用200例您的論文得到兩院院士關(guān)注計算機控制系統(tǒng)在熱水蒸汽鍋爐改造中的應(yīng)用Application in the hot steam boiler is transform ed of com puter control system State(濰坊學(xué)院陸述田侯文霞Lu,Shutian Hou,Wenxia摘要:本文應(yīng)用了先進的工業(yè)PC 控制機,實現(xiàn)了對中小型燃煤熱水蒸汽鍋爐的自動控制設(shè)計和改造。系統(tǒng)包括:水位控制、爐壓控制、燃燒控制、事故監(jiān)控等控制環(huán)節(jié),提出了模糊控制模型。使工業(yè)熱水蒸汽鍋爐系統(tǒng)具有抗干擾能力強,運行安全穩(wěn)定

2、,使用簡便,經(jīng)濟節(jié)能,自動化控制程度高,適應(yīng)性強等優(yōu)勢。改造后的系統(tǒng)可使燃料燃燒充分,降低污染,提高了蒸汽質(zhì)量。關(guān)鍵詞:熱水蒸汽鍋爐控制系統(tǒng);燃燒自動控制;水位控制;模糊控制理論文獻標識碼:B Abstract :This paper use advanced person who control PC of industry ,it is design and transform to medium and small-scale firecoal hot steam automatic control of boiler to realize.The system includes:Wat

3、er level control ,stove is it control ,is it control to burn to pigeonhole,the accident controls etc.and controls the link ,have proposed controlling models fuzzily .Make industry's hot steam boiler system have strong ability of anti-interference ,operate the safe stability,it is simple and conv

4、enient to use,economic energy-conservation,automation controls the degree high,advantage of having a good adaptability etc.The system after transforming can make the fuel burn abundantly ,reduce pollution ,has improved steam quality.Keyword :The boiler control system of hot steam;burns the fuzzy con

5、trol;theory of automatically;controlled water level文章編號:1008-0570(200604-1-0129-021概述鍋爐是國民經(jīng)濟建設(shè)提供可靠動力及熱源的基礎(chǔ)設(shè)備,隨著高科技工業(yè)的飛速發(fā)展,特別是計算機控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,很多中小型工礦企業(yè)應(yīng)用的人工燒爐,設(shè)備老化,監(jiān)控系統(tǒng)故障頻發(fā),已不適應(yīng)對節(jié)能環(huán)保和蒸汽質(zhì)量的要求,制約了企業(yè)的發(fā)展和對保護環(huán)境的要求。應(yīng)用先進的計算機自控系統(tǒng)改造已成必需。應(yīng)用工業(yè)計算機,采用先進的集散控制系統(tǒng),使工業(yè)熱水蒸汽鍋爐系統(tǒng)具有抗干擾能力強,運行安全穩(wěn)定,使用簡便,經(jīng)濟節(jié)能,自動化控制程度高,適應(yīng)性強等優(yōu)勢。改造

6、后的系統(tǒng)可使燃料燃燒充分,降低污染,提高了蒸汽質(zhì)量。采用PLC 與變頻調(diào)速技術(shù),可大幅度節(jié)約能源,改善了工作環(huán)境,降低勞動強度,提高了生產(chǎn)率。2鍋爐的計算機控制系統(tǒng)某染織廠有兩臺10T/h 蒸汽鍋爐進行自動控制系統(tǒng)改造,我們應(yīng)用一臺工業(yè)PC 工控機進行集散控制,以PLC 為控制核心,下位系統(tǒng)由若干路智能調(diào)節(jié)器構(gòu)成。系統(tǒng)包括:水位控制、爐壓控制、燃燒控制、事故監(jiān)控四大部分。構(gòu)成一個調(diào)度管理,操作監(jiān)控,控制核心,現(xiàn)場儀表系統(tǒng)。實現(xiàn)分散控制和集中管理。系統(tǒng)對鼓引風(fēng)電機、上水水泵和補水水泵全部采用變頻調(diào)速控制,質(zhì)量可靠,控制穩(wěn)定,節(jié)電顯著。3系統(tǒng)控制特點和方法該系統(tǒng)是一套多輸入,多輸出,多回路的控制系

7、統(tǒng)和非線性時變系統(tǒng)。如給水自動控制,鼓引風(fēng)機自動控制,蒸汽壓力,溫度自動控制等。還是一個大慣性、大滯后且互相影響的復(fù)雜系統(tǒng)。負荷的頻繁變化,煤種、溫度的不同等因素,要建立起精確的數(shù)學(xué)模型是很困難的,經(jīng)典的控制方法很難獲得良好的動態(tài)和靜態(tài)性能。且易使鍋爐運行不穩(wěn)定,不安全。為此我們進行了大量的調(diào)研和查閱資料工作,根據(jù)美國加利福尼亞大學(xué)扎德教授,提出的模糊理論,利用模糊數(shù)據(jù),模糊邏輯推理和模糊語言,進行控制系統(tǒng)的設(shè)計和編程。近些年來,模糊理論已成功地應(yīng)用于許多國際先進企業(yè)的復(fù)雜控制系統(tǒng)中,它是先對系統(tǒng)被調(diào)量進行采樣,得到精確的實際信號量,再轉(zhuǎn)化為模擬量,查表得出模糊決策,然后將其轉(zhuǎn)化為精確的控制信

8、號送到執(zhí)行機構(gòu)去控制調(diào)節(jié)。模糊控制的陸述田:副教授山東省教育廳科研立項項目,魯教備字20046號。129-技術(shù)創(chuàng)新中文核心期刊微計算機信息(測控自動化2006年第22卷第4-1期 360元/年郵局訂閱號:82-946現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用200例控制系統(tǒng)質(zhì)量取決于決策表的編制。它是總結(jié)了高級熟練專業(yè)技術(shù)人員的經(jīng)驗和模糊思維反復(fù)試驗得出的。使鍋爐運行符合我們的控制要求,易于操作,安全穩(wěn)定。鍋爐最重要的參數(shù)是蒸汽壓力。燃燒控制是使燃燒產(chǎn)生的熱量適應(yīng)鍋爐蒸汽負荷,即蒸汽流量。燃燒控制即是控制進風(fēng)量,進煤量。協(xié)調(diào)好風(fēng)煤比,使系統(tǒng)在符合變化煤種,溫度等干擾因素作用下,保持希望的蒸汽壓力,煤膛負壓和合適的煙氣排

9、放量,是保證鍋爐安全經(jīng)濟運行的控制核心,我們根據(jù)不同負荷分成不同區(qū)段,不同區(qū)段對應(yīng)不同的調(diào)節(jié)參數(shù),并允許人工干預(yù),進行模糊控制方式,針對鍋爐的具體燃燒,參考多年從事鍋爐燃燒經(jīng)驗豐富的高級司爐人員和專業(yè)技術(shù)人員,做出具體的控制模型如下:根據(jù)蒸汽壓力P ,蒸汽流量D 的變化?？刂平o煤和鼓風(fēng)的模式為:Y=(K 1+K 2+K 3P+(K 4+K 5D 給煤Y 1=Y 10+K 6Y 鼓風(fēng)Y 2=Y 20+K 7Y引風(fēng)控制為爐膛負壓P1的控制模式Y(jié) =K 8*P引風(fēng):Y 3=Y 30+Y 其中K 1,K 2,.K 8為經(jīng)驗?zāi)：齾?shù),其值可調(diào)燃燒控制是根據(jù)爐排電機轉(zhuǎn)速,鼓風(fēng)電機轉(zhuǎn)速跟蹤蒸汽壓力,蒸汽流量

10、的變化經(jīng)模糊運算實現(xiàn)控制好,當(dāng)燃燒狀況發(fā)生變化時,我們可以調(diào)整一下修正值Y 。做到給煤,鼓風(fēng),引風(fēng)的合理匹配。控制燃燒的充分經(jīng)濟與合理的煙氣排放。爐膛負壓穩(wěn)定,保證了鍋爐運行的適應(yīng)性,經(jīng)濟性及安全性,并達到了節(jié)能環(huán)保穩(wěn)定的多重效果。水位自動控制就是使鍋爐給水量適應(yīng)鍋爐蒸發(fā)量的變化,是給水量與蒸發(fā)量始終保持平衡,使鍋爐內(nèi)水位保持在一定范圍之內(nèi)。我們采用目前較成熟的三沖量給水調(diào)節(jié)方案。水位信號作為被調(diào)量主信號輸入,當(dāng)鍋爐水位偏離正常水位時,輸出發(fā)生變化。通過控制器,改變給水流量,恢復(fù)水位正常水平,蒸汽流量信號作為反饋信號輸入。當(dāng)蒸汽流量變化時,是給水流量隨蒸汽流量變化作相應(yīng)變化,抵消蒸汽流量變化時

11、“虛假水位”所造成的誤調(diào)節(jié)。給水流量信號的輸入作為提前反映調(diào)節(jié)效果的反饋,信號輸入。當(dāng)給水流量發(fā)生自發(fā)性擾動時,給水流量信號改變,使輸出改變。消除給水流量的自發(fā)性擾動,使鍋爐水位穩(wěn)定。另外,在水位調(diào)解過程中,由于給水流量信號能夠較水位信號提前反映調(diào)節(jié)效果,從而可以防止水位超調(diào),在實際實施中,還有一個“虛假水位”現(xiàn)象。單純靠增加輔助沖量分流系數(shù)效果并不理想。為此我們在三沖量系統(tǒng)基礎(chǔ)之上,增添了非線性控制方案。在水位偏差不同的區(qū)間自動選取了不同調(diào)節(jié)參數(shù)和輸出限負值,以得到不同的調(diào)節(jié)效果對系統(tǒng)穩(wěn)定起到良好作用。給水的三沖量自動調(diào)節(jié)模式:水位H 、蒸汽流量D 、給水流量G Y=(K 9+K 10+K

12、11H+(K 12+K 13+K 14D-(K 15+K 16+K 17GY=Y 40+YK 9.K 17為經(jīng)驗?zāi)：齾?shù),其值可在線設(shè)定與修改4結(jié)論經(jīng)改造后的蒸汽鍋爐計算機集控系統(tǒng),實現(xiàn)了對鍋爐燃燒和水位控制,鍋壓控制,事故監(jiān)控和計算機管理等的自動控制.使系統(tǒng)的可靠性,先進性,適應(yīng)性,節(jié)能環(huán)保達到了完美的統(tǒng)一.為最大限度的節(jié)約能源,系統(tǒng)對爐排電機,鼓引風(fēng)電機給水泵電機全部應(yīng)用了變頻調(diào)速技術(shù),使鍋爐各運行參數(shù)都處于最佳狀態(tài),取得了明顯的節(jié)電,節(jié)煤,環(huán)保的效果.提高了鍋爐的熱效率,經(jīng)濟效益十分明顯.由于采用了PLC 控制和模糊控制,使是爐排轉(zhuǎn)速鼓,引風(fēng)量,給水水泵轉(zhuǎn)速自動跟蹤負荷變化,按最佳調(diào)整量穩(wěn)定運行,無忽高忽低現(xiàn)象,煙氣排放,爐渣排出都達到了理想效果,大大提高了蒸