基于MCGS的熱電廠鍋爐控制系統(tǒng)組態(tài)燃燒控制系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、基于MCGS的火電廠鍋爐控制系統(tǒng)配置燃燒控制系統(tǒng)摘要燃料燃燒技術(shù)在國民經(jīng)濟的發(fā)展中，特別是在能源工程中發(fā)揮著非常重要的作用。人類社會能源消費量穩(wěn)步增長，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對能源消費的刺激更加明顯。在我國，能源利用非常不合理，能源利用效率低，浪費大，國民經(jīng)濟單位產(chǎn)值能耗指標很高。造成這種情況的原因是多方面的，燃燒設備效率低下是重要因素之一。因此，開發(fā)新的燃燒技術(shù)，提高耗能設備的運行效率具有重要意義。循環(huán)流化床鍋爐（CFBB）是近年來發(fā)展起來的新一代高效、低污染清潔燃煤技術(shù)。循環(huán)流化床鍋爐在蒸汽溫度控制和水位控制方面與煤粉鍋爐基本相同，但其燃燒系統(tǒng)與煤粉鍋爐有很大不同。為保證床溫在一定范圍內(nèi)，循環(huán)流化

2、床鍋爐特有的床溫控制系統(tǒng)和床壓控制系統(tǒng)。本設計以循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制系統(tǒng)為研究對象，燃燒過程采用交叉限制燃燒控制系統(tǒng)，應用分布式控制系統(tǒng)（DCS）對燃燒控制進行研究設計，以提高循環(huán)流化床鍋爐的自動化水平。進行了一次有益的嘗試。同時采用MCGS組態(tài)軟件對自控系統(tǒng)進行監(jiān)控。關(guān)鍵詞：燃燒控制系統(tǒng)；循環(huán)流化床； MCGS; DCS目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc201808999 摘要 PAGEREF _Toc201808999 h 我 HYPERLINK l _Toc201809000 摘要 PAGEREF _Toc201809000 h 二 HYPERLIN

3、K l _Toc201809001 第 1 章 引言 PAGEREF _Toc201809001 h 1 HYPERLINK l _Toc201809002 1.1火力發(fā)電概況 PAGEREF _Toc201809002 h 1 HYPERLINK l _Toc201809003 1.2火電廠介紹 PAGEREF _Toc201809003 h 1 HYPERLINK l _Toc201809004 1.2.1火力發(fā)電廠流程 PAGEREF _Toc201809004 h 1 HYPERLINK l _Toc201809005 1.2.2火電廠設備介紹 PAGEREF _Toc20180900

4、5 h 2 HYPERLINK l _Toc201809006 1.2.3火電廠各系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc201809006 h 4 HYPERLINK l _Toc201809007 1.3設計思維 PAGEREF _Toc201809007 h 6 HYPERLINK l _Toc201809008 第二章過程控制技術(shù) PAGEREF _Toc201809008 h 7 HYPERLINK l _Toc201809009 2.1常規(guī)控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc201809009 h 7 HYPERLINK l _Toc201809010 2.1.1單回路控制系統(tǒng) PAGER

5、EF _Toc201809010 h 7 HYPERLINK l _Toc201809011 2.1.2 串級控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc201809011 h 9 HYPERLINK l _Toc201809012 2.1.3比率控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc201809012 h 9 HYPERLINK l _Toc201809013 2.1.4前饋控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc201809013 h 10 HYPERLINK l _Toc201809014 2.1.5延時補償控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc201809014 h 11 HYPERLINK l _Toc20

6、1809015 2.1.6選擇性控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc201809015 h 12 HYPERLINK l _Toc201809016 2.2智能控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc201809016 h 13 HYPERLINK l _Toc201809017 2.2.1模糊控制 PAGEREF _Toc201809017 h 13 HYPERLINK l _Toc201809018 2.2.2專家規(guī)則控制 PAGEREF _Toc201809018 h 14 HYPERLINK l _Toc201809019 2.2.3神經(jīng)網(wǎng)絡控制 PAGEREF _Toc201809019 h

7、 16 HYPERLINK l _Toc201809020 第 3 章 CFB 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc201809020 h 18 HYPERLINK l _Toc201809021 3.1循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展概況 PAGEREF _Toc201809021 h 18 HYPERLINK l _Toc201809022 3.2 CFB鍋爐簡介 PAGEREF _Toc201809022 h 18 HYPERLINK l _Toc201809023 3.2.1 CFB 鍋爐定義 PAGEREF _Toc201809023 h 18 HYPERLINK l _Toc2018090

8、24 3.2.2循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc201809024 h 19 HYPERLINK l _Toc201809025 3.2.3循環(huán)流化床鍋爐工作原理 PAGEREF _Toc201809025 h 19 HYPERLINK l _Toc201809026 3.3燃燒過程相關(guān)參數(shù)的影響 PAGEREF _Toc201809026 h 20 HYPERLINK l _Toc201809027 3.3.1 CFB風速和風量 PAGEREF _Toc201809027 h 20 HYPERLINK l _Toc201809028 3.3.2給煤 PAGEREF _Toc201

9、809028 h 21 HYPERLINK l _Toc201809029 3.3.3床料高度 PAGEREF _Toc201809029 h 22 HYPERLINK l _Toc201809030 3.3.4過量空氣系數(shù) PAGEREF _Toc201809030 h 22 HYPERLINK l _Toc201809031 3.3.5爐膛負壓 PAGEREF _Toc201809031 h 23 HYPERLINK l _Toc201809032 3.3.6床溫 PAGEREF _Toc201809032 h 23 HYPERLINK l _Toc201809033 3.3.7載荷 PA

10、GEREF _Toc201809033 h 24 HYPERLINK l _Toc201809034 3.3.8循環(huán)率變化的影響 PAGEREF _Toc201809034 h 25 HYPERLINK l _Toc201809035 3.3.9其他因素的影響 PAGEREF _Toc201809035 h 25 HYPERLINK l _Toc201809036 3.4燃燒控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc201809036 h 26 HYPERLINK l _Toc201809037 3.4.1燃燒控制系統(tǒng)的基本任務及系統(tǒng)要解決的問題 PAGEREF _Toc201809037 h 26

11、HYPERLINK l _Toc201809038 3.4.2雙交叉限制燃燒自動控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc201809038 h 27 HYPERLINK l _Toc201809039 3.4.3煙氣含氧量閉環(huán)控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc201809039 h 30 HYPERLINK l _Toc201809040 3.4.4爐膛負壓與安全控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc201809040 h 33 HYPERLINK l _Toc201809041 第四章鍋爐自控系統(tǒng)的選擇 PAGEREF _Toc201809041 h 35 HYPERLINK l _Toc201809

12、042 4.1控制系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc201809042 h 35 HYPERLINK l _Toc201809043 4.1.1幾種控制系統(tǒng)的功能比較 PAGEREF _Toc201809043 h 35 HYPERLINK l _Toc201809044 4.1.2控制系統(tǒng)性能比較 PAGEREF _Toc201809044 h 36 HYPERLINK l _Toc201809045 4.1.3控制系統(tǒng)價格比較 PAGEREF _Toc201809045 h 36 HYPERLINK l _Toc201809046 4.1.4 DCS控制系統(tǒng)方案的確定 PAGEREF _T

13、oc201809046 h 36 HYPERLINK l _Toc201809047 4.2 JX-300X 控制系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc201809047 h 37 HYPERLINK l _Toc201809048 4.2.1系統(tǒng)組成和結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc201809048 h 37 HYPERLINK l _Toc201809049 4.2.2系統(tǒng)特點 PAGEREF _Toc201809049 h 38 HYPERLINK l _Toc201809050 4.2.3系統(tǒng)性能要求 PAGEREF _Toc201809050 h 39 HYPERLINK l _Toc2

14、01809051 4.3 JX-300X控制系統(tǒng)軟硬件組成 PAGEREF _Toc201809051 h 40 HYPERLINK l _Toc201809052 4.3.1控制站硬件組成 PAGEREF _Toc201809052 h 40 HYPERLINK l _Toc201809053 4.3.2多功能站和操作站硬件組成 PAGEREF _Toc201809053 h 41 HYPERLINK l _Toc201809054 第 5 章 設備選型和監(jiān)控系統(tǒng)實施 PAGEREF _Toc201809054 h 42 HYPERLINK l _Toc201809055 5.1設備選型 P

15、AGEREF _Toc201809055 h 42 HYPERLINK l _Toc201809056 5.1.1傳感器 PAGEREF _Toc201809056 h 42 HYPERLINK l _Toc201809057 5.1.2變送器 PAGEREF _Toc201809057 h 43 HYPERLINK l _Toc201809058 5.2 MCGS組態(tài)軟件介紹 PAGEREF _Toc201809058 h 45 HYPERLINK l _Toc201809059 5.2.1軟件介紹 PAGEREF _Toc201809059 h 45 HYPERLINK l _Toc201

16、809060 5.2.2 MCGS腳本 PAGEREF _Toc201809060 h 46 HYPERLINK l _Toc201809061 5.2.3腳本語言編輯環(huán)境 PAGEREF _Toc201809061 h 46 HYPERLINK l _Toc201809062 5.3 MCGS監(jiān)控系統(tǒng) 圖 PAGEREF _Toc201809062 h 47 HYPERLINK l _Toc201809063 全文摘要 PAGEREF _Toc201809063 h 50 HYPERLINK l _Toc201809064 參考文獻 PAGEREF _Toc201809064 h 51 HY

17、PERLINK l _Toc201809065 附錄 儀器選擇 PAGEREF _Toc201809065 h 52 HYPERLINK l _Toc201809066 至 PAGEREF _Toc201809066 h 53介紹1.1火力發(fā)電概況火力發(fā)電廠是利用化石燃料燃燒釋放的熱能發(fā)電的電力設施，包括用于將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量、熱能和電能轉(zhuǎn)化為電能的所有設備、裝置和儀表裝置。輸出電能。與生產(chǎn)、生活有關(guān)的建筑物、構(gòu)筑物及一切附屬設施。最早的火力發(fā)電是在 1875 年在法國巴黎北站的火力發(fā)電廠中實現(xiàn)的。火力發(fā)電廠安裝了直流發(fā)電機，為附近的照明供電。隨后，美國、俄羅斯、英國也相繼建起了火力發(fā)電廠。

18、 1886年，第一座交流發(fā)電廠在美國建成。 1891年，英國電氣公司的火力發(fā)電廠安裝了第一臺帶冷凝器的發(fā)電機組，容量為100千瓦，熱效率大大提高。 1882年，中國修建了乍浦路熱電廠，用一臺12千瓦的直流發(fā)電機為燈供電。 20世紀，隨著電力照明和電力傳輸?shù)耐茝V，社會對電能的需求推動了火力發(fā)電的快速發(fā)展，表現(xiàn)為火電機組容量的不斷增加。 1901年，第一臺5000千瓦汽輪發(fā)電機由Swiss-Blanc-Bowley制造，1902年達到15000千瓦。1912年美國西屋電氣公司造出25000千瓦機組，到1925年造出100000千瓦單位出現(xiàn)。 1950年代中期，各國陸續(xù)投產(chǎn)了30萬至60萬千瓦的火電

19、機組。到 1980 年代后期，世界上最大的火力發(fā)電廠是日本的鹿兒島發(fā)電廠，容量為 440 萬千瓦。中國大陸最大的火力發(fā)電廠是諫壁發(fā)電廠（162.5萬千瓦）。到 1980 年代末，火力發(fā)電仍然是最重要的發(fā)電方式。世界上大多數(shù)國家的電力生產(chǎn)仍以火電為主。全球火電裝機容量約占總裝機容量的65.6%。中國火電成本較低，到1990年，火電占總發(fā)電量的72%。在未來30年的發(fā)展規(guī)劃中，火電占比將長期保持在70%左右，火電仍將在中國經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮重要作用。1.2 火力發(fā)電廠簡介1.2.1火力發(fā)電廠工藝火電廠的一般工藝流程是將儲煤場中儲存的原煤從輸煤設備送至鍋爐原煤斗，再由給煤機送至磨煤機。被磨成煤粉。煤粉送

20、入選粉機進行分離，合格的煤粉送入煤粉倉儲存。煤粉倉內(nèi)的煤粉由粉碎機送入鍋爐本體的燃燒器，燃燒器噴入爐膛燃燒。燃燒的煤粉釋放大量熱能，將爐膛周圍水冷壁管中的水加熱成蘇打水混合物?；旌衔锝?jīng)鍋爐汽包汽水分離器分離，分離后的水經(jīng)下降管送入水冷壁管繼續(xù)加熱，分離后的蒸汽送入過熱器，加熱成過熱蒸汽規(guī)定的溫度和壓力，并通過管道輸送。到汽輪機。過熱蒸汽在汽輪機中工作，帶動汽輪機旋轉(zhuǎn)，汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。完成汽輪機工作的過熱蒸汽經(jīng)冷凝器冷卻成冷凝水，冷凝水經(jīng)冷凝泵送入低壓加熱器加熱，再送入除氧器脫氧，然后由進料泵送入高壓加熱器加熱。它被送到鍋爐繼續(xù)熱循環(huán)。再熱機組采用中間再熱工藝，即汽輪機高壓缸做功后的蒸汽，

21、送入鍋爐再熱器進行再熱，蒸汽升到一定壓力和溫度后，它被送到汽輪機的中壓缸繼續(xù)做功。 .圖 1.1 鍋爐工藝流程圖1.2.2火電廠設備介紹鍋爐設備是火電廠的主要熱工設備之一。它的任務是通過燃燒燃料將化學能轉(zhuǎn)化為熱能，這種熱能加熱水，使其成為一定數(shù)量和質(zhì)量（壓力和溫度）的蒸汽。由爐膛、煙道、汽水系統(tǒng)（包括受熱面、汽包、總管和連接管）和爐墻、框架組成的整體稱為“鍋爐本體” 。鍋爐可分為低壓鍋爐（壓力小于2.45MPa）、中壓鍋爐（壓力2.944.90MPa）、高壓鍋爐（壓力7.8410.8MPa）、超高壓鍋爐（壓力11.814.7MPa）按蒸汽壓力分，亞臨界鍋爐（壓力15.719. 6MPa）、超臨

22、界鍋爐（壓力22. 1MPa）、超超臨界鍋爐（壓力3031MPa）。按工作流體在鍋爐蒸發(fā)受熱面上的流動方式分類：自然循環(huán)鍋爐、強制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐、復合循環(huán)鍋爐。按鍋爐整體布局分類：型結(jié)構(gòu)鍋爐、箱式結(jié)構(gòu)鍋爐、塔式結(jié)構(gòu)鍋爐火電廠鍋爐按水循環(huán)方式可分為自然循環(huán)、強制循環(huán)和直流鍋爐三種。初級風機：將燃料烘干后送入爐膛，一般采用離心風機。鼓風機：克服空氣預熱器、風道和燃燒器的阻力，輸送助燃空氣，保持燃料充分燃燒。引風機：排出煙氣，保持爐膛壓力，形成流動的煙氣，完成煙氣與空氣的熱交換。磨煤機：將原煤磨成細煤粉，完成粗細粉的分離和干燥?？諝忸A熱器：空氣預熱器是利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱燃燒所需空氣的換熱

23、裝置。提高鍋爐效率，提高助燃空氣溫度，減少燃料不完全燃燒造成的熱量損失?？諝忸A熱器分為熱傳導式和回轉(zhuǎn)式。鍋爐水循環(huán)泵：建立和維持鍋爐內(nèi)介質(zhì)的循環(huán)，完成介質(zhì)循環(huán)加熱的過程。燃燒器：將攜帶煤粉的一次風和輔助燃燒的二次風送入爐膛，并組織一定的氣流結(jié)構(gòu)，使煤粉能夠快速穩(wěn)定地點燃，同時煤粉和煤粉空氣混合合理，使煤粉可以入爐。燃燒迅速而完全。煤粉燃燒器可分為直流燃燒器和旋流燃燒器兩大類。汽輪機本體是汽輪機機組中完成蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機械能的基本部件，即汽輪機本身。它與蓄熱式供熱系統(tǒng)、調(diào)節(jié)安全系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)等輔助設備組成汽輪機組。汽輪機機體由固定部分（定子）和旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）組成。固定部件包括氣缸、隔

24、膜、噴嘴、蒸汽密封件、緊固件和軸承。旋轉(zhuǎn)部分包括主軸、葉輪或滾筒、葉片和聯(lián)軸器。固定部分的噴嘴和擋板與旋轉(zhuǎn)部分的葉輪和葉片形成蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機械能的流通部分。汽缸是限制高壓蒸汽泄漏的外殼。汽輪機本體還設有汽封系統(tǒng)。汽輪機是將蒸汽的熱勢能轉(zhuǎn)化為機械能的旋轉(zhuǎn)原動機。分為脈沖式和反應式汽輪機。給水泵：除氧水箱內(nèi)的冷凝水由給水泵升壓，經(jīng)高壓加熱器加熱，然后輸送至鍋爐省煤器進口，作為鍋爐的主要給水。高低壓加熱器：利用汽輪機抽汽加熱給水和冷凝水，目的是提高整個熱力系統(tǒng)的經(jīng)濟性。除氧器：去除鍋爐給水中的各種氣體，主要是水中的游離氧。凝汽器：在汽輪機排氣口形成最佳真空，將工質(zhì)膨脹到最低壓力，盡可能將蒸汽的熱能

25、轉(zhuǎn)化為機械能，將排出的蒸汽冷凝成水。冷凝泵：通過各級低壓加熱器將冷凝器的冷凝水補充到除氧器中。油系統(tǒng)設備：一是為汽輪機的調(diào)節(jié)和保護系統(tǒng)提供工作油，二是為汽輪機和發(fā)電機的軸承提供大量的潤滑油和冷卻油。主要設備包括主油箱、主油泵、交直流油泵、油冷卻器、油凈化裝置等。在發(fā)電廠中，同步發(fā)電機是將機械能轉(zhuǎn)換為電能的唯一電氣設備。因此，將一次能源（水、煤、油、風、原子能等）轉(zhuǎn)化為二次能源的發(fā)電機現(xiàn)在幾乎都是三相交流同步發(fā)電機。在發(fā)電廠的交流同步發(fā)電機中，電樞是靜止的，磁極由原動機旋轉(zhuǎn)。勵磁方式是發(fā)電機的勵磁線圈FLQ（即轉(zhuǎn)子繞組）由同軸并聯(lián)勵磁直流勵磁機通過電刷和滑環(huán)供電。同步發(fā)電機由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)

26、子（旋轉(zhuǎn)部分）組成。定子由定子鐵芯、定子線圈、機座、端蓋、風道組成。定子鐵芯和線圈是磁、電通過的部分，其他部分起固定、支撐和冷卻的作用。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子本體、保護環(huán)、鐵心環(huán)、轉(zhuǎn)子線圈、滑環(huán)和同軸勵磁電樞組成。主變壓器：利用電磁感應原理，將一種電壓的交流電轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓等級的交流電的裝置。6KV、380V配電裝置：完成配電和控制設備的裝置。電機：將電能轉(zhuǎn)化為機械能或?qū)C械能轉(zhuǎn)化為電能的電能轉(zhuǎn)換器。蓄電池：是指充電后可恢復并連續(xù)使用的化學電池。在供電系統(tǒng)中，過去多使用鉛酸電池，但現(xiàn)在更多地使用鎳鎘電池?？刂泼姘澹河歇毩⒌闹Ъ埽Ъ苌嫌薪饘倩蚪^緣的底板或橫梁，底板或橫梁上安裝有各種電子設備和電器

27、元件。一種屏幕式電子控制裝置。1.2.3火力發(fā)電廠中每個系統(tǒng)的概述鍋爐主要系統(tǒng)：燃燒系統(tǒng)：主要由鍋爐燃燒室、送風裝置、給煤裝置、排灰裝置等組成。主要作用是完成燃料的燃燒過程，并將燃料中所含的能量以熱能的形式釋放出來，用于加熱鍋爐中的水。主要工藝有煙氣工藝、通風工藝、排灰渣工藝等。燃燒系統(tǒng)的基本原理：( 1 )保證主蒸汽壓力恒定，以滿足“負荷流量”所要求的壓力。(2)保證爐內(nèi)含氧量。一是要保證燃料有足夠的氧氣充分燃燒，以免造成煙氣中CO超標，以免浪費燃料，造成環(huán)境污染；其次，要滿足經(jīng)濟燃燒的要求，保證氧氣的量不要太多，以免產(chǎn)生廢氣。走太多熱量會造成浪費。例如：一般燃氣鍋爐需要將氧氣含量控制在1.

28、6%到3%之間。(3)保持爐膛負壓在一定圓周，確保安全生產(chǎn)。比如爐膛的負壓一般要求在-20-60Pa之間，比較適合保證爐膛不噴出火。對燃燒系統(tǒng)的基本要求：盡量做到完全燃燒，使鍋爐效率不低于90%；排灰符合標準要求。蘇打水系統(tǒng)：鍋爐汽水系統(tǒng)的主要作用是接受燃料的熱能，增加介質(zhì)的熱勢能，加壓升溫，完成介質(zhì)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。煙氣系統(tǒng)：為鍋爐燃燒提供氧氣，驅(qū)動干燃料進入爐膛，保持爐膛氣壓穩(wěn)定燃燒。粉碎系統(tǒng)：完成燃料的粉碎和干燥。將其制成具有一定細度和干燥度的燃料，送入爐內(nèi)。其他輔助系統(tǒng)：包括燃油系統(tǒng)、吹灰系統(tǒng)、火災探測系統(tǒng)、除灰除渣系統(tǒng)等。渦輪機的主要系統(tǒng)：主蒸汽系統(tǒng)：帶動汽輪機旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機做功。它是發(fā)

29、電廠主要工作介質(zhì)通過的系統(tǒng)。再熱蒸汽系統(tǒng)：輔助主蒸汽系統(tǒng)做功，提高機組熱效率。蓄熱式抽汽系統(tǒng)：最大限度減少進入冷凝器的無用能量，提高機組熱效率。軸封系統(tǒng)：防止汽輪機段高壓蒸汽外泄，保證汽輪機效率，保持真空系統(tǒng)的密封性。真空系統(tǒng)：保持渦輪中的低背壓和冷凝器中的真空。凝結(jié)水系統(tǒng)：凝結(jié)水輸送到除氧器，完成加熱、除氣、化學處理和除雜。給水系統(tǒng)：增加給水壓力，加熱后為鍋爐提供給水。主機油系統(tǒng)：包括潤滑油系統(tǒng)、頂升油系統(tǒng)、調(diào)整和安全系統(tǒng)。汽輪機調(diào)節(jié)和安全系統(tǒng)：根據(jù)需要協(xié)調(diào)各系統(tǒng)同步工作。潤滑油系統(tǒng)：為汽輪機提供潤滑油和冷卻油。發(fā)電機冷卻系統(tǒng)和密封系統(tǒng)：冷卻系統(tǒng)的作用是冷卻發(fā)電機，帶走發(fā)電機工作時產(chǎn)生的熱量

30、。密封系統(tǒng)的作用是密封冷卻介質(zhì)的泄漏。工業(yè)水系統(tǒng)：提供冷卻介質(zhì)冷卻各種輔助設備。其他系統(tǒng)：壓縮空氣系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、減溫水系統(tǒng)、整理系統(tǒng)、膠球系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等?；痣姀S其他系統(tǒng)：輸煤系統(tǒng)：燃料輸送到車間進行初步處理和燃料篩選，完成附加物質(zhì)的混合。主要設備有斗輪機、碎煤機、翻斗車、輸煤帶等?；瘜W水系統(tǒng)：在進入蘇打水系統(tǒng)之前，先去除天然水中的雜質(zhì)。一般流程為：天然水混凝沉淀過濾離子交換補給水?；炷两凳翘砑踊炷齽┊a(chǎn)生絮凝物。過濾處理是利用石英砂等過濾介質(zhì)去除細小懸浮物?；瘜W脫鹽是利用混床去除金屬離子和酸根，常采用樹脂脫鹽。循環(huán)水系統(tǒng)：為機組提供冷卻水源。工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱一般采用冷卻水進行傳導。

31、從江河湖海等天然水體中吸收一定量的水作為冷卻水，冷卻工藝設備吸收余熱使水溫升高，然后排入江河湖海，海域。這種冷卻方式稱為一次冷卻。 .當直流冷卻條件不可用時，需要冷卻塔進行冷卻。冷卻塔的作用是將冷卻水和余熱與塔內(nèi)空氣進行交換，使余熱轉(zhuǎn)移到空氣中，散發(fā)到大氣中。1.3 設計思維本文基于現(xiàn)場工藝知識，提出設計思路，利用DCS （ Distributed Control Sy stem ）系統(tǒng)構(gòu)建分布式控制系統(tǒng)，建立鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對系統(tǒng)狀態(tài)的全面監(jiān)控。系統(tǒng)可以將監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲在管理數(shù)據(jù)庫中，使操作人員能夠快速準確地了解系統(tǒng)的運行狀態(tài)，同時也便于管理人員及時分析運行情況，做出生產(chǎn)管理決策，并自動控制

32、一些主要的過程變量。 ，使整個系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、有效地運行。在此基礎上，建立了對節(jié)能影響較大的鍋爐燃燒系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)優(yōu)化模型，得到了鍋爐燃燒穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型的參數(shù)。以此優(yōu)化結(jié)果為指導，對鍋爐燃燒進行優(yōu)化控制。過程控制技術(shù)過程控制工程以過程控制系統(tǒng)為主體，以控制理論為基礎，將過程技術(shù)分析、自動化儀表和計算機等知識相結(jié)合，形成一門綜合性工程學科。它是控制理論在過程控制系統(tǒng)中的應用，包括理論的移植和改造、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究、控制算法的確定和控制系統(tǒng)的實現(xiàn)。其研究任務是分析過程控制系統(tǒng)所示系統(tǒng)的平方和綜合，解決如圖2.1所示的設計問題?？刂乒こ淌且婚T綜合性應用學科，本章簡要介紹相關(guān)內(nèi)容。圖 2.1 過程控制系統(tǒng)

33、2.1 常規(guī)控制系統(tǒng)這類系統(tǒng)是經(jīng)典控制理論的產(chǎn)物，過去用常規(guī)儀器實現(xiàn)，也可以用現(xiàn)代控制理論分析，但更多的是用計算機實現(xiàn)。在 DCS 中，一般有多種常規(guī)的控制算法模塊。2.1.1單回路控制系統(tǒng)單回路控制系統(tǒng)主要是指單輸入單輸出的線性控制系統(tǒng)（SISO），是控制系統(tǒng)的基本形式。即使在高級自動控制方案中，此類系統(tǒng)仍占控制回路的絕大多數(shù)。對于每個控制回路，在設定值改變或系統(tǒng)受到干擾后，被控變量應平穩(wěn)、快速、準確地接近或返回設定值。因此，通常從穩(wěn)定性、快速性和準確性方面提出各種單項控制指標。通過適當?shù)亟M合它們，還可以提出綜合指標。對于定值變化的隨動系統(tǒng)和定值不變的定值系統(tǒng)，其控制要求有相同的方面和不同的

34、方面。比如系統(tǒng)一定要穩(wěn)定，但是定值系統(tǒng)的衰減比可以低一些，跟隨系統(tǒng)的衰減比要高一些。跟蹤系統(tǒng)的重點在于跟蹤，跟蹤必須穩(wěn)定、快速、準確；定值系統(tǒng)的關(guān)鍵是一個固定詞，它必須穩(wěn)定、快速、準確。整個控制系統(tǒng)的質(zhì)量取決于每個環(huán)節(jié)。該過程的數(shù)學模型，從其規(guī)律性來看，往往是相當復雜的，例如，存在非線性、分布參數(shù)和時變情況。但是，當輸入變化量較小時，過程特征可以線性化，也可以聚合；對應一個特定的時刻，考慮到時變過程一般很慢，可以認為是穩(wěn)定的。這樣，輸入輸出關(guān)系往往可以用傳遞函數(shù)來描述。大多數(shù)工業(yè)過程的特征分為以下四類：(1)自平衡非振蕩過程。在過程控制中，這種類型的過程是最常見的。在階躍作用下，受控變量 C(

35、t) 逐漸接近新的穩(wěn)態(tài)值 C() 而沒有振蕩。一個過程可以自發(fā)趨向一個新的穩(wěn)態(tài)值的性質(zhì)稱為自平衡。(2)無自平衡的非振蕩過程。在這種類型的過程中，C(t) 在一個階躍的作用下總是會上升或下降，直到達到極限值。這種過程比前一種更難控制，缺乏自發(fā)趨于平衡的能力。(3)有一個自平衡振蕩過程。隨著一步，C(t) 上下振蕩。有一個自平衡的振蕩過程，指的是一個衰減的振蕩，最后可以接近一個新的穩(wěn)態(tài)。這些類型的過程很少見，并且它們的控制比第一種類型的過程要困難一些。(4) 具有反向特性的過程。在階躍動作下，C(t)先下降后上升，或先上升后下降。工藝鍋爐液位對負荷變化的反特性響應是最典型的例子。在方案和工程設計

36、中，在控制變量和運行變量的選擇上，一方面要考慮過程。例如，控制變量要能夠反映工藝指標，運行變量在技術(shù)上要合理，包括符合節(jié)能原則等。對此，控制通道的特征參數(shù)必須是考慮，并且必須獲得更好的控制性能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中能否采用簡單的控制系統(tǒng)，取決于控制精度要求、控制對象的難易程度、擾動的大小和頻率等因素。對于具有逆向特性等的過程，往往需要采用更復雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或采用特殊的控制規(guī)律。對于這類控制系統(tǒng)，最常用的控制算法是使用PID控制算法或其變形算法。當DCS或其他計算機設備用于直接數(shù)字控制時，離散PID控制算法用于數(shù)字控制或采樣控制。在工程應用中，應注意過程特性，采用不同的改進PID算法及相關(guān)算法，如多維PID

37、控制、時間比例控制、達林控制算法等。在實際應用中，必須掌握并合理應用各種算法參數(shù)的工程調(diào)優(yōu)方法。此外，自整定PID控制器的研究多年來一直受到關(guān)注?，F(xiàn)有的方法本質(zhì)上是試圖識別過程特征，主要有自適應控制系統(tǒng)法、極限環(huán)法、波形識別法、響應曲線法等。2.1.2串級控制系統(tǒng)使用多個控制器，控制器串聯(lián)，一個控制器的輸出作為下一個控制器的設定值的系統(tǒng)，稱為串級控制系統(tǒng)。在鍋爐蒸汽溫度調(diào)節(jié)中，經(jīng)常使用該系統(tǒng)。其典型系統(tǒng)框圖如圖 2.2 所示。圖 2.2 串級控制系統(tǒng)基本框圖其中，主控變量是控制的主要目標，使其保持穩(wěn)定；它是輔助控制變量，輔助控制器的設定值是主控制器的輸出。設計時應考慮二次回路的組成：包括主擾動

38、；包括整個物體的第二大時間常數(shù)（帶有自平衡物體）或包括最大時間常數(shù)（非自平衡物體）。與單回路控制系統(tǒng)相比，串級控制系統(tǒng)的復雜度有所增加，但具有以下優(yōu)點：(1) 快速克服進入二次回路的干擾。在串級控制系統(tǒng)應用中，大多屬于此目的。子電路起快速“粗調(diào)”的作用，主電路起進一步“微調(diào)”的作用。(2) 改進主控制器泛化對象的特性。子回路將整個泛化對象的一部分進行分割，形成一個隨動反饋控制系統(tǒng)，其調(diào)整后的特性影響泛化對象的特性。(3)在不影響整個系統(tǒng)的控制質(zhì)量的情況下，內(nèi)容二次回路各環(huán)節(jié)的特性在一定范圍內(nèi)變化。還可減少調(diào)節(jié)閥流量特性不當?shù)挠绊憽?4)可實現(xiàn)更靈活的控制方式，必要時可切斷主控制器。2.1.3比

39、率控制系統(tǒng)在比率控制系統(tǒng)中，要控制的是兩個變量的比率，通常是指兩個流量的比率。例如，在鍋爐燃燒系統(tǒng)中，空氣和燃料的流量之間應保持一定的比例。當燃料流量增加或減少時，空氣流量應相應增加或減少。前一個變量稱為主動量，后一個變量稱為從動量。比率控制系統(tǒng)是一個以功能命名的系統(tǒng)。在更簡單的情況下，它在結(jié)構(gòu)上與簡單的控制系統(tǒng)相同。常用的控制方案有兩種形式：一種是將有效量的測量值乘以一定的系數(shù)作為從動量控制器的設定值，是一種典型的隨動系統(tǒng)，如圖2.3( a) 另一種是用流量比作為控制變量，是一個典型的定值系統(tǒng)，只是從動量控制器的測量值是用兩個流量值相除得到的，如圖2.3(b ）。兩者都屬于基本形式。這類系統(tǒng)

40、只有一個控制回路，因此通常稱為單閉環(huán)比例控制系統(tǒng)。圖 2.3 比例控制系統(tǒng)基本框圖第二類是活性物質(zhì)還裝有流量控制回路的系統(tǒng)，通常稱為雙閉環(huán)比例控制系統(tǒng)。如果分開來看，結(jié)構(gòu)仍然是兩個簡單的控制系統(tǒng)。第三大類是比率設定點由另一個控制器給出的系統(tǒng)。例如，在燃燒控制中，最終（即真正的）受控變量是煙氣中的氧含量，而空燃比本質(zhì)上是控制手段，所以確定了比值的設定值由氧含量控制器給出。這類系統(tǒng)稱為變比控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)是以比控制系統(tǒng)為二次回路的串級控制系統(tǒng)。2.1.4前饋控制系統(tǒng)一般控制系統(tǒng)基于反饋原理，采用閉環(huán)結(jié)構(gòu)，根據(jù)偏差進行調(diào)整。屬于被動控制。對于擾動較大或延時較大的過程，控制質(zhì)量往往不能令人滿意。前饋控

41、制系統(tǒng)基于補償原理，采用開環(huán)結(jié)構(gòu)，控制動作是外部動作（設定值或擾動）的函數(shù)?？紤]到過程特性和擾動的復雜性，很難實現(xiàn)完全的前饋和補償。為了保證更大的適應性，前饋控制和反饋控制在很多場合結(jié)合起來，形成如圖2.4所示的前饋-反饋控制系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)即使在大而頻繁的擾動下仍能獲得優(yōu)良的控制質(zhì)量。根據(jù)反饋和前饋控制的結(jié)合，常用的前饋控制系統(tǒng)可以分為兩類：前饋控制動作和反饋控制動作相乘；前饋控制動作和反饋控制動作相加。反饋控制系統(tǒng)中最典型的結(jié)構(gòu)。當負載（處理能力）為主要干擾且設定值恒定時，這兩種類型的功能和適用場合相似；從設計的靈活性和便利性的角度來看，加法式似乎稍微好一些。 .圖 2.4 前饋-反饋控制

42、系統(tǒng)框圖前饋控制根據(jù)擾動進行控制。要使這種控制方法起作用和實現(xiàn)，首先擾動必須是直接或間接可測量的，否則不能實施；其次，必須有更顯著和頻繁的干擾，否則沒有必要。該過程通常存在不止一種干擾。在某些情況下，主次關(guān)系是很清楚的，只要把握住主擾，問題就迎刃而解了。但在其他情況下，存在不止一個重要干擾，在這種情況下可以使用多變量前饋。此外，在控制過程中，我們還采用前饋控制過程對系統(tǒng)進行補償，補償過程曲線如圖2.5所示。通過對控制系統(tǒng)進行補償，可以大大提高系統(tǒng)的性能。圖 2.5 前饋控制系統(tǒng)補償曲線2.1.5延時補償控制系統(tǒng)廣義對象的時間延遲與時間常數(shù)的比值，系統(tǒng)越難以控制。當超過 0.5，甚至超過 1 時

43、，就可以稱為大時延系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，為了穩(wěn)定閉環(huán)系統(tǒng)，必須降低控制器增益?？傮w后果是最大偏差較大，調(diào)整過程較慢。 PID 控制規(guī)則用于此類對象。如果控制要求不高，可以勉強使用。如果想要好的調(diào)整質(zhì)量，很難達到要求。更多采用的可行方法是引入適當?shù)姆答佹溄?，以盡量使系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)（即特征方程中）的分母項不含時滯項。這種形式的補償器稱為 Smith 預測器?，F(xiàn)在用計算機技術(shù)實現(xiàn)時滯算法已經(jīng)變得非常方便，可以擺脫技術(shù)工具的束縛，極大地方便了這種補償器的開發(fā)和應用。這種補償器不僅可以用于單輸入單輸出的情況，也可以用于多輸入多輸出系統(tǒng)。史密斯預測控制的一個問題是對象的模型必須是準確的。為了解決模型失配

44、時Smith預測的控制效果不理想的問題，提出了多種改進方案，但仍然沒有統(tǒng)一的方法和標準，效果不理想。2.1.6選擇性控制系統(tǒng)一般而言，任何將選擇器引入控制回路的系統(tǒng)都稱為選擇性控制系統(tǒng)。常用的選擇器有低選擇器和高選擇器，每個選擇器都有兩個（或多個）輸入，低選擇器以低信號作為輸出，高選擇器以高信號作為輸出，即選擇器實現(xiàn)邏輯運算。在控制算法中引入邏輯規(guī)律，豐富了自動化的范圍和范圍，使生產(chǎn)中更多的實際控制問題得到很好的解決。選擇性控制系統(tǒng)是在單元組合儀表時代發(fā)展起來的，在采用數(shù)字計算機控制時得到了推廣應用，成為控制系統(tǒng)中的一種基本結(jié)構(gòu)。選擇性控制系統(tǒng)根據(jù)選擇器的位置可分為三種基本類型：(1) 選擇器

45、安裝在幾個檢測元件（或發(fā)射器）和控制器之間。這主要實現(xiàn)控制變量的選擇。當被控變量的測量值應該是多個點中的最高值或最低值時，可以使用選擇器自動選擇該點。當存在高可靠性要求時，有時會使用冗余技術(shù)。(2) 選擇器位于兩個控制器和一個執(zhí)行器之間。超越控制系統(tǒng)是一種非常常見的選擇性控制系統(tǒng)。用普通控制器、超馳控制器和選擇器代替單個控制器，保證部分過程變量不超過安全限值，保證生產(chǎn)安全，是超馳控制系統(tǒng)的特點和主要功能。類似的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也可用于實現(xiàn)自動啟動、停止或其他需要引入邏輯規(guī)則的控制方式。在超馳控制系統(tǒng)中，選擇器位于兩個控制器的輸出端與控制閥之間。一般來說，出于安全考慮，應選擇低選擇器。即使在斷電或其他故

46、障的情況下，零輸出值也滿足安全要求。超馳控制系統(tǒng)中有兩個控制器，應為正或負，應根據(jù)工藝規(guī)程和閥門的開氣、關(guān)氣條件確定。普通控制器的選擇與簡單控制系統(tǒng)完全相同。 Override 控制器需要考慮其在達到安全極限后快速切換的能力，為此應選擇窄范圍的 P 或 PI 控制器。在超控控制系統(tǒng)中，當進入或超過安全限制時，控制器應立即切換。也就是說，當偏差為零時，兩個控制器應該是同步的，即它們應該具有相同的輸出，以保證隨時間的切換。2.2 智能控制系統(tǒng)智能控制（Intelligent Control，IC）是1980年代以來備受關(guān)注的領域，是繼經(jīng)典控制理論方法和現(xiàn)代控制理論方法之后的新一代控制理論方法。對智

47、能控制最直觀的定義，顯然是引入了人工智能（Artificial Intelligent，AI）控制，即人工智能與自動控制的結(jié)合。人工智能的內(nèi)容非常廣泛，如知識表示、問題解決、語言理解、機器學習、模式識別、定理證明、機器視覺、邏輯推理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)、智能控制、智能調(diào)度與決策制作，自動編程。 、機器人等是人工智能的研究和應用領域。人工智能可用于控制的方面有很多，目前主要有以下三種形式：(1) 模糊控制；(2)專家規(guī)則控制和專家系統(tǒng)控制；(3)人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制。它們可以單獨使用，也可以與其他形式結(jié)合使用；它們可以用于基層控制，也可以用于流程建模、運營優(yōu)化、故障檢測、計劃調(diào)度和業(yè)務決策等不同

48、層次的控制。2.2.1模糊控制模糊控制是將模糊集理論應用于控制的結(jié)果。模糊集理論由美國LAZadeh教授于1965年提出。30多年來，模糊集理論已應用于自然科學、技術(shù)和社會科學的諸多領域，模糊邏輯控制（FLC）就是其中之一。 .模糊邏輯控制的核心是控制器的輸出與輸入之間的模糊關(guān)系判據(jù)，即從輸入的模糊變量按照一定的模糊推理綜合規(guī)則得到作為輸出的模糊變量。輸出反饋控制器總是以偏差及其導數(shù)為輸入，這是人工操作的經(jīng)驗和各種經(jīng)典控制律的實踐。從物理概念上看，需要根據(jù)偏差的大?。ㄕ?、負、量級）和偏差的變化速度（趨勢）來確定應該采取的控制動作。當然，也可以引用二階或高階導數(shù)，但由于噪聲的存在，不宜引入高階導

49、數(shù)。模糊邏輯控制器得到的測量值一般不是模糊量，需要送到執(zhí)行機構(gòu)的信號一般也不是模糊量。因此，控制器從輸入到輸出，必須經(jīng)過輸入信號的模糊化和模糊控制規(guī)則下的決策。 ，具有模糊信號的細化等步驟。模糊決策的本質(zhì)是規(guī)則控制，可以用if.then.的產(chǎn)生規(guī)則來表示，但更常用的是模糊決策表。關(guān)于模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性已有很多研究。模糊控制律往往具有飽和特性，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定。在模糊控制中，通常很難完全消除殘差。此時，F(xiàn)LC和積分器可以并聯(lián)，組成模糊積分復合控制器。還有一種自組織（自適應）模糊控制器，可以在控制系統(tǒng)運行過程中不斷地衡量系統(tǒng)的性能，通過修改控制規(guī)則來修改話語域或修改模糊子集的定義域并改變量化算法

50、，使得到的模糊控制規(guī)則更適合對象的特性。模糊集和模糊控制的概念不僅可以用于基本控制級別，還可以用于高級和優(yōu)化控制級別，例如調(diào)度、計劃和決策。美國的薩迪斯教授曾指出，在等級控制的結(jié)構(gòu)中，等級越高，越需要智能。2.2.2專家規(guī)則控制根據(jù)不同的情況，根據(jù)規(guī)則選擇合適的控制策略或算法，稱為專家規(guī)則控制。這里所說的條件包括偏差及其衍生的變化、生產(chǎn)要求或負載的變化、設備條件的變化和環(huán)境條件的變化。這里所說的規(guī)則來自于知識，一般以if.then形式的產(chǎn)生規(guī)則的形式表達出來，至于邏輯推理的復雜度，可能相差甚遠。專家規(guī)則控制可以分三個層次進行，一個是直接用在基礎控制層，用一套控制規(guī)則作為控制規(guī)律，人們根據(jù)不同的

51、工況選擇不同的規(guī)則；另一種用于特性監(jiān)控控制層，如根據(jù)控制過程，選擇不同的控制器參數(shù)，此時仍使用傳統(tǒng)的控制器；三是用于監(jiān)督層，以做出有效決策或選擇合適的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。專家規(guī)則控制是基于知識的控制，知識工程是其方法基礎，專家系統(tǒng)是處理復雜規(guī)則的主要工具。從專家系統(tǒng)本身解決問題的特點來看，可以分為診斷型、設計型和控制型三類。(1) 簡單的專家規(guī)則控制一些專家規(guī)則控制的邏輯關(guān)系非常簡單。在中國，有人稱之為“人形”智能控制。簡單的規(guī)則和算法，早年在常規(guī)儀器中往往可以實現(xiàn)，現(xiàn)在使用微機控制更加方便。但是，也應該指出，這里使用的規(guī)則很簡單，很多是經(jīng)驗性的，有些甚至不可靠；同時，由于規(guī)則簡單，系統(tǒng)智能水平不高

52、，推理能力弱，難以處理復雜命題。(2) 專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是一個完整的解決問題的計算機程序。設計專家系統(tǒng)的基本思想是使計算機工作模擬人類專家利用知識和經(jīng)驗解決具體問題的方法和步驟，從而實現(xiàn)對專家規(guī)則的控制，具有很強的能力。在成功開發(fā)出一組專家系統(tǒng)后，總結(jié)出總則原理和技術(shù)，開發(fā)出一個通用的專家系統(tǒng)。用戶只需輸入特定的專業(yè)領域知識，即可成為專業(yè)的專家系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)被稱為構(gòu)建專家系統(tǒng)的工具，或?qū)＜蚁到y(tǒng)外殼。一個專家系統(tǒng)由以下六個部分組成：(1)人機界面：利用人機界面，專家可以將自己的新知識和經(jīng)驗添加到知識庫中，也可以方便地修改知識庫中的規(guī)則；操作者可在操作過程中隨時獲取。在專家系統(tǒng)的幫助下，了解系統(tǒng)

53、并像領域?qū)＜乙粯討孟到y(tǒng)來解決問題。(2)知識庫：用于存儲特定領域的專業(yè)知識，包括理論知識和經(jīng)驗知識。專家系統(tǒng)的性能很大程度上取決于知識庫中知識的完整性和知識表示的正確性、一致性和獨立性。常用的知識表示方法包括邏輯因果圖、產(chǎn)生式規(guī)則、語義網(wǎng)絡、框架論、概念從屬關(guān)系等，其中以產(chǎn)生式規(guī)則組成的產(chǎn)生式知識庫使用最多。產(chǎn)生式規(guī)則的一般形式是 if (prerequisite) then (action)。將規(guī)則與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行匹配，一旦匹配成功，就執(zhí)行相應的動作或得出一定的結(jié)論。(3)知識獲?。簽楸ＷC知識庫能夠完整、正確地描述應用對象的所有狀態(tài)，往往需要獲取新知識。一方面，對專家的知識和經(jīng)驗進行描

54、述和書寫；另一方面，執(zhí)行機器自學習以添加新知識。(4)數(shù)據(jù)庫：用于存儲表征應用對象的特征數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、求解目標和中間狀態(tài)數(shù)據(jù)，供推理引擎和解釋機制使用。(5)解釋機制：用于測試和解釋知識庫中對應規(guī)則的條件部分，即用推理得到的中間結(jié)果約束規(guī)則條件部分的變量，改變預測的變化（由動作引起的）規(guī)則。 ) 返回推理引擎。(6)推理引擎：承擔控制和執(zhí)行專家推理的過程。來自數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)經(jīng)過一定的推理和計算形成事實，然后與知識庫中的相應規(guī)則進行匹配，找出可用的規(guī)則集，按照一定的優(yōu)先級應用每條規(guī)則，執(zhí)行以下動作每個規(guī)則（或結(jié)論）部分，并更新數(shù)據(jù)庫。在整個推理過程中，如何快速找到并正確應用可用的規(guī)則是決定推理速

55、度和正確性的關(guān)鍵。推理方法與知識描述方法密切相關(guān)，如語義網(wǎng)絡知識庫的匹配和繼承推理方法、神經(jīng)網(wǎng)絡知識庫的模式識別推理方法、生產(chǎn)規(guī)則庫的鏈式邏輯推理方法等。鏈式邏輯推理分為正向推理（數(shù)據(jù)驅(qū)動策略）和反向正反向混合推理三種。(3)專家系統(tǒng)在自動化中的應用在過程控制中，專家系統(tǒng)可以做很多事情。但需要注意的是，過程控制是在現(xiàn)場實時進行的，因此對專家系統(tǒng)的實時性和可靠性要求較高，開放性較好。在過程控制中，一套計算機控制設備中往往有成百上千個變量，而且系統(tǒng)非常龐大。幸運的是，這些變量并非都密切相關(guān)。分成幾個子專家系統(tǒng)要方便得多。專家系統(tǒng)在自動化中的應用至少有三個方面：(1)用于根據(jù)負載、進料情況、環(huán)境條件

56、和系統(tǒng)工作條件等因素，對控制功能U、控制器參數(shù)、控制系統(tǒng)類型或結(jié)構(gòu)等進行控制。(2)用于工況監(jiān)測、故障診斷和區(qū)域優(yōu)化。這是一個診斷任務，不同于控制任務。根據(jù)系統(tǒng)工況、環(huán)境條件等因素，判斷工況是否正常，確定工況異常的根本原因，確定如何使工況進入優(yōu)良區(qū)。(3)用于計劃和調(diào)度。2.2.3神經(jīng)網(wǎng)絡控制人們開始利用神經(jīng)網(wǎng)絡控制，通過微電子技術(shù)模擬人腦。盡管已有多年歷史，但人腦模擬仍然是一項挑戰(zhàn)。從研究神經(jīng)元中獲得的一些特性導致了人工神經(jīng)網(wǎng)絡 (ANN) 的誕生。今天有幾十種。神經(jīng)網(wǎng)絡在工程中的應用似乎逐漸遠離了對人腦的想象模擬，而被用作強大的非線性函數(shù)轉(zhuǎn)換器。(1) 神經(jīng)網(wǎng)絡模型幾個神經(jīng)元連接起來形成一

57、個網(wǎng)絡。神經(jīng)網(wǎng)絡具有自組織、層次和并行處理的能力。在抽象其功能和特點的基礎上，開發(fā)了各種人工神經(jīng)網(wǎng)絡。常用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡包括反向傳播網(wǎng)絡（BP）、徑向基函數(shù)網(wǎng)絡（RBF）、帶RC鏈接的Hopfield反饋網(wǎng)絡、動態(tài)快速回歸神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡（FNN）等。(2) 人工神經(jīng)網(wǎng)絡在自動化中的應用由于其強大的非線性函數(shù)逼近能力和并行處理的特點，神經(jīng)網(wǎng)絡在許多應用領域引起了人們的關(guān)注。在自動化領域的應用主要包括以下幾個方面：(1) 軟測量：應用數(shù)學模型間接測量一些元件和物理特性變量，為解決許多測量問題提供了可能，近年來備受關(guān)注。除了非線性回歸模型外，使用神經(jīng)網(wǎng)絡作為軟測量模型還有很多優(yōu)點。可以用相同

58、或相似的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)來描述完全不同的變量和不同函數(shù)關(guān)系的特征。(2)故障檢測與診斷：人工神經(jīng)網(wǎng)絡可作為故障檢測與診斷的工具。不同的故障情況會產(chǎn)生不同的現(xiàn)象?，F(xiàn)在，將反映現(xiàn)象的工況變量作為網(wǎng)絡的輸入，通過網(wǎng)絡的訓練，使網(wǎng)絡的每個輸出節(jié)點都可以反映某種故障的有無。例如，每個節(jié)點的輸出接近于零，說明沒有故障。第 i 個節(jié)點的輸出接近于 1，說明存在故障 i。用足夠多的因果數(shù)據(jù)集訓練網(wǎng)絡后，網(wǎng)絡將具有良好的故障診斷功能。(3) 用于控制：逆動態(tài)控制；基于模型的控制，如模型控制、模型參考自適應控制和預測控制，都是基于模型的控制。它們在處理線性系統(tǒng)時取得了令人滿意的結(jié)果，但在遇到非線性過程時更難設計。使用神經(jīng)

59、網(wǎng)絡和非線性函數(shù)逼近能力作為模型，可以解決問題；神經(jīng)網(wǎng)絡可以作為在線估計器的控制神經(jīng)網(wǎng)絡，也可以作為包含非線性函數(shù)關(guān)系的在線估計器。(4)優(yōu)化：利用Hopfield網(wǎng)絡的能量函數(shù)在穩(wěn)態(tài)時達到最小值的性質(zhì)，可以求解相關(guān)的優(yōu)化問題。循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制系統(tǒng)3.1 循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展概況火力發(fā)電為人類社會的進步和發(fā)展做出了貢獻，但也給人類的生存環(huán)境造成了嚴重的災難。隨著各國對環(huán)境污染控制的要求越來越嚴格，尋找新的燃燒技術(shù)引起了廣泛關(guān)注。 1970年代以來，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展迅速。主要具有燃燒污染低、燃料包絡線寬、鍋爐效率高、燃燒效率好等優(yōu)點。因此，近三年來，世界各工業(yè)國家為了發(fā)展和完善循環(huán)流化

60、床燃燒技術(shù)，在技術(shù)、人力、財力等發(fā)達國家都進行了大量投資。其特點是循環(huán)流化床鍋爐的設計和結(jié)構(gòu)特點，其中具有代表性的有3個：芬蘭奧斯陸公司的（Pyrolow）循環(huán)流化床鍋爐、德國Lutchi公司的循環(huán)流化床鍋爐和美國的福斯特。 .惠勒的循環(huán)流化床鍋爐。1970年代以來，我國一些高校和企業(yè)開發(fā)了小容量循環(huán)流化床鍋爐。至此，我國部分企業(yè)與各大高校聯(lián)合研制的35t/h240t/h循環(huán)流化床鍋爐已投入運行。3.2 CFB鍋爐簡介3.2.1CFB鍋爐定義循環(huán)流化床鍋爐也是鍋爐的一種，是燃燒化石燃料產(chǎn)生蒸汽的裝置。但從燃料的成分和種類來區(qū)分燃燒技術(shù)，循環(huán)流化床鍋爐與傳統(tǒng)的煤粉爐等有很大不同，循環(huán)流化床鍋爐是