工业锅炉计算机控制系统 点击:32943 | 回复:165



阿进

    
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发表于:2004-02-28 16:00:00
楼主
一、概述 在工业锅炉燃烧过程中,各项技术指标都要求限定在一定范围内。为了确保燃烧过程的稳定、可靠和经济运行,设计采用先进的变频调速技术与计算机应用技术,锅炉燃烧过程计算机自动控制装置。该装置通过检测水汽压力、温度,炉膛负压等运行物理量,通过计算机及变频器控制鼓、引风机和炉排转速,改变鼓、引风量和给煤量,使炉膛负压、汽包水位及温度控制在预定范围内,保证锅炉燃烧在最佳工况和最节能条件下运行。 本装置最突出的特点是解决了锅炉热负荷和出力之间存在着不能及时匹配的问题,即蒸汽需要量和供汽量之间不能很好地配合,供汽量或小或大,不能满足热需要量的随时变化,供汽质量较差。目前这个问题主要是依靠人工经验进行调节,而人工控制基本上始终是供汽量偏大,存在着热量的较大浪费。采用计算机应用技术、专家智能系统以及热工数学偏微分数模转换计算相结合,成功地解决了最难以解决的供汽量滞后于炉膛温度变化的传统难题。该装置可实时调节供汽量,实现了精确供汽。 二 控制设想 蒸汽锅炉燃烧系统变频调速计算机自动控制装置将变频调速技术、计算机和智能控制技术相结合,完成工业锅炉对给水、给煤、送风、引风等参数的自动控制,使锅炉汽包水位,蒸汽压力,蒸汽流量,风煤配比在专家系统控制下,实现燃烧工况自寻优控制,保持锅炉的最佳运行状态。实现工业锅炉系统安全、可靠、稳定运行和达到节能降耗的目的。 锅炉燃烧系统是一个复杂的多变量耦合系统。输入量有:给煤量、鼓风量和引风量;输出量有:蒸汽压力、炉膛负压。燃料是热量的唯一来源,给煤量的变化直接影响锅炉提供的蒸汽量,也影响汽包压力的变化,是燃烧系统的主控制量。鼓风量的变化产生不同的风煤比和相应的燃烧状况,表现出不同的炉膛温度,并决定炉膛损失的大小,直接决定着锅炉能否经济运行。在送风量改变的同进也改变引风量,使炉膛负压保持稳定,保证锅炉安全运行。这三个控制子回路组成了一个不可分割的整体,统称为锅炉燃烧控制系统,共同保证锅炉运行的机动性、经济性和安全性。 针对锅炉的燃烧过程是个复杂的物理过程,各输入,输出的耦合关系十分复杂;锅炉系统具有大的延时,并且参数是在实时时变化,难以建立精确的数学模型;锅炉的负荷变化范围从零到最大负荷量,并且是不定时变负荷。常规PID是难以实现控制的。解决这些问题的方法是采用比PID更为有效的智能控制技术-模糊控制方法。 该控制系统将人工智能引入控制方案,主汽压控制采用模糊控制的思想,以克服汽压被控对象时变、大延时的特性,以燃料量维持汽包压力恒定的主汽压调节系统;为了保证锅炉的经济燃烧,送风量的控制采用自寻优控制,以送风量维持经济燃烧的送风调节系统;炉膛负压的控制采用PID控制,以引风量维持炉膛负压稳定的炉膛负压调节系统。 主汽压基本模糊控制缺乏对具有较大纯时间滞后对象的控制能力,因此,在模糊控制系统中此入SMITH预估控制,以提高模糊控制器对趴有纯时间滞后对象的控制能力。常用的模糊控制器环节有比例输出和积分输出两种形式,前者阶跃响应快,但为有差控制,后者可接近无差控制,但响应慢,且超调较大。本系统采用二者相结合的比例积分输出结构,具有超调小、暂态时间短的优点。 模糊控制算法具有阶跃响应速度快、精确度较高、对参数变化不敏感以及整定更为容易等特点,充分体现了智能控制方法对于被对象的良好适应性。将SMITH预估引入模糊控制 器,提高了控制系统对具有纯时间滞后对象的控制能力,模糊SMITH控制无论从控制的快速性还是对参数变化的适应性常规SMITH控制优越的多。 影响锅炉燃烧系统的工况参数很多,又存在纯时滞,很难建立起准确的数学模型,因此,采用理论上属于自适应控制范畴,但又不需要建立准确数学模型的自寻优控制。目前锅炉燃烧采用静态搜索法进行分析,由于静态寻优没有考虑锅炉的动态特性,致使搜索时间较长,易产生振荡,因此采用动态寻优算法。 最优控制方法有两种基本实现方式,一种是直接在对象上寻优状态,另一种是在建立好的数学模型上进行搜索。工业锅炉燃烧系统变频调速计算机自动控制装置采用前者,它的优点所在是不需要建立精确的数学模型(对锅炉燃烧系统控制而言,建立精确的数学极为困难的)。最优化实现如何使系统快速准确地稳定在最佳工作点附近,它必然涉及到寻优参量的选择及算法优化的问题。 三 结束语 随着可编程控制器超大型的出现和高速计算元件的发展以及智能控制器的应用,锅炉控制系统将实现完全无人职守自动控制。



成都康拓

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发表于:2003-11-24 11:55:00
21楼
我建议去了解一下弘格的嵌入式控制器,一个很不错的东东,特别是现在新出的一款

成都康拓

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发表于:2003-11-24 11:58:00
22楼
我可以给大家一个邮箱ct_wxb@new-ct.com找他要资料

唐古拉山

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发表于:2003-11-30 14:46:00
23楼
关 与工业锅炉自动化控制系统 ,我有一个问题请同行多赐教:变频器控制引风机的控制电路图。 谢谢大家

代东杰

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发表于:2003-12-02 21:17:00
24楼
我有主汽流量的4个公式,及变频器控制的方案,抽空我整理一下给你

wuy0102

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发表于:2003-12-05 17:11:00
25楼
这个锅炉燃烧多变量耦合系统的解决办法,其实国外很早就有这方面的技术了。其中美国ControlSoft公司就把它做成一个类似于PID的模块,这个模块就叫“多变量解耦控制”模块(MMC).这个模块的功能是消除过程变量的耦合并达到系统的最优化。

万高术

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发表于:2003-12-05 17:22:00
26楼
谁对锅炉的燃烧自动控制有特别的解决方案。谢谢大家!

hb

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发表于:2003-12-06 10:50:00
27楼
谁有600MW机组的DCS,FSSS,DEH,TSI和ETS的资料,最好是进口的设备,尤其与广东台山电厂的资料。

great

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发表于:2003-12-06 12:35:00
28楼
万高术: 我们有锅炉的燃烧自动控制器。设计原理,算法 结构,详细的原理示意图等技术文件已给你发出,请查收。 哈尔滨格锐工业自动化测控有限公司。    0451-86292321 88585115 13904515210

gongkongedit

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发表于:2003-12-21 14:41:00
29楼
楼上的费由朋友,我有意向,希望我们能够进一步的沟通. 我的信息:0550-7322525 13063349898 tjl@land-cn.com

gongkongedit

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发表于:2003-12-21 14:55:00
30楼
我是刚跨入工控行业的南国小妹,哪位大哥能够帮助我解决WINCC5.1中的报表问题!拜托大家!谢谢!小妹的信箱是kc158@163.net

湘桂情缘

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发表于:2003-12-23 17:21:00
31楼
对于:ControlSoft 的控制器,他的控制算法,可能是目前工控届最好得了,但它的控制器的容量太小了,同时也不是很稳定,特别是对于大一点的系统,如果能解决这些问题,我想不为是我国一个系统集成的好方案。

wuy0102

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发表于:2003-12-24 09:28:00
32楼
to:真的不懂 我是Controlsoft的员工,能在此看到您对Controlsoft的产品提出意见我感到非常荣幸,同时感谢您对Controlsoft的关心。在此我也希望其他工控朋友能关心我们的产品,并对我们产品提出宝贵意见和建议。 对于“真的不懂”朋友提出的关于控制器稳定性和容量的说法,我想说明一点。之前我们建议控制器容量为50个回路,500点以内。不过在4个月之前,公司实验室对MCTL系列控制器进行测试,至今已经满负荷(600点)连续无故障运行16周,预计这个记录达到50周或者更长。

湘桂情缘

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发表于:2003-12-24 18:09:00
33楼
To:wuy0102: 我不知道你们公司的范工还在嘛?其实我个人而言我是很推崇Controlsoft的编程环境和组态方式,但就目前而言,你们提供的是基于OPC与上位机的HMI/SCADA通讯,虽然在国际的Rockwell的Rsview32和Rslinx也是基于该形式,但他们的稳定性真的是没有什么好说的。你们的20、30系列我都用过,很久没有和范工联系了,不知道她目前如何?如果象在中国有所运用,你们所谓的冗余和容量该进一步的完善,其实我一直也在对Controlsoft的产品在关注。但如果你们的I/O还是FAMA的话,真的要他们进一步提高稳定性和质量!小工程可以,但要进一步运用,我想还是有所作为的!

wuy0102

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发表于:2003-12-25 11:32:00
34楼
to:真的不懂 范工不在我们公司了。如果您在Controlsoft方面有什么需要,您可以跟我们联系(我姓张)。同时感谢您对Controlsoft的肯定。 在通讯方面,现在的稳定性确实还不如象Honeywell、Rosemount等大公司。不过随着Controlsoft与Rockwell的进一步合作,不断的努力,相信系统的稳定性会得到很好的改善。冗余方面,我们现在的系统只能做到控制器和电源冗余,通讯和I/O冗余正在调试。而系统容量跟我们产品的市场定位有关,我们现在的MANTRA是中小型控制系统,对于大型项目确实缺乏竞争力。

湘桂情缘

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发表于:2003-12-25 16:58:00
35楼
To:wuy0102: 对于范工的离去我想是可以理解的.当初产品不成熟的时候,他也吃了很多苦。当初他和Chaster Lu到现场也没有解决问题,我想大家心情都不好过呢。 至于Controlsoft以后的发展,我想如果能在一定行业内运用,关键还是稳定,至于速度,以目前的发展水平都没有什么问题。你们的I/O还是FAMA的吧??????

wuy0102

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发表于:2003-12-26 10:07:00
36楼
to:真的不懂 看来您跟范工蛮熟的。是啊,既然我们选择了工控这一行,不只是范工,其实大家都很辛苦!苦中作乐吗。 谢谢您给我们的建议,我们一定会更加努力,使我们MANTRA的稳定性不断提高,使我们的系统不但有最好的控制算法,而且具有一流的稳定性.这也是我们的目标。关于现在的I/O和控制器,其中有部分I/O的外壳确实是由FAMA提供的,但是所有核心部分都是我们Controlsotf的。

wuy0102

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发表于:2003-12-26 13:20:00
37楼
to:真的不懂 关于我们的OPC协议我想补充一下:在90年代末期我们的OPC协议确实不怎么稳定,但是进入2000年后可以说非常稳定,这一点您如果感兴趣可以问问我们浙江和山东的用户。至于OPC与上位HMI通讯不稳定,因为我们的OPC能与国内外绝大多数组太软件的通讯保持稳定,所以可以这样说:问题基本上出在HMI那边。毕竟我们的OPC具有再好的稳定性也不能保证能与任何的HMI稳定通讯,您说是不是?

wanJUN

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发表于:2004-01-06 15:57:00
38楼
模糊控制其实将被控对象的模型隐含到模糊控制规则中 数学上已经证明它等同于非线性PID 但由于热工过程的时变性,这种包容是不完全的 此外在现场调试时会存在各种参数的整定问题 控制规则中的各种量化因子将直接影响控制效果 将模糊控制转化为实用还有很多路要走

gongkongedit

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发表于:2004-01-15 10:31:00
39楼
谁帮忙邮寄点资料给我,我刚入道,很多还要了解,谢谢各位 shangcc37@sina.com

流浪者08

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发表于:2004-01-15 14:41:00
40楼
锅炉控制中的主汽压力控制存在很大的时滞并且干扰量很多,而且燃料的增减与送引风的控制又存在顺序问题,我采取的方案是送引风采用模糊控制当然根据需要输出限幅,主汽压力采用先进的控制算法,当然由于篇幅限制我不可能讲很清楚算法的推理公式,从我应用的几台锅炉来看效果十分满意。

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