李平康
北方交通大学机械与控制工程学院
[b]一．性能优化测试目的[/b]
火电厂DCS自动控制系统是现代火电厂的控制中枢，它包括机炉协调控制、锅炉燃料量、汽包水位、过热蒸汽温度、再热蒸汽温度、送风控制、引风控制等调节系统。调节系统的自动投入率是火电厂自动化程度的一个重要标志，各电厂都对自动调节系统的性能（调节品质）比较重视，调节品质是衡量调节系统投运好坏的重要指标，对保证机组的安全运行起着重要的作用。研究在线监测热工自动控制系统调节品质，实时计算衰减率、调节时间、超调量和稳态偏差等调节品质指标，实时判断调节品质的优劣，在调节品质不好时，自动启动参数优化程序，指导调节参数的调整与优化，使自动调节系统在最佳状况运行，是当前热工自动化领域研究的一个热点问题。本研究将针对给水调节、汽温调节、汽压调节等主要自动控制系统性能（调节品质）进行测试，并可根据测试结果对调节器参数提出进行优化的建议。
[b]二．性能优化测试研究主要内容[/b]
性能优化测试根据如图的系统及其输入输出响应，采用现代开放式MATLAB环境实现仿真分析研究。主要内容为：
1．测试数据采集（处理）与对象建模：
1）热量信号的形成
2）锅炉风/煤比的测定
3）锅炉负荷与给粉机总平均转速对应关系的测试 Gc(S)Gp(S)C(S)R(S) + _
4）锅炉惯性时间的测试
5）汽机负荷响应时间的测试 TRACKH/1A6H/A/MT25f(x)34ZTjhLTTEFT或或ΔbcΔK∫≤≥defΔgiDCS调节系统控制框图
6）前馈系数的调整
要求得出多变量机炉协调的仿真对象模型。
2．协调控制系统仿真模型：
1）负荷指令跟踪
2）压力定值形成
3）滑压方式滑、定压转换
4） RB( RUN BACK)实施方案
5）锅炉主控负荷指令前馈形成
6）汽机主控内回路的构成
7）汽机主控负荷指令形成
要求得出针对电厂机组实际DCS系统的SAMA仿真模型
3．协调控制系统仿真实验
1) 将相应子系统的调试数据按设计周期采集存盘。主要工作为：按测试需求进行数据点设计、确立数据处理流程、分析控制系统硬件配置及软件组态方案、完成基础数据统计等工作。
2) 对存盘的数据进行处理，建立简易动态和静态评价模型，包含传感器、变送器、执行机构及主要设备对象全部子系统模型。
3) 根据所得数据和模型，计算DCS改造后系统的性能指标参数，如衰减率、调节时间、超调量和稳态偏差等性能（调节品质）指标。
4) 对性能指标参数做统计（加权）处理，分析并获得影响该指标的主要因素，得到总体评价值。
5) 对闭环测试数据再做一次评估比较，对不能进入DCS的数据单独处理。
[b]三．性能优化测试实验步骤：[/b]1、现场数据组态采集：由DCS工程师站按报表方式对DCS的MCS主要系统的输入输出量做开环和闭环实验（详见实验设计说明书），主要的系统参数为：
1）协调系统：电功率、主汽压力、燃料量、主汽阀门开度
2）给水系统：给水流量、主汽流量、给水阀门开度、汽包水位、汽包压力、
3）主汽温系统：主汽温度、主汽压力、过热器喷水减温阀门开、喷水量、二减后汽温、二阶减温调节阀开度、
4）再热汽温系统：再热汽温度、再热汽压力、
5）燃烧系统：燃料量、给煤量、送风量、引风量
6）主汽压系统：功率偏差、机前压力偏差、炉主控前馈、总燃料量、汽机阀位指令、锅炉主指令、实际负荷指令、热量释放信号、调节级压力
现场试验安全要求：由电厂根据相应规程及规定制定并执行
2、现场DCS系统的SAMA图仿真：根据电厂提供的DCS改造的MCS系统图，导出上述测试系统的仿真模型；
3、根据SAMA图作出MATLAB仿真系统图；
4、根据现场实验数据辨识对象参数模型；
5、根据辨识的模型和DCS的 SAMA控制系统仿真图，仿真测试控制系统性能及调节品质指标。
6、写出测试报告；提出参数优化建议方案。