计算机控制系统在热水蒸汽锅炉改造中的应用

1、 邮局订阅号:82-946360元/年技术创新控制系统PLC 技术应用200例您的论文得到两院院士关注计算机控制系统在热水蒸汽锅炉改造中的应用Application in the hot steam boiler is transform ed of com puter control system State(潍坊学院陆述田侯文霞Lu,Shutian Hou,Wenxia摘要:本文应用了先进的工业PC 控制机,实现了对中小型燃煤热水蒸汽锅炉的自动控制设计和改造。系统包括:水位控制、炉压控制、燃烧控制、事故监控等控制环节,提出了模糊控制模型。使工业热水蒸汽锅炉系统具有抗干扰能力强,运行安全稳定

2、,使用简便,经济节能,自动化控制程度高,适应性强等优势。改造后的系统可使燃料燃烧充分,降低污染,提高了蒸汽质量。关键词:热水蒸汽锅炉控制系统;燃烧自动控制;水位控制;模糊控制理论文献标识码: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文章编号:1008-0570(200604-1-0129-021概述锅炉是国民经济建设提供可靠动力及热源的基础设备,随着高科技工业的飞速发展,特别是计算机控制系统的广泛应用,很多中小型工矿企业应用的人工烧炉,设备老化,监控系统故障频发,已不适应对节能环保和蒸汽质量的要求,制约了企业的发展和对保护环境的要求。应用先进的计算机自控系统改造已成必需。应用工业计算机,采用先进的集散控制系统,使工业热水蒸汽锅炉系统具有抗干扰能力强,运行安全稳定,使用简便,经济节能,自动化控制程度高,适应性强等优势。改造

6、后的系统可使燃料燃烧充分,降低污染,提高了蒸汽质量。采用PLC 与变频调速技术,可大幅度节约能源,改善了工作环境,降低劳动强度,提高了生产率。2锅炉的计算机控制系统某染织厂有两台10T/h 蒸汽锅炉进行自动控制系统改造,我们应用一台工业PC 工控机进行集散控制,以PLC 为控制核心,下位系统由若干路智能调节器构成。系统包括:水位控制、炉压控制、燃烧控制、事故监控四大部分。构成一个调度管理,操作监控,控制核心,现场仪表系统。实现分散控制和集中管理。系统对鼓引风电机、上水水泵和补水水泵全部采用变频调速控制,质量可靠,控制稳定,节电显著。3系统控制特点和方法该系统是一套多输入,多输出,多回路的控制系

7、统和非线性时变系统。如给水自动控制,鼓引风机自动控制,蒸汽压力,温度自动控制等。还是一个大惯性、大滞后且互相影响的复杂系统。负荷的频繁变化,煤种、温度的不同等因素,要建立起精确的数学模型是很困难的,经典的控制方法很难获得良好的动态和静态性能。且易使锅炉运行不稳定,不安全。为此我们进行了大量的调研和查阅资料工作,根据美国加利福尼亚大学扎德教授,提出的模糊理论,利用模糊数据,模糊逻辑推理和模糊语言,进行控制系统的设计和编程。近些年来,模糊理论已成功地应用于许多国际先进企业的复杂控制系统中,它是先对系统被调量进行采样,得到精确的实际信号量,再转化为模拟量,查表得出模糊决策,然后将其转化为精确的控制信

8、号送到执行机构去控制调节。模糊控制的陆述田:副教授山东省教育厅科研立项项目,鲁教备字20046号。129-技术创新中文核心期刊微计算机信息(测控自动化2006年第22卷第4-1期 360元/年邮局订阅号:82-946现场总线技术应用200例控制系统质量取决于决策表的编制。它是总结了高级熟练专业技术人员的经验和模糊思维反复试验得出的。使锅炉运行符合我们的控制要求,易于操作,安全稳定。锅炉最重要的参数是蒸汽压力。燃烧控制是使燃烧产生的热量适应锅炉蒸汽负荷,即蒸汽流量。燃烧控制即是控制进风量,进煤量。协调好风煤比,使系统在符合变化煤种,温度等干扰因素作用下,保持希望的蒸汽压力,煤膛负压和合适的烟气排

9、放量,是保证锅炉安全经济运行的控制核心,我们根据不同负荷分成不同区段,不同区段对应不同的调节参数,并允许人工干预,进行模糊控制方式,针对锅炉的具体燃烧,参考多年从事锅炉燃烧经验丰富的高级司炉人员和专业技术人员,做出具体的控制模型如下:根据蒸汽压力P ,蒸汽流量D 的变化。控制给煤和鼓风的模式为:Y=(K 1+K 2+K 3P+(K 4+K 5D 给煤Y 1=Y 10+K 6Y 鼓风Y 2=Y 20+K 7Y引风控制为炉膛负压P1的控制模式Y =K 8*P引风:Y 3=Y 30+Y 其中K 1,K 2,.K 8为经验模糊参数,其值可调燃烧控制是根据炉排电机转速,鼓风电机转速跟踪蒸汽压力,蒸汽流量

10、的变化经模糊运算实现控制好,当燃烧状况发生变化时,我们可以调整一下修正值Y 。做到给煤,鼓风,引风的合理匹配。控制燃烧的充分经济与合理的烟气排放。炉膛负压稳定,保证了锅炉运行的适应性,经济性及安全性,并达到了节能环保稳定的多重效果。水位自动控制就是使锅炉给水量适应锅炉蒸发量的变化,是给水量与蒸发量始终保持平衡,使锅炉内水位保持在一定范围之内。我们采用目前较成熟的三冲量给水调节方案。水位信号作为被调量主信号输入,当锅炉水位偏离正常水位时,输出发生变化。通过控制器,改变给水流量,恢复水位正常水平,蒸汽流量信号作为反馈信号输入。当蒸汽流量变化时,是给水流量随蒸汽流量变化作相应变化,抵消蒸汽流量变化时

11、“虚假水位”所造成的误调节。给水流量信号的输入作为提前反映调节效果的反馈,信号输入。当给水流量发生自发性扰动时,给水流量信号改变,使输出改变。消除给水流量的自发性扰动,使锅炉水位稳定。另外,在水位调解过程中,由于给水流量信号能够较水位信号提前反映调节效果,从而可以防止水位超调,在实际实施中,还有一个“虚假水位”现象。单纯靠增加辅助冲量分流系数效果并不理想。为此我们在三冲量系统基础之上,增添了非线性控制方案。在水位偏差不同的区间自动选取了不同调节参数和输出限负值,以得到不同的调节效果对系统稳定起到良好作用。给水的三冲量自动调节模式:水位H 、蒸汽流量D 、给水流量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为经验模糊参数,其值可在线设定与修改4结论经改造后的蒸汽锅炉计算机集控系统,实现了对锅炉燃烧和水位控制,锅压控制,事故监控和计算机管理等的自动控制.使系统的可靠性,先进性,适应性,节能环保达到了完美的统一.为最大限度的节约能源,系统对炉排电机,鼓引风电机给水泵电机全部应用了变频调速技术,使锅炉各运行参数都处于最佳状态,取得了明显的节电,节煤,环保的效果.提高了锅炉的热效率,经济效益十分明显.由于采用了PLC 控制和模糊控制,使是炉排转速鼓,引风量,给水水泵转速自动跟踪负荷变化,按最佳调整量稳定运行,无忽高忽低现象,烟气排放,炉渣排出都达到了理想效果,大大提高了蒸