DCS系统在锅炉控制系统中的应用.pdf

《DCS系统在锅炉控制系统中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《电气开关》(2014．No．1)文章编号：1004—289X(2014)01—0092—04DCS系统在锅炉控制系统中的应用常江，孙昂，原铭良(沈阳化工大学，信息工程学院，辽宁沈阳110142)摘要：针对辽宁华锦热电厂锅炉实际系统，引入模型预测控制策略，优化了控制量。并且采用霍尼韦尔PKS系统中先进的ProfitLoop控制器，实现了锅炉主蒸汽压力的模型预测控制，使主蒸汽压力稳定，执行机构变化平稳，达到了现场工艺的要求，取得了良好的控制效果。关键词：ProfitLoop；PID；MPC；节能降耗；主蒸汽压力控制中图分类号：TP29文献标识码：

2、BApplicationofDCSSysteminBoilerControlSystemCHANGflang，SUNAng，YUANMing—liang(CollegeofInformationEngineering，ShenyangUniversityofChemicalIndustrys，Shenyang110142，China)Abstract：ForLiaoningHuajinpracticalsystemofboilerinthermalpowerplant，wemaketheintroductionofmodelpre—dictiv

3、econtrolstrategy，softentheamountofcontro1．AndwiththeProfitLoopofHoneywellPKSadvancedcontroller，weimplementmodelpredictivecontrolforboilermainsteampressure．SOthatthemainsteampressurestable，andimplemen—tingagencyactionsoft．Intheend，weachievedgoodeffects．Keywords：profitLoop；PID

4、；MPC；energysavingandconsumptionreducing；mainsteampressurecontrol1引言由于辽宁华锦热电厂锅炉系统中主蒸汽压力回路的前后装置间耦合比较严重J，压力控制过程反应缓慢，动态响应时间长，滞后严重。传统PID的控制效果不理想，直接影响到发电机的经济运行和能源的消耗。因此，采取ProfitLoop控制技术来解决机组中大滞后回路问题，提高控制水平。图1模型预测方框图2ProfitLoop的控制原理ProfitLoop是完全集成到霍尼韦尔PKS系统的一种单输人／单输出(SISO)、基于模型的预测控

5、制和优化技术。通过对被控对象的在线辨识，以适应被控对象动态特性的变化。最后通过滚动优化，计算出合理的控制信号J。模型预测控制方框图如图1。ProfitLoop可以根据当前值及将来值产生控制动刻作序列，并用最优的方式去趋近设定值，产生的控制序图2控制序列图列如图2所示。《电气开关》(2014．No．1)93的变化作为前馈，可以快速响应汽轮机汽门开度的变3主蒸汽压力调节对象的动态特性化，主蒸汽压力调节器的输出为热量信号，作为副调节以主蒸汽压力为被控量的燃烧调节对象流程如图器燃料调节器的设定值，燃料调节器的反馈为热量信3所示。由炉膛1，蒸发受热面2，

6、汽包3和过热器4等号，燃料调节器的输出为给煤机的转速设定值，给煤机组成。其主要的扰动是燃烧量扰动(内部扰动)以内部闭环控制跟踪转速设定值。此方案对于影响主蒸及蒸汽流量的扰动(外部扰动)。汽压力的内部扰动可以通过副调节器来克服，同时引入了反映负荷变化的二次油压作为前馈，能够快速响应负荷的变化。图3汽压对象生产流程示意图3．1内扰下蒸汽压力调节对象的动态特性记燃烧量的变化为△，当△“作阶跃变化后炉膛热负荷立即增大，致使汽包压力P；上升，导致蒸汽图6主蒸汽压力控制方框图流量D增加。由于汽轮机调汽门开度不变，主汽压力P将随着蒸汽的积累而增大。P的升高又

7、会使蒸汽通向汽轮机的流出量增加，最终达到新平衡，如图4所示。UBlA‰一DlAUB—Itfpf／——一D、、—一～-tD／—一厂、＼0一-fpTf厂D／图7主蒸汽压力的模型预测控制方案图4内扰下汽压的响应曲线图5外扰下汽压的响应曲线5主蒸汽压力的模型预测控制方案其传递函数可写为：虽然PID串级控制能够达到部颁标准J，但主蒸汽压力会随着电网负荷的变化而波动，并且控制器的G(s)卉e一(1)控制量很难控制，增添了执行机构的负担，使得执行元3．2外扰下蒸汽压力调节对象的动态特性件的使用寿命减少。因此对于这样多干扰，耦合严重，外部扰动是指电网负荷变化的

8、扰动，它通过改变大滞后对象，在原有的控制方案基础上采用模型预测调节汽门开度，使汽轮机进气量D变化而施加的扰控制。动。图5表示了在u作阶跃扰动时汽压的响