[实用新型]一种用于燃煤机组和工业锅炉燃烧过程的控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种控制装置，具体涉及一种用于燃煤机组和工业锅炉燃烧过程的控制装置。

技术背景

燃煤机组和工业锅炉燃烧过程动态特性非常复杂，主要表现在以下方面：1.燃烧过程具有多输入多输出、非线性、大时滞特性。2.燃烧过程中受到各种干扰，其中主要干扰有以下几种：负荷变化、煤质变化、燃煤机组和工业锅炉燃烧料层变化。3.根据经验来设定烟气氧含量。目前我国大部分燃煤机组和工业锅炉都采用了各种DCS系统、PLC系统实现了控制。由于DCS系统、PLC系统都没有先进控制方法，故燃烧过程都采用PID、串级和前馈等单变量控制方法，对时滞又不进行时滞预补偿。因此，燃烧控制系统经常出现不稳定，蒸汽压力波动大等问题。只能采用自动控制和人工控制交替使用，甚至完全采取人工控制。而且锅炉热效率低，每年浪费大量煤资源。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，设计开发出本控制装置，它与DCS系统或PLC系统配套使用，实现燃烧过程优化控制。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种用于燃煤机组和工业锅炉燃烧过程的控制装置，燃煤机组和工业锅炉DCS系统或PLC系统包括有操作站、现场站，现场站配有CPU、AI和AO板卡，燃烧过程配有蒸汽压力变送器、烟气氧含量变送器、给煤机变频器和送风机档板，所述的控制装置包括有：用以接收操作站发出的信号，可以实现运算功能，产生控制量，实现自动跟踪操作站控制量，实现无扰切换的主机板；用以产生燃烧过程中的控制量的AO卡；用以信号隔离，防止阻抗不匹配和产生失真的隔离模板；用以使一个输入信号变为两路输出信号、保证不失真的配电器；用以把模拟信号转换为主机板可接收的数字信号、不失真的AI卡。

主机板与AO卡的输入端相连接；AO卡的输出端与隔离模板的输入端相连接；隔离模板的输出端与现场站的AI卡相连接；蒸汽压力变送器和烟气氧含量变送器的输出端与配电器的输入端相连接；配电器的输出端分别与现场站的AI卡和控制装置AI卡的输入端相连接；控制装置AI卡的输出端与主机板相连接；主机板通过通讯接口与DCS系统或PLC系统操作站连接。

一种燃煤机组的控制装置，所述的通讯接口为用以传输数据的通讯接口。

一种燃煤机组的控制装置，所述主机板的通讯接口为OPC接口。

由于本控制装置拥有完善的硬件功能，拥有多变量时滞控制和优化等多种软件，与DCS系统和PLC系统配套使用，可以实现燃煤机组和工业锅炉燃烧过程优化控制。提高燃煤机组和工业锅炉热效率，可节煤5％左右，使我国燃煤机组和工业锅炉控制技术达到国际水平，还可取得减轻环境污染和减轻操作员劳动强度的社会效益。

附图说明

附图为本实用新型的系统结构框图。

具体实施方式

参见附图所示。

燃煤机组和工业锅炉DCS系统或PLC系统包括有操作站6、现场站7，现场站7配有CPU、AI板卡3和AO板卡2，燃烧过程配有蒸汽压力变送器10和烟气氧含量变送器11、给煤机变频器8和送风机档板9。控制装置包括有：用以接收操作站发出的信号，可以实现运算功能，产生控制量，实现自动跟踪操作站控制量，实现无干扰切换的主机板1；用以产生燃烧过程中的控制量的AO卡2；用以信号隔离，防止阻抗不匹配，产生失真的隔离模板4；用以使一个输入信号变为两路输出信号，保证不失真的配电器5；用以把模拟信号转换为主机板可接收的数字信号，不失真的AI卡3；主机板1的输出端与控制器内AO卡2的输入端相连接；控制器内AO卡2的输出端与隔离模板4的输入端相连接；隔离模板4的输出端与现场站7的输入端相连接；蒸汽压力变送器10和烟气氧含量变送器11的输出端分别与配电器5的输入端相连接；配电器5的输出端分别与现场站7的输入端和控制器内AI卡3的输入端相连接；控制器内AI卡3的输出端与主机板1的输入端相连接。主机板1设有用以传输数据的OPC接口12。

工作过程：控制装置通过OPC接口实时接收操作站6的各种信号，通过控制器内AI卡3实时接收燃烧过程的蒸汽压力和烟气氧含量实际值。主机板1根据多变量时滞控制和优化软件，计算出控制量，传送到控制器内AO卡2。为了不失真，控制器内AO卡2输出的控制信号加到隔离模块4，输出同幅值信号，加到DCS系统(或PLC系统)现场控制站的AI卡3，再经现场站7的CPU和AO卡2，不失真生成控制信号，控制给煤机变频器8和送风机档板9的开度，改变给煤量和送风量，使蒸汽压力和烟气氧含量保持在优化的设定值，就实现了燃烧过程优化控制。