[发明专利]一种电厂温度控制系统

说明书

技术领域

本发明属于电学技术领域，尤其涉及一种电厂温度控制系统。

背景技术

电厂主蒸汽温度是锅炉的主要参数之一，它对火电站的安全经济运行有着重大的影响：汽温过高会使锅炉受热面及蒸汽管道金属的蠕变加快，影响使用寿命，导致设备的损坏或使用年限缩短；汽温过低，将会使机组循环热效率降低，使煤耗增大，同时汽温过低不仅使汽轮机内部热效率降低，还会造成汽轮机末级叶片侵蚀加剧；过热汽温变化过大，还会引起汽轮机转子和汽缸的涨差变化，甚至产生剧烈振动，危及机组安全运行。因此主汽温控制系统是一大延迟、非线性、变参数、干扰因素众多的复杂系统。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种延迟小、抗干扰能力强的一种电厂温度控制系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括控部分和执行部分，所述控制部分包括中央控制器和模糊控制器；所述执行部分包括调节系统、保护装置、常规PID调节器、功放器、温度传感器、信号采集处理系统，升压型开关电源、开关和被控对象；其特征在于：所述的中央控制器连接模糊控制器，模糊控制器连接调节系统，调节系统连接保护装置，模糊控制器连接常规PID调节器；常规PID调节器依次连接信号采集处理系统和温度传感器；常规PID调节器依次连接功放器、升压型开关电源、开关和被控对象。

作为另一种优选方案，所述的中央控制器为PLC控制器。

本发明有益效果。

主汽温是火力电厂生产过程重要的物理参数之一，本发明通过PID调节器进行主要控制，准确地测量和有效地控制温度是优质、高产、低耗和安全生产的重要条件。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本发明原理框图。

具体实施方式

如图所示，本发明包括控部分和执行部分，所述控制部分包括中央控制器和模糊控制器；所述执行部分包括调节系统、保护装置、常规PID调节器、功放器、温度传感器、信号采集处理系统，升压型开关电源、开关和被控对象；其特征在于：所述的中央控制器连接模糊控制器，模糊控制器连接调节系统，调节系统连接保护装置，模糊控制器连接常规PID调节器；常规PID调节器依次连接信号采集处理系统和温度传感器；常规PID调节器依次连接功放器、升压型开关电源、开关和被控对象。

作为另一种优选方案，所述的中央控制器为PLC控制器。

模糊控制具有较强的鲁棒性、拟人性、自适应性,特别适合类似汽温较复杂控制系统,能对各种扰动作出快速反应,只是其稳态精度不高,虽然在理论上可以通过细分模糊子集达到改善稳态精度的目的,但是受控制器容量和控制周期的限制,实际应用中并不能无限细分下去。而PID算法却弥补了模糊控制的不足,具有较高的稳态精度。将二者结合起来控制主汽温度,充分发挥两种控制方法的长处,就会取得较好的动态性能和满意的稳态精度。现场应用表明,传统的PID策略往往难以满足汽温控制的要求。由于主蒸汽温度对象的动态特性具有较大的滞后和惯性，本文提出将模糊自整定控制技术应用在主汽温控制系统中，能较好地改善控制品质。

PID控制的关键是确定PID参数，该方法是用模糊控制来确定PID参数的，也就是根据系统偏差e和偏差变化率ec，用模糊控制规则在线对PID参数进行修改。其实现思想是先找出PID各个参数与偏差e和偏差变化率ec之间的模糊关系，在运行中通过不断检测e和ec，在根据模糊控制原理来对各个参数进行在线修改，以满足在不同e和ec对控制参数的不同要求，使控制对象具有良好的动、静态性能。

模糊PID是在PID算法的基础上，通过计算当前系统误差e和误差变化ec，根据各模糊子集的隶属度赋值表和各参数模糊控制模型，应用模糊合成推理设PID修正参数的模糊自适应模糊PID控制的目的就是根据实际工况实时调整比例、积分微分系数，以达到控制作用在任何时候均为最优。本文将模糊推理器设计成二输入三输出的推理器，即输入是偏差e和差变化率ec。控制器参数，比例系数、积分系和微分系数的初值，由用户根据经验输入，这样以使用户仍可对控制参数进行宏的调节。并在很大程度上弥补了模糊推理中对变量进行模糊化所造成的误差，提高控制器主动适应系统或环境的能力。控制器参数的每一次调节都是在具体情况下的时修正，因而可达到调节作用的时间最优。

电厂主汽温控制过程包括两个阶段：①自由升温段：要求锅炉水温快速升至温度设定值。②保温段：水温升至设定值后要求温度维持设定值基本不变。水温的检测元件采用数字式传感器。电锅炉的温度控制系统是常见的确定性系统，采用飞升曲线测量方法，测出锅炉温控制系统的飞升曲线，即可得到控制对象的数学模型。目前工程上常用的方法是对过程对象施加阶跃输入信号，测取过程对象的阶跃应，然后由阶跃响应曲线确定过程的近似传递函数。具体用科恩-库恩公式确定近似传递函数。给定输入阶跃信号250℃，用数字式热电偶传感器测量锅炉主汽温的温度，每分钟采一次点。