[发明专利]一种基于改进MFAC算法的锅炉汽包水位控制系统

说明书

本发明涉及一种基于改进MFAC算法的锅炉汽包水位控制系统，其中所述蒸汽流量前馈控制器根据检测到的蒸汽流量的变化对上水流量进行计算以确定前馈信号，所述汽包水位控制器根据前馈信号对检测到的锅炉汽包水位进行修正；所述上水流量控制器根据修正的结果调节上水流量以控制所述锅炉汽包水位。汽包水位控制器当被控量的值与设定值的差值较大时，不加入MFAC算法，令输入值保持为一个定值，使得输出能迅速跟踪所述定值；当被控量的值与设定值接近时，加入MFAC算法。本发明不仅能使汽包水位始终处于安全范围，还能更好地投入实际生产中，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及锅炉控制技术领域，特别是涉及一种基于改进MFAC算法的锅炉汽包水位控制系统。

背景技术

锅炉汽包是自然循环锅炉的关键部件，它能否正常工作直接关系到锅炉内水循环的安全和输出蒸汽的品质。而汽包水位作为锅炉重要的运行控制目标之一，是一个反映锅炉内能量和工质平衡的关键参数，对锅炉的安全运行造成了严重的影响。若汽包水位过高则会使蒸汽产生带水现象，不仅降低蒸汽的产量和质量，而且会使过热器结垢，影响运行的安全性与经济型；当水位过低时，轻则影响水汽平衡，重则烧干锅炉，严重时导致锅炉爆炸。

为了控制锅炉汽包的水位，相关技术中提出基于无模型自适应控制算法(MFAC)的锅炉汽包水位控制系统，但是系统开始运行时就启动无模型自适应控制器，这样虽然能保证系统的输出能准确地跟踪系统的设定值，但是也会造成系统响应速度变慢，调节时间变长，使系统输出在较长时间内仍不能达到稳定状态。这在实际生产中会造成生产效率低下，成本增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于改进MFAC算法的锅炉汽包水位控制系统，能够提高响应速度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于改进MFAC算法的锅炉汽包水位控制系统，采用串级加前馈的控制策略，将上水流量和汽包水位组成串级，蒸汽流量作为前馈量，包括：包含汽包水位的锅炉；检测所述锅炉汽包水位的水位变送器；检测所述锅炉汽包产生的蒸汽流量的蒸汽流量变送器；检测进入所述锅炉汽包的上水流量的上水流量变送器；所述水位变送器连接汽包水位控制器，所述蒸汽流量变送器连接蒸汽流量前馈控制器，所述上水流量变送器连接上水流量控制器；所述蒸汽流量前馈控制器根据所述蒸汽流量变送器检测到的蒸汽流量的变化对上水流量进行计算以确定前馈信号，所述汽包水位控制器根据所述前馈信号对所述水位变送器检测到的锅炉汽包水位进行修正；所述上水流量控制器通过上水流量控制阀与所述锅炉汽包连接，根据修正的结果调节上水流量以控制所述锅炉汽包水位。

所述汽包水位控制器为主控制器，采用改进的MFAC算法，具体为：当被控量的值与设定值的差值大于阈值时，不加入MFAC算法，即不启动无模型自适应控制器，并且在此时令输入值保持为一个定值，使得输出能迅速跟踪所述定值；当被控量的值与设定值的差值变小且小于阈值时，加入MFAC算法，此时能保证系统控制精度。

所述汽包水位控制器首先根据具体情况设定阈值α，并且α＞0，接着定义设定定值为rin(k)，当输出为yout(k)时，偏差值为|error(k)|，当|error(k)|>α时，令输入值保持在一个定值，加快输出的响应速度；当|error(k)|<α时，采用MFAC算法控制，保证系统的控制精度。

所述上水流量控制器为副控制器，采用PID控制算法。

所述蒸汽流量前馈控制器采用PI控制算法。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明不仅能使汽包水位始终处于安全范围，还能更好地投入实际生产中，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明实施方式所提供的锅炉汽包液位控制系统结构示意图图；