基于PLC的模糊控制在風(fēng)粉監(jiān)測中的應(yīng)用

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1、2008年12月Dec．2008第36卷第6期(總第199期)Vo1．36No．6(Ser．No．199)基于PLC的模糊控制在風(fēng)粉監(jiān)測中的應(yīng)用ApplicationofFuzzyControlinWindandPulverizedCoalSupervisionBasedonPLC張銳，柴忠良，于哲(吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院，吉林長春130021；2．東北電力大學(xué)，吉林吉林132012)摘要：在介紹鍋爐風(fēng)粉在線監(jiān)測系統(tǒng)的測量原理、系統(tǒng)組成的基礎(chǔ)上，依托可編程控制器PIC在原有裝置上構(gòu)建一套模糊控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)一次風(fēng)風(fēng)速、風(fēng)量、煤粉濃度的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測量。該

2、系統(tǒng)在某670t／h鍋爐上應(yīng)用，使鍋爐正確配風(fēng)，通過合理地調(diào)整風(fēng)粉比例，有效地防止了堵管、斷粉、結(jié)焦、爆管現(xiàn)象發(fā)生。關(guān)鍵詞：風(fēng)粉監(jiān)測系統(tǒng)；PLC；模糊控制中圖分類號(hào)：TP273．4；TK223．26文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1009—5306(2008)06—0006—03對(duì)于四角切圓鍋爐，控制一次風(fēng)管內(nèi)煤粉濃度合器出口煤粉與熱風(fēng)混合達(dá)到熱平衡。根據(jù)能量守是保證電廠鍋爐良好燃燒，提高燃燒效率，防止風(fēng)粉恒原理，風(fēng)粉混合物的總熱量等于混合前熱風(fēng)的熱管堵塞和管內(nèi)自燃及斷粉的重要因素。一次風(fēng)管內(nèi)量和煤粉的熱量及混合過程中散熱損失之和，其中風(fēng)量及風(fēng)粉濃度差異較大均可導(dǎo)致著火

3、區(qū)后延、火散熱損失可忽略不計(jì)。焰中心偏移、爐墻結(jié)渣等，尤其是負(fù)荷調(diào)整時(shí)，一次1．3一次風(fēng)量測量原理風(fēng)煤粉濃度調(diào)節(jié)不當(dāng)，極易導(dǎo)致燃燒器熄火和燃燒一次風(fēng)量指單位時(shí)間送人鍋爐的一次風(fēng)質(zhì)量。1不穩(wěn)。因此，對(duì)一次風(fēng)煤粉濃度進(jìn)行準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)一次風(fēng)管道的直徑為D，則截面積A一12；一顯得格外重要。次風(fēng)流量一pAy—f(t，72)，p為一次風(fēng)密度，為目前，國內(nèi)燃煤電廠的運(yùn)行操作幾乎都是依靠一次風(fēng)風(fēng)速。通過一次風(fēng)熱風(fēng)溫度和一次風(fēng)測速管傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)手段，未能對(duì)鍋爐燃燒過程中的一些參測量流速，便可得一次風(fēng)流量。數(shù)進(jìn)行直觀量化監(jiān)測，直接影響了鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和可靠性。某廠67

4、0t／h燃煤鍋爐因風(fēng)粉2系統(tǒng)組成監(jiān)測手段落后，不能及時(shí)調(diào)整燃燒工況，導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)，堵管、斷粉現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了鍋爐的運(yùn)鍋爐風(fēng)粉在線監(jiān)測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理行效率，因此提出了利用性價(jià)比較高、控制性能精確與控制、終端顯示3部分組成(見圖1)?？煽康目删幊炭刂破鱌LC對(duì)風(fēng)粉監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行改造。本文從可靠實(shí)用及自動(dòng)化角度，介紹基于PIC的模糊控制技術(shù)在風(fēng)粉監(jiān)測中的應(yīng)用?！駡D1風(fēng)粉在線監(jiān)測的系統(tǒng)框圖1測量原理n數(shù)據(jù)采集包括以下測點(diǎn)：一次風(fēng)風(fēng)溫測點(diǎn)t、煤粉倉溫度測點(diǎn)t、一次風(fēng)動(dòng)壓(溫度)￡測點(diǎn)和風(fēng)1．1風(fēng)速測量原理粉混合溫度測點(diǎn)t。。測點(diǎn)分布如圖2所示。風(fēng)速測量采用

5、動(dòng)壓法，即由測速元件測量流體采用外套管用粉末冶金噴鍍的鎧裝熱電偶采動(dòng)壓，根據(jù)伯努力方程計(jì)算出實(shí)際風(fēng)速值。集溫度信號(hào)，測點(diǎn)布置合理，保證一次元件的采樣精1．2煤粉濃度測量原理度與耐用性。采集差壓信號(hào)的一次元件用靠背管，使煤粉濃度測量采用熱平衡法，即假設(shè)在煤粉混收稿日期：20080917作者簡介：張銳(1969一)，女，博士，高級(jí)工程師，長期致力于節(jié)能、熱動(dòng)及自動(dòng)化方面的研究?！?·2008年12月吉林電力Dec．2008第36卷第6期(總第199期)JilinElectricPowerVo1．36No．6(Ser．No．199)NBNMNSZoPsPMPB1．O爨

6、0．5熱風(fēng)O圖2測點(diǎn)分布示葸圖一3—2一l0l23用前需要標(biāo)定。風(fēng)壓測量采用進(jìn)口擴(kuò)散硅差壓變送論域器(0～1700Pa)，壓力信號(hào)經(jīng)差壓變送器轉(zhuǎn)換為圖3溫度誤差、誤差變化、輸出變量的隸屬函數(shù)4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信號(hào)。表1模糊控制規(guī)則表為獲取可靠的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，需要對(duì)數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)E行配置，包括地址分配、增益設(shè)置以及初始化。由于．ⅣBⅣMⅣsZ()PsPM溫度參數(shù)屬于慢時(shí)變(慣性)參數(shù)，而差壓屬于快時(shí)NB+3+3+2+2+1+10變參數(shù)，因此對(duì)溫度信號(hào)采用取舍平均濾波方式，即ⅣM+3+2+2+1+10一去掉最大和最小值后，將當(dāng)前采樣值與前幾次采樣Ⅳs+2+2+l+1

7、0—1一值累加，然后平均；差壓信號(hào)則進(jìn)行滑動(dòng)平均濾波，Zo+2+1+l0—1—1一Ps+1+10—1一l一2一即當(dāng)前采樣值與前幾次采樣值加權(quán)累加后取平均PM+10—1—1—22一值。每一參數(shù)參與濾波運(yùn)算的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為8個(gè)。PB0～1一l一2—2—3一數(shù)據(jù)顯示采用與三菱FX系列配套的觸摸屏，數(shù)據(jù)以柱狀圖和表格的形式顯示。模糊化子程序用于一個(gè)三角形的模糊子集的隸屬度的計(jì)算。在每次子程序調(diào)用之前，先對(duì)“標(biāo)志值3基于PLC的模糊控制的實(shí)現(xiàn)形參”賦值，即指明該模糊子集隸屬度為1時(shí)對(duì)應(yīng)的精確量值，如誤差“負(fù)大”的隸屬度為1時(shí)其值是模糊控制由于其自身的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)越來越多地5OC

8、；調(diào)用后，取出返還值，這