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1、《電氣開關》(2014．No．1)文章編號：1004—289X(2014)01—0092—04DCS系統(tǒng)在鍋爐控制系統(tǒng)中的應用常江，孫昂，原銘良(沈陽化工大學，信息工程學院，遼寧沈陽110142)摘要：針對遼寧華錦熱電廠鍋爐實際系統(tǒng)，引入模型預測控制策略，優(yōu)化了控制量。并且采用霍尼韋爾PKS系統(tǒng)中先進的ProfitLoop控制器，實現(xiàn)了鍋爐主蒸汽壓力的模型預測控制，使主蒸汽壓力穩(wěn)定，執(zhí)行機構變化平穩(wěn)，達到了現(xiàn)場工藝的要求，取得了良好的控制效果。關鍵詞：ProfitLoop；PID；MPC；節(jié)能降耗；主蒸汽壓力控制中圖分類號：TP29文獻標識碼：
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引言由于遼寧華錦熱電廠鍋爐系統(tǒng)中主蒸汽壓力回路的前后裝置間耦合比較嚴重J，壓力控制過程反應緩慢，動態(tài)響應時間長，滯后嚴重。傳統(tǒng)PID的控制效果不理想，直接影響到發(fā)電機的經濟運行和能源的消耗。因此，采取ProfitLoop控制技術來解決機組中大滯后回路問題，提高控制水平。圖1模型預測方框圖2ProfitLoop的控制原理ProfitLoop是完全集成到霍尼韋爾PKS系統(tǒng)的一種單輸人／單輸出(SISO)、基于模型的預測控
5、制和優(yōu)化技術。通過對被控對象的在線辨識，以適應被控對象動態(tài)特性的變化。最后通過滾動優(yōu)化，計算出合理的控制信號J。模型預測控制方框圖如圖1。ProfitLoop可以根據(jù)當前值及將來值產生控制動刻作序列，并用最優(yōu)的方式去趨近設定值，產生的控制序圖2控制序列圖列如圖2所示。《電氣開關》(2014．No．1)93的變化作為前饋，可以快速響應汽輪機汽門開度的變3主蒸汽壓力調節(jié)對象的動態(tài)特性化，主蒸汽壓力調節(jié)器的輸出為熱量信號，作為副調節(jié)以主蒸汽壓力為被控量的燃燒調節(jié)對象流程如圖器燃料調節(jié)器的設定值，燃料調節(jié)器的反饋為熱量信3所示。由爐膛1，蒸發(fā)受熱面2，
6、汽包3和過熱器4等號，燃料調節(jié)器的輸出為給煤機的轉速設定值，給煤機組成。其主要的擾動是燃燒量擾動(內部擾動)以內部閉環(huán)控制跟蹤轉速設定值。此方案對于影響主蒸及蒸汽流量的擾動(外部擾動)。汽壓力的內部擾動可以通過副調節(jié)器來克服，同時引入了反映負荷變化的二次油壓作為前饋，能夠快速響應負荷的變化。圖3汽壓對象生產流程示意圖3．1內擾下蒸汽壓力調節(jié)對象的動態(tài)特性記燃燒量的變化為△，當△“作階躍變化后爐膛熱負荷立即增大，致使汽包壓力P；上升，導致蒸汽圖6主蒸汽壓力控制方框圖流量D增加。由于汽輪機調汽門開度不變，主汽壓力P將隨著蒸汽的積累而增大。P的升高又
7、會使蒸汽通向汽輪機的流出量增加，最終達到新平衡，如圖4所示。UBlA‰一DlAUB—Itfpf／——一D、、—一～-tD／—一廠、＼0一-fpTf廠D／圖7主蒸汽壓力的模型預測控制方案圖4內擾下汽壓的響應曲線圖5外擾下汽壓的響應曲線5主蒸汽壓力的模型預測控制方案其傳遞函數(shù)可寫為：雖然PID串級控制能夠達到部頒標準J，但主蒸汽壓力會隨著電網負荷的變化而波動，并且控制器的G(s)卉e一(1)控制量很難控制，增添了執(zhí)行機構的負擔，使得執(zhí)行元3．2外擾下蒸汽壓力調節(jié)對象的動態(tài)特性件的使用壽命減少。因此對于這樣多干擾，耦合嚴重，外部擾動是指電網負荷變化的
8、擾動，它通過改變大滯后對象，在原有的控制方案基礎上采用模型預測調節(jié)汽門開度，使汽輪機進氣量D變化而施加的擾控制。動。圖5表示了在u作階躍擾動時汽壓的響
