电站锅炉风烟系统的控制方法和系统的制作方法_2

文档序号:8962508阅读:来源:国知局
相同量纲,一 般自动控制系统的输出量纲为百分比的量纲%,输入量相应地根据输入量的尚/低限值来 转换为百分比的量纲%。
[0044] 自动控制系统的正/反作用由控制对象的特性来决定。例如当自动控制系统的过 程变量值PV由于扰动升高时,若需要减少自动控制系统的输出来消除扰动时,则自动控制 系统为反作用;若需要增大自动控制系统的输出来消除扰动时,则自动控制系统为正作用。
[0045] 在其中一个实施例中,参考图2,步骤SllO之后,步骤S150之前,还包括步骤 S120〇
[0046] S120:根据预设低限值参数和预设高限值参数对控制偏差进行限幅处理,得到限 幅控制偏差后更新控制偏差。步骤S120具体可在步骤S130之前,可在步骤S130之后,也 可与步骤S130同时进行。
[0047] 在其中一实施例中,步骤S120包括:
[0048] E*= E (L ^ E ^ H);
[0049] E*= L (E<L);
[0050] E*= H (E>H);
[0051] 其中,C为限幅控制偏差,E为控制偏差,L为预设低限值参数,H为预设高限值参 数。
[0052] 预设高限值参数和预设低限值参数根据自动控制系统的具体实际情况来整定,例 如整定原则为:当自动控制系统发生振荡后,限幅控制偏差引起自动控制系统的指令变化 不会危害工艺系统的安全为准。一般情况下,当自动控制系统发生振荡时,在纯比例的作用 下,阀门波动的幅度控制在±10~20%为宜。
[0053] 通过对控制偏差进行限幅处理,能够很好地抑制电站锅炉风烟系统的自动控制系 统振荡的扩散,从而保证了火电机组的安全运行。
[0054] 在其中一实施例中,参考图3,步骤S130中根据预设正数阈值、预设负数阈值、执 行机构设备阀位控制指令、执行机构设备阀位反馈值和执行机构设备手动/自动状态量生 成闭锁增指令和闭锁减指令,包括步骤S131至步骤S133。
[0055] S131 :在自动控制系统对应的执行机构设备处于自动状态时,比较执行机构设备 阀位控制指令与对应的执行机构设备阀位反馈值之差是否大于或等于预设正数阈值,比较 执行机构设备阀位控制指令与对应的执行机构设备阀位反馈值之差是否小于或等于预设 负数阈值。
[0056] 例如,在一实施例中,执行机构设备包括设备A和设备B,且均处于自动状态。比 较设备A的执行机构设备阀位控制指令与设备A的执行机构设备阀位反馈值之差是否大于 或等于预设正数阈值,是否小于或等于预设负数阈值;比较设备B的执行机构设备阀位控 制指令与设备B的执行机构设备阀位反馈值之差是否大于或等于预设正数阈值,是否小于 或等于预设负数阈值。S132 :在执行机构设备阀位控制指令与对应的执行机构设备阀位反 馈值之差大于或等于预设正数阈值时,输出闭锁增指令为1且输出时长不大于预设时间常 数。
[0057] 例如,在上述实施例中,设备A的执行机构设备阀位控制指令与设备A的执行机构 设备阀位反馈值之差大于或等于预设正数阈值,则输出闭锁增指令为1。闭锁增指令的输出 时长具体可以根据执行机构设备阀位控制指令与对应的执行机构设备阀位反馈值之差大 于预设正数阈值的保持时长来决定。例如,若执行机构设备阀位控制指令与对应的执行机 构设备阀位反馈值之差大于预设正数阈值的保持时长大于预设时间常数,则闭锁增指令的 输出时长为预设时间常数,否则,闭锁增指令的输出时长即为执行机构设备阀位控制指令 与对应的执行机构设备阀位反馈值之差大于预设正数阈值的保持时长相等。S133 :在执行 机构设备阀位控制指令与对应的执行机构设备阀位反馈值之差小于或等于预设负数阈值 时,输出闭锁减指令为1且输出时长不大于预设时间常数。
[0058] 例如,在上述实施例中,设备B的执行机构设备阀位控制指令与设备B的执行机构 设备阀位反馈值之差小于或等于预设负数阈值,则输出闭锁增指令为1。闭锁减指令的输出 时长取值方法与闭锁增指令的输出时长取值方法类似,在此不做赘述。
[0059] 预设正数阈值可以取5~10%,即在执行机构设备阀位控制指令开大的过程中, 当执行机构设备阀位反馈值跟踪不上执行机构设备阀位控制指令的变化且差值超过5~ 10 %时,输出闭锁增指令。
[0060] 预设负数阈值可以取-5~-10%,即在执行机构设备阀位控制指令关小的过 程中,当执行机构设备阀位反馈值跟踪不上执行机构设备阀位控制指令的变化且差值超 过-5~-10 %时,输出闭锁减指令。
[0061] 预设时间常数可以取5秒,即闭锁增指令或闭锁减指令的输出时长小于或等于5 秒,暂停5秒阀位控制指令的增大方向或减少方向的变化。通过设置预设时间常数,可以防 止由于执行机构设备阀位的信号长期故障而影响到自动控制系统的正常工作。
[0062] 在其中一实施例中,步骤S150根据闭锁增指令和闭锁减指令对控制偏差进行PID 运算,PID算法采用增量式计算方法,具体为:当闭锁增指令和闭锁减指令均为0时,运算输 出按正常的PID算法进行运算得到。当闭锁增指令或闭锁减指令为1时,保存在出现闭锁 增指令信号或闭锁减指令信号上升沿时刻的上一运算周期运算的PID运算输出结果,作为 闭锁增高限值或闭锁减低限值;按正常的PID算法进行运算,若运算结果高于闭锁增高限 值或低于闭锁减低限值,则最终的运算输出为闭锁增高限值或闭锁减低限值,否则运算输 出为正常的PID算法运算结果。
[0063] 具体地,本实施例中,步骤S150具体为:
[0064] 当闭锁增指令和闭锁减指令均为0时,
[0082] 其中,k代表本次运算周期,T为采样控制的运算周期时间,Kp为PID运算的比例 增益参数,e(kT)为本次运算周期输入的控制偏差,e(kT-T)为上一次运算周期输入的控制 偏差,!\为PID运算的积分时间参数,T ,为PID运算的微分时间参数,e (kT-2T)为上第二次 运算周期输入的控制偏差,Au(kT)为本次运算周期PID运算得到的增量值,u(kT)为本次 运算周期PID运算得到的运算结果,u (kT-T)为上一次运算周期PID运算得到的运算结果, CO为运算输出,HLbi为闭锁增高限值,HL为PID运算输出的高限值,BI (kT)为本次运算周 期的闭锁增指令值,BI (kT-T)为上一次运算周期的闭锁增指令,LLbd为闭锁减低限值,LL为 PID运算输出的低限值,BD(kT)为本次运算周期的闭锁减指令,BD(kT-T)为上一次运算周 期的闭锁减指令。
[0083] 在其中一实施例中,步骤S170中根据运算输出和前馈指令生成输出指令,具体 为:
[0084] OUT = C0+FF ;
[0085] 其中,OUT为输出指令,CO为运算输出,FF为前馈指令。
[0086] 上述电站锅炉风烟系统的控制方法,根据获取的自动控制系统的设定值、过程变 量值来得到控制偏差,根据预设正数阈值、预设负数阈值、获取的执行机构设备阀位控制指 令、执行机构设备阀位反馈值和执行机构设备手动/自动状态量获取闭锁增指令和闭锁减 指令,根据闭锁增指令和闭锁减指令,对控制偏差进行具有闭锁增和闭锁减功能的PID运 算处理后得到运算输出,再根据运算输出和前馈指令生成输出指令,对自动控制系统的执 行机构设备阀位进行控制。当出现执行机构设备阀位反馈值跟踪不上执行机构设备阀位控 制指令的变化时,闭锁增指令和闭锁减指令分别暂停阀位控制指令的增大方向或减少方向 的变化。因此,根据PID运算中结合闭锁增指令和闭锁减指令得到的运算输出和前馈指令 生成输出指令,可以实现将过程变量值控制到设定值附近,能够很好地抑制由于执行机构 故障而引发的自动控制系统振荡,从而提高稳定性,同时保证火电机组的安全运行。
[0087] 参考图4,为采用逻辑运算生成闭锁增指令、闭锁减指令的实施例方案图,通过2 套设备控制同一个参数,其中,2套设备分别为1号设备和2号设备。
[0088] 1号设备的闭锁增指令BI和闭锁减指令BD的产生原理如下:1号设备的执行机构 阀位控制指令SET1_C减去1号设备的执行机构阀位反馈值SET1_P,得到1号设备的控制偏 差SET_Ce,即SET_Ce= SET_C-SET_P。由正数阈值比较运算块Η1Λ预设正数阈值为5)、负 数阈值比较运算块/L
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