电站锅炉风烟系统的控制方法和系统的制作方法_4

文档序号:8962508阅读:来源:国知局
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。
[0122] 闭锁减指令输出单元137用于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。
[0123] 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。
[0124] 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。
[0125] 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。
[0126] 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。
[0127] 在其中一实施例中,PID运算模块150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。
[0128] 本实施例中,PID运算模块150具体可采用如下公式进行PID运算。
[0129] 当闭锁增指令和闭锁减指令均为0时,
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[0147] 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。
[0148] 在其中一实施例中,指令控制模块170中根据运算输出和前馈指令生成输出指 令,具体为:
[0149] OUT = C0+FF ;
[0150] 其中,OUT为输出指令,CO为运算输出,FF为前馈指令。
[0151] 上述电站锅炉风烟系统的控制系统,控制偏差获取模块110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,闭锁指令获取模块130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,PID运算模块150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,指 令控制模块170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。
[0152] 本发明的电站锅炉风烟系统的控制方法可以在DCS(Distributed Control System,分布式控制系统)、PLC (Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)、单 片机或计算机上编程实现。
[0153] 参考图9,为本发明应用于炉膛负压控制系统的一个具体实施例方案图,其中"风 烟系统控制器"为根据本发明电站锅炉风烟系统的控制方法进行封装后的一个宏算法块 (以下简称2号宏算法块"闭锁功能判断"为根据本发明的闭锁增指令和闭锁减指令产生 方法进行封装后的一个宏算法块(以下简称1号宏算法块)。将炉膛压力测量值FURNPRS 连接到2号宏算法块的PV输入端,为过程变量值;将炉膛压力设定值FURNPRSs连接到2号 宏算法块的SP输入端,为设定值;送风机导叶指令平均值FDF经过一个一维折线函数f (X) 后,连接到2号宏算法块的FF输入端,为前馈指令。2号宏算法块的输出指令OUT分出两 路,一路叠加上"导叶偏置设置回路"的输出BIAS后,得到A侧引风机导叶的自动控制指令 IDA_C,另一路减去"导叶设置回路"的输出BIAS后,得到B侧引风机导叶的自动控制指令 IDB_C。A侧引风机导叶的自动控制指令IDA_C*出两路,一路送到1号宏算法块的SET1_C 输入端,为执行机构设备阀位控制指令,另一路送到引风机A导叶手操站Μ/A。引风机A导 叶手操站Μ/A的输出指令IDA_C0通过AO通道输出到现场,对引风机A入口导叶开度进行 控制;引风机A导叶手操站Μ/A的自动状态输出量连接到1号宏算法块的SET1_AUT0输入 端,为执行机构设备自动状态量;引风机A入口导叶的位置反馈信号IDA_P0SITI0N连接到 1号宏算法块的SET1_P输入端,为执行机构设备阀位反馈值。B侧引风机导叶的自动控制 指令IDB_C*出两路,一路送到1号宏算法块的SET2_C输入端,为执行机构设备阀位控制 指令,另一路送到引风机B导叶手操站M/A,引风机B导叶手操站Μ/A的输出指令IDB_C0通 过AO通道输出到现场,对引风机B入口导叶开度进行控制;引风机B导叶手操站Μ/A的自 动状态输出量连接到1号宏算法块的SET2_AUT0输入端,为执行机构设备自动状态量;引风 机B入口导叶的位置反馈信号IDB_P0SITI0N连接到1号宏算法块的SET2_P输入端,为执 行机构设备阀位反馈值。1号宏算法块的BI输出信号连接到2号宏算法块的BI输入端;1 号宏算法块的BD输出信号连接到2号宏算法块的BD输入端。
[0154] 参考图10,为本发明应用于送风量控制系统的一个实施例方案图,其中,被控参数 的设定值为风量指令AIR_FL0W_SET,送风量控制系统的前馈指令由风量指令经过一维折线 函数f (X)后产生,其余连接方式与图9中的相似,在此不做赘述。其中,AIR_FL0W指总风量 测量值,为过程变量值;FDA_C为A侧送风机导叶的自动控制指令,FDB_C为B侧送风机导叶 的自动控制指令,FDA_C0为送风机A导叶手操站Μ/A的输出指令,FDB_C0为引风机B导叶 手操站Μ/A的输出指令,FDA_P0SITI0N为送风机A入口导叶的位置反馈信号,FDB_P0SITI0N 为送风机B入口导叶的位置反馈信号。采用风量指令前馈的方式,能够加快风量控制系统 的响应速度,从而能够减弱PID控制的作用,提高送风量控制系统的稳定性能。
[0155] 参考图11,为本发明应用于脱硫增压风机入口烟气压力控制系统的一个实施例方 案图。图11中只有一台增压风机对脱硫增压风机入口烟气压力进行控制,1号宏算法块的 SET2_C、SET2_AUT0、SET2_P信号连接到常数0即可。其中,脱
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