专利名称：一种大型锅炉主蒸汽压力的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动控制系统，特别涉及一种大型电站锅炉的PID自动控制系 统。
背景技术：
现有的大型电站锅炉主蒸汽压力的控制基本采用固定参数的PID自动控制系统 来完成。随着锅炉负荷的变化和其他干扰因素的影响，大型锅炉的主蒸汽压力动态特性 具有很大差异，由于固定参数的PID自动控制系统不能适应被控对象动态特性的大范围变 化，造成大型锅炉主蒸汽压力的控制性能下降，甚至达不到控制指标的要求，从而直接影响 锅炉的稳定及经济运行。
发明内容
本发明提供的一种大型锅炉主蒸汽压力的控制系统可以根据主蒸汽压力动态特 性的变化，及时调整PID参数，解决了对大型锅炉的主蒸汽压力的动态跟综和稳定控制的 技术问题。 本发明是通过以下方案解决以上问题的 —种大型锅炉主蒸汽压力的控制系统，包括PID模块、锅炉机组、A/D转换器、D/A 转换器和锅炉的主蒸汽压力传感器，所述锅炉机组发电功率指令P。接入A/D转换器的输入 端ip所述锅炉的主蒸汽压力传感器的输出端与所述的A/D转换器的输入端12相连，所述 的A/D转换器的输出端o2与减法模块的负输入端连接在一起，所述的A/D转换器的输出端 Oi与第一函数模块f。(X)的输入端连接在一起，第一函数模块f。(x)的输出端与所述的减法 模块的正输入端连接在一起，在所述的减法模块的输出端得到了主蒸汽压力PT与其设定值 P。之间的偏差E，该偏差E分别与高值监视器8的输入端和低值监视器9的输入端连接在一 起，高值监视器8的输出端分别与第一模拟量开关模块1的控制端s和第三模拟量开关模 块3的控制端s连接在一起，低值监视器9的输出端分别与第二模拟量开关模块2的控制 端s和第四模拟量开关模块4的控制端s连接在一起；主蒸汽压力pT与其设定值P。之间的 偏差E同时还经过一微分模块得到偏差E的变化速度E。，该偏差E的变化速度E。分别输入 到第十函数模块^(x)的输入端、第九函数模块&300的输入端、第八函数模块f^(x)的输 入端、第七函数模块^(x)的输入端、第六函数模块^(x)的输入端、第五函数模块fM(X) 的输入端，第六函数模块f13(x)的输出端与第一模拟量开关模块1的输入端t相连接，第 七函数模块f12(x)的输出端与第一模拟量开关模块1的输入端i2相连接，第一模拟量开关 模块1的输出端o与第二模拟量开关模块2的输入端i2相连接，第五函数模块f14(x)的输 出端与第二模拟量开关模块2的输入端iJ目连接，经模数转换后的锅炉负荷指令P。分别连 接到第二函数模块fn(x)的输入端、第三函数模块&(x)的输入端、第四函数模块&(x)的 输入端，第二函数模块fu (x)的输出端与第一乘法模块的一输入端连接在一起，第二模拟 量开关模块2的输出端与第一乘法模块5的另一输入端连接在一起，第一乘法模块5的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模块的比例带调节参数S的输入端连接在一起；第九函
数模块f23(x)的输出端与第三模拟量开关模块3的输入端^相连接，第十函数模块f22(x) 的输入端与第三模拟量开关模块3的输入端i2相连接，第三模拟量开关模块3的输出端o 与第四模拟量开关模块4的输入端i2相连接，第八函数模块f24(x)的输出端与第四模拟量 开关模块4输入端^连接在一起，第四模拟量开关模块4输出端与第二乘法模块6的一个 输入端连接在一起，第二乘法模块6的另一个输入端与第三函数模块&(x)的输出端连接 在一起，第二乘法模块6的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模块的积分时间调节参数 L的输入端连接在一起；第四模拟量开关模块4输出端同时与第十一函数模块f32(x)的输 入端连接在一起，第十一函数模块f32(x)的输出端与第三乘法模块7的输入端连接在一起， 第三乘法模块7的另一输入端与第四函数模块&(x)的输出端连接在一起，第三乘法模块7 的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模块的微分时间调节参数Td的输入端连接在一起。
第一乘法模块5的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模块的比例带调节参数S 的输入端之间连接有乘法模块，第二乘法模块6的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模 块的积分时间调节参数1\的输入端之间连接有乘法模块，第三乘法模块7的输出端与锅炉 自动控制系统中的PID模块的微分时间调节参数Td的输入端之间连接有乘法模块。这些 乘法模块分别与原固定参数PID调节模块的比例带的固定值S。、积分时间的固定值Ti。；微 分时间的固定值Td。相乘。 本发明解决了对大型锅炉的主蒸汽压力的动态跟综和稳定控制的技术问题，可提 高锅炉的热经济性指标并达到节能减排的目的。
图1是本发明电路结构示意图 图2是三维实时在线优化器电路结构示意图 图3是三维实时在线优化器中所用模块的特性及参数一览表
具体实施例方式
首先将第一到第十一的函数模块按照图3所示的列表进行函数模块特性设定。
—种大型锅炉主蒸汽压力的控制系统，包括PID模块、锅炉机组、A/D转换器、D/A 转换器和锅炉的主蒸汽压力传感器，所述锅炉机组发电功率指令P。接入A/D转换器的输入 端ii，所述锅炉的主蒸汽压力传感器的模拟输出端与所述的A/D转换器的输入端i2相连，所 述的A/D转换器的输出端o2与减法模块的负输入端连接在一起，所述的A/D转换器的输出 端c^与第一函数模块f。(x)的输入端连接在一起，第一函数模块f。(x)的输出端与所述的减 法模块的正输入端连接在一起，在所述的减法模块的输出端得到了主蒸汽压力PT与其设定 值P。之间的偏差E，该偏差E分别与高值监视器8的输入端和低值监视器9的输入端连接 在一起，高值监视器8的输出端分别与第一模拟量开关模块1的控制端s和第三模拟量开 关模块3的控制端s连接在一起，低值监视器9的输出端分别与第二模拟量开关模块2的 控制端s和第四模拟量开关模块4的控制端s连接在一起；主蒸汽压力pT与其设定值P。之 间的偏差E同时还经过一微分模块得到偏差E的变化速度E。，该偏差E的变化速度E。分别 输入到第十函数模块&(x)的输入端、第九函数模块&300的输入端、fM(x)函数模块的输入端、第七函数模块^(x)的输入端；第六函数模块f^(x)的输入端、第五函数模块fM(x) 的输入端，第六函数模块f13(x)的输出端与第一模拟量开关模块1的输入端t相连接，第 七函数模块f12(x)的输出端与第一模拟量开关模块1的输入端i2相连接，第一模拟量开关 模块1的输出端o与第二模拟量开关模块2的输入端i2相连接，第五函数模块f14(x)的输 出端与第二模拟量开关模块2的输入端^相连接，经模数转换后的锅炉机组发电功率指令 P。分别输入到第二函数模块fn(x)的输入端、第三函数模块&(x)的输入端、第四函数模块 f31(x)的输入端，第二函数模块fn(x)的输出端与第一乘法模块5的一输入端连接在一起， 第二模拟量开关模块2的输出端与第一乘法模块5的另一输入端连接在一起，第一乘法模 块5的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模块的比例带调节参数S的输入端连接在一 起；第九函数模块f23(x)的输出端与第三模拟量开关模块3的输入端^相连接，第十函数 模块f22 (x)的输入端与第三模拟量开关模块3的输入端i2相连接，第三模拟量开关模块3 的输出端o与第四模拟量开关模块4的输入端i2相连接，第八函数模块f24(x)的输出端与 第四模拟量开关模块4输入端^连接在一起，第四模拟量开关模块4输出端与第二乘法模 块6的一个输入端连接在一起，第二乘法模块6的另一个输入端与第三函数模块^(x)的 输出端连接在一起，第二乘法模块6的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模块的积分时 间调节参数Ti的输入端连接在一起；第四模拟量开关模块4输出端同时与第十一函数模块
f32(x)的输入端连接在一起，第十一函数模块f32(X)的输出端与第三乘法模块7的输入端
连接在一起，第三乘法模块7的另一输入端与第四函数模块&(x)的输出端连接在一起，第 三乘法模块7的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模块的微分时间调节参数Td的输入 端连接在一起。 第一乘法模块5的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模块的比例带调节参数S 的输入端之间连接有乘法模块，第二乘法模块6的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模 块的积分时间调节参数1\的输入端之间连接有乘法模块，第三乘法模块7的输出端与锅炉 自动控制系统中的PID模块的微分时间调节参数Td的输入端之间连接有乘法模块。这些 乘法模块分别与原固定参数PID调节模块的比例带的固定值S。、积分时间的固定值Ti。；微 分时间的固定值Td。相乘。
权利要求
一种大型锅炉主蒸汽压力的控制系统，包括PID模块、锅炉机组、A/D转换器、D/A转换器和锅炉的主蒸汽压力传感器，其特征在于所述锅炉机组的发电功率指令P0接入A/D转换器的输入端i1，所述锅炉的主蒸汽压力传感器的模拟输出端与所述的A/D转换器的输入端i2相连，所述的A/D转换器的输出端o2与减法模块的负输入端连接在一起，所述的A/D转换器的输出端o1与第一函数模块f0(x)的输入端连接在一起，第一函数模块f0(x)的输出端与所述的减法模块的正输入端连接在一起，在所述的减法模块的输出端得到了主蒸汽压力pT与主蒸汽压力设定值p0之间的偏差E，该偏差E分别与高值监视器(8)的输入端和低值监视器(9)的输入端连接在一起，高值监视器(8)的输出端分别与第一模拟量开关模块(1)的控制端s和第三模拟量开关模块(3)的控制端s连接在一起，低值监视器(9)的输出端分别与第二模拟量开关模块(2)的控制端s和第四模拟量开关模块(4)的控制端s连接在一起；主蒸汽压力pT与其设定值p0之间的偏差E同时还经过一微分模块得到偏差E的变化速度Ec，该偏差E的变化速度Ec分别输入到第十函数模块f22(x)的输入端、第九函数模块f23(x)的输入端、第八函数模块f24(x)的输入端、第七函数模块f12(x)的输入端、第六函数模块f13(x)的输入端、第五函数模块f14(x)的输入端，第六函数模块f13(x)的输出端与第一模拟量开关模块(1)的输入端i1相连接，第七函数模块f12(x)的输出端与第一模拟量开关模块(1)的输入端i2相连接，第一模拟量开关模块(1)的输出端o与第二模拟量开关模块(2)的输入端i2相连接，第五函数模块f14(x)的输出端与第二模拟量开关模块(2)的输入端i1相连接，经模数转换后的锅炉机组发电功率指令P0分别输入到第二函数模块f11(x)的输入端、第三函数模块f21(x)的输入端、第四函数模块f31(x)的输入端，第二函数模块f11(x)的输出端与第一乘法模块(5)的一输入端连接在一起，第二模拟量开关模块(2)的输出端与第一乘法模块(5)的另一输入端连接在一起，第一乘法模块(5)的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模块的比例带调节参数δ的输入端连接在一起；第九函数模块f23(x)的输出端与第三模拟量开关模块(3)的输入端i1相连接，第十函数模块f22(x)的输出端与第三模拟量开关模块(3)的输入端i2相连接，第三模拟量开关模块(3)的输出端o与第四模拟量开关模块(4)的输入端i1相连接，第八函数模块f24(x)的输出端与第四模拟量开关模块(4)输入端i2连接在一起，第四模拟量开关模块(4)输出端与第二乘法模块(6)的一个输入端连接在一起，第二乘法模块(6)的另一个输入端与第三函数模块f21(x)的输出端连接在一起，第二乘法模块(6)的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模块的积分时间调节参数Ti的输入端连接在一起；第四模拟量开关模块(4)输出端同时与第十一函数模块f32(x)的输入端连接在一起，第十一函数模块f32(x)的输出端与第三乘法模块(7)的输入端连接在一起，第三乘法模块(7)的另一输入端与第四函数模块f31(x)的输出端连接在一起，第三乘法模块(7)的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模块的微分时间调节参数Td的输入端连接在一起。
2. 根据权利要求1所述的大型锅炉主蒸汽压力的控制系统，其特征在于第一乘法模 块(5)的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模块的比例带调节参数S的输入端之间连 接有乘法模块，第二乘法模块(6)的输出端与锅炉自动控制系统中的PID模块的积分时间 调节参数Ti的输入端之间连接有乘法模块，第三乘法模块(7)的输出端与锅炉自动控制系 统中的PID模块的微分时间调节参数Td的输入端之间连接有乘法模块。
全文摘要
本发明公开了一种大型锅炉主蒸汽压力的控制系统，属电站锅炉的电路的自动控制系统，解决了大型锅炉的主蒸汽压力的动态跟综和稳定控制的技术问题。包括PID模块、锅炉机组、A/D装换器、D/A转换器和锅炉的主蒸汽压力传感器，采用集散控制系统中的函数模块、微分模块、乘法模块、高值监视模块、低植监视模块和模拟量切换模块塔建成三维实时在线优化器，介入锅炉已有的PID闭环控制系统中，构成一个独立的动态跟踪和稳定控制的闭环控制系统，解决了对大型锅炉的主蒸汽压力的动态跟综和稳定控制的技术问题，可提高锅炉的热经济性指标并达到节能减排的目的。
文档编号G05D16/20GK101718427SQ20091024962
公开日2010年6月2日 申请日期2009年12月9日 优先权日2009年12月9日
发明者倪子俊, 冯爱香, 刘艳文, 张丽香, 张屹峰, 张志刚, 张缠保, 杜艳生, 杨虹, 段秋刚, 温武, 索思远, 贾峰生, 郝丽花, 陈祖斌, 马小军, 高飞 申请人:山西省电力公司电力科学研究院