一种基于外挂式炉排炉燃烧自动优化装置的制作方法

本发明涉及垃圾焚烧技术领域，具体涉及一种基于外挂式炉排炉燃烧自动优化装置。

背景技术：

炉排炉燃烧过程，是一个典型的层燃大滞后过程，垃圾从给料进入炉内，经过干燥、燃烧、燃尽，最后排渣出炉，一个燃烧周期在40-100min左右。国内炉排垃圾焚烧炉都配有dcs或plc控制系统，由于受自身控制系统算法资源的限制，对于呈现典型的大滞后、大惯性、大时变的垃圾焚烧过程控制来说，采用传统的控制方法，很难取得较好的控制效果，往往会出现被控参数偏离正常值后，即使人工干预，也会出现过调现象，导致参数大起大落。据国内数百家炉排炉运营厂家数据统计，焚烧过程自动投入率均不到70％，离达到智慧电厂所需要的性能指标还有一定的差距，在实际运行过程中，不定期需要运行人员的手动干预调整，特别是核心的控制回路：给料炉排控制回路，只能由运行人员手动控制，无法实现自动闭环运行，明显加重了运行人员的劳动强度和制约了环保经济指标参数的长周期的稳定性。从而无法满足人们的要求。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提供了一种基于外挂式炉排炉燃烧自动优化装置，该装置运行参数稳定，自动化投入率显著提高，能够从低于70％的自动化投入率提升到95％，大大降低了运行人员劳动强度，提高了劳动效率。

本发明采用如下技术方案：

一种基于外挂式炉排炉燃烧自动优化装置，包括mpc控制平台和原控制系统，所述mpc控制平台与原控制系统之间通过opc通讯协议进行信息互通；其中，所述mpc控制平台连接opc通讯协议的opcclient端，所述原控制系统连接opc通讯协议的opcserver端；

所述mpc控制平台内设有控制系统，所述控制系统包括算法编程器软件包以及与算法编程器软件包连接的算法运行软件包，所述算法编程器软件包用于用户进行项目程序编辑并发送请求指令至算法运行软件包，所述算法运行软件包用于接收算法编程器软件包发送的请求指令，作出响应，并通过opc通讯协议与原控制系统进行信息互通；

所述mpc控制平台与原控制系统之间还设有通讯质量甄别系统，所述通讯质量甄别系统用于对mpc控制平台通信质量进行甄别，当mpc控制平台通信质量异常时，原控制系统自动切断与mpc控制平台的信息互通连接，不再接收mpc控制平台的控制信号。

作为本发明的一种优选技术方案，所述通讯质量甄别系统包括一阶惯性模块、减法器、绝对值模块、报警器模块和零延时模块，所述mpc控制平台分别与一阶惯性模块的输入端以及减法器的第一输入端信号连接，所述一阶惯性模块的输出端与减法器的第二输入端信号连接，所述减法器的输出端与绝对值模块的输入端信号连接，所述绝对值模块的输出端与报警器模块的输入端信号连接，所述报警器模块的输出端与零延时模块的输入端信号连接，所述零延时模块的输出端与原控制系统信号连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述报警器模块的输出端为开关量类型数据。

作为本发明的一种优选技术方案，所述通讯质量甄别系统的控制过程包括如下步骤：

步骤1、mpc控制平台每隔1秒便向一阶惯性模块和减法器同时输入一个模拟量信号；

步骤2、进入一阶惯性模块内的模拟量信号在进行惯性处理后也进入减法器内与减法器内原来的模拟量信号进行对比处理；

步骤3、减法器的输出端将处理结果输送至绝对值模块进行结果的绝对值处理；

步骤4、绝对值模块的输出端将其处理的结果输送至报警器模块进行对比分析；

步骤5a、当绝对值模块输送的数据与报警器模块内部设定的数值对应时，则报警器模块将正常信号值输送至零延时模块，零延时模块同时将正常信号值输送至原控制系统，原控制系统正常接收mpc控制平台控制信号；

步骤5b、当绝对值模块输送的数据与报警器模块内部设定的数值不对应时，报警器模块将异常信号输送至零延时模块，此时，当零延时模块在设定的周期内持续收到报警器模块发送的异常信号时，则零延时模块的输出端将异常信号输送至原控制系统，原控制系统自动切断与mpc控制平台的信息互通连接，不再接收mpc控制平台的控制信号。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤5b中零延时模块设定的周期为1-3秒。

作为本发明的一种优选技术方案，所述原控制系统为dcs系统或plc系统。

所述本发明的有益效果是：

1、本发明结构简单，设计合理，通过在现有的原控制系统(即dcs系统或plc系统)的基础上增设mpc控制平台，在使用时通过mpc控制平台的模拟预测控制技术对垃圾焚烧进行优先模拟预测计算出最优的控制指令，然后再通过opc通讯协议将经过优化的控制指令输送至原控制系统进行垃圾焚烧的自动控制，从而增大其自动化投入率；同时本发明增设的mpc控制平台与原控制系统之间通过opc通讯协议进行信息互通，在使用时至需要通过一根适配的导线即可完成两个系统之间的连接，使得其使用十分的方便，即本发明的mpc控制平台在使用时可以在现有的原控制系统的基础上直接连接使用，十分方便；

2、本发明通过在mpc控制平台与原控制系统之间设置用于对mpc控制平台通信质量进行甄别的通讯质量甄别系统，在使用时能够有效的避免当mpc控制平台出现信息异常时导致其发送的控制信号出现偏差而影响原控制系统对燃烧控制准确性的情况，大大提高其使用效果。

附图说明

图1为本发明一种基于外挂式炉排炉燃烧自动优化装置的连接结构示意图；

具体实施方式

现在结合附图对本发明进行进一步详细说明。

如图1所示，一种基于外挂式炉排炉燃烧自动优化装置，包括mpc控制平台和原控制系统，具体的，所述原控制系统为现有技术中常规使用的用于炉排炉燃烧自动控制的dcs系统或plc系统；所述mpc控制平台与原控制系统之间通过opc通讯协议进行信息互通；其中，所述mpc控制平台连接opc通讯协议的opcclient端，所述原控制系统连接opc通讯协议的opcserver端；

所述mpc控制平台内设有控制系统，所述控制系统包括算法编程器软件包以及与算法编程器软件包连接的算法运行软件包，其中，所述算法编程器软件包用于用户进行项目程序编辑并发送请求指令至算法运行软件包，所述算法运行软件包用于接收算法编程器软件包发送的请求指令，作出响应，并通过opc通讯协议与原控制系统进行信息互通；

所述mpc控制平台与原控制系统之间还设有通讯质量甄别系统，所述通讯质量甄别系统用于对mpc控制平台通信质量进行甄别，当mpc控制平台通信质量异常时，原控制系统自动切断与mpc控制平台的信息互通连接，不再接收mpc控制平台的控制信号；

进一步具体的，所述通讯质量甄别系统包括一阶惯性模块、减法器、绝对值模块、报警器模块和零延时模块，所述mpc控制平台分别与一阶惯性模块的输入端以及减法器的第一输入端信号连接，所述一阶惯性模块的输出端与减法器的第二输入端信号连接，所述减法器的输出端与绝对值模块的输入端信号连接，所述绝对值模块的输出端与报警器模块的输入端信号连接，所述报警器模块的输出端与零延时模块的输入端信号连接，所述零延时模块的输出端与原控制系统信号连接。

进一步的，所述报警器模块的输出端为开关量类型数据；

进一步的，所述通讯质量甄别系统的控制过程包括如下步骤：

步骤1、mpc控制平台每隔1秒便向一阶惯性模块和减法器同时输入一个模拟量信号；

步骤2、进入一阶惯性模块内的模拟量信号在进行惯性处理后也进入减法器内与减法器内原来的模拟量信号进行对比处理；

步骤3、减法器的输出端将处理结果输送至绝对值模块进行结果的绝对值处理；

步骤4、绝对值模块的输出端将其处理的结果输送至报警器模块进行对比分析；

步骤5a、当绝对值模块输送的数据与报警器模块内部设定的数值对应时，则报警器模块将正常信号值输送至零延时模块，零延时模块同时将正常信号值输送至原控制系统，原控制系统正常接收mpc控制平台控制信号；

步骤5b、当绝对值模块输送的数据与报警器模块内部设定的数值不对应时，报警器模块将异常信号输送至零延时模块，此时，当零延时模块在设定的周期内持续收到报警器模块发送的异常信号时，则零延时模块的输出端将异常信号输送至原控制系统，原控制系统自动切断与mpc控制平台的信息互通连接，不再接收mpc控制平台的控制信号；

其中，所述步骤5b中零延时模块设定的周期为1-3秒，本领域的技术人员可以在使用过程中根据实际需要进行对应的设置。

最后应说明的是：这些实施方式仅用于说明本发明而不限制本发明的范围。此外，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。