火電廠DCS控制系統(tǒng)優(yōu)化研究與應用.pdf

1、隨著科技的快速發(fā)展和環(huán)境保護意識、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想的增強，未來發(fā)展要求我們在有限的能源中發(fā)揮最大的能量。大型燃煤火電廠是我國的重要的能源行業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，能源消耗方面具有重要地位。工業(yè)常規(guī)控制方案采用PID線性控制算法的反饋控制回路，但PID控制是簡單的一自由度控制器，在要求系統(tǒng)同時具有快速設定值響應能力和對干擾的抑制能力兩方面的情況下控制并不理想。
　　DCS(Distributed Control System)集散式分布控制

2、系統(tǒng)，目前因為控制范圍廣泛集中監(jiān)控管理等優(yōu)點被我國大多數(shù)火電廠所應用，本文結(jié)合DCS系統(tǒng)對PID控制器進行組態(tài)改進使輸出更優(yōu)控制過程。首先對火電廠鍋爐發(fā)電過程及現(xiàn)場機組工作流程做簡單解說，明確了控制過程的目的及要求。將鍋爐控制系統(tǒng)主要工藝流程分為四大部分做以說明：汽包水位控制，最佳燃空比控制，鍋爐蒸汽壓力恒定控制，爐膛負壓恒定控制。其次考慮各部分控制系統(tǒng)間的相互影響，對實際控制對象建模并設計選擇不同的控制回路：(1)控制燃料量和空氣量的

3、配比來提高燃燒效率，使控制過程中不出現(xiàn)缺氧或過氧燃燒造成能源浪費。(2)蒸汽壓力控制采用內(nèi)外串級控制系統(tǒng)，在易受到燃料量突變時可使蒸汽壓力快速穩(wěn)定恢復恒定值。(3)爐膛負壓恒定系統(tǒng)通過鍋爐內(nèi)引風機和送風機的共同協(xié)調(diào)控制，系統(tǒng)引風機為主控制回路送風機作為誤差干擾信號，設計二自由度 PID控制器削減干擾信號影響從而提高控制精度。通過使用Simulink仿真對以上三種不同控制系統(tǒng)中2-DOF-PID控制器參數(shù)整定，對比傳統(tǒng)PID控制輸出圖可以

4、得知二自由度 PID控制器可以同時滿足輸出設定值特性和抗干擾特性兩個方面。最后對實際DCS火電控制組態(tài)二自由度控制器提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗干擾性，采集數(shù)據(jù)繪制的趨勢表明二自由度PID控制器對目前工業(yè)控制過程有改進。
　　本文重點難點在不同控制系統(tǒng)結(jié)合實踐經(jīng)驗設計二自由度 PID控制器并總結(jié)參數(shù)整定過程及方法，使系統(tǒng)在快速穩(wěn)定的控制基礎(chǔ)上更具有強的抗干擾性。結(jié)構(gòu)簡單實用性強，成本低控制精度高，增強了系統(tǒng)的魯棒性能，在DCS工業(yè)控制領(lǐng)域具