火電廠DCS控制系統(tǒng)優(yōu)化研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著科技的快速發(fā)展和環(huán)境保護(hù)意識(shí)、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想的增強(qiáng)，未來發(fā)展要求我們?cè)谟邢薜哪茉粗邪l(fā)揮最大的能量。大型燃煤火電廠是我國(guó)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(jiǎn)單的一自由度控制器，在要求系統(tǒng)同時(shí)具有快速設(shè)定值響應(yīng)能力和對(duì)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?yàn)榭刂品秶鷱V泛集中監(jiān)控管理等優(yōu)點(diǎn)被我國(guó)大多數(shù)火電廠所應(yīng)用，本文結(jié)合DCS系統(tǒng)對(duì)PID控制器進(jìn)行組態(tài)改進(jìn)使輸出更優(yōu)控制過程。首先對(duì)火電廠鍋爐發(fā)電過程及現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組工作流程做簡(jiǎn)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(fù)壓恒定控制。其次考慮各部分控制系統(tǒng)間的相互影響，對(duì)實(shí)際控制對(duì)象建模并設(shè)計(jì)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(fèi)。(2)蒸汽壓力控制采用內(nèi)外串級(jí)控制系統(tǒng)，在易受到燃料量突變時(shí)可使蒸汽壓力快速穩(wěn)定恢復(fù)恒定值。(3)爐膛負(fù)壓恒定系統(tǒng)通過鍋爐內(nèi)引風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)的共同協(xié)調(diào)控制，系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)為主控制回路送風(fēng)機(jī)作為誤差干擾信號(hào)，設(shè)計(jì)二自由度 PID控制器削減干擾信號(hào)影響從而提高控制精度。通過使用Simulink仿真對(duì)以上三種不同控制系統(tǒng)中2-DOF-PID控制器參數(shù)整定，對(duì)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(shí)滿足輸出設(shè)定值特性和抗干擾特性兩個(gè)方面。最后對(duì)實(shí)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(shì)表明二自由度PID控制器對(duì)目前工業(yè)控制過程有改進(jìn)。
　　本文重點(diǎn)難點(diǎn)在不同控制系統(tǒng)結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(qiáng)的抗干擾性。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用性強(qiáng)，成本低控制精度高，增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性能，在DCS工業(yè)控制領(lǐng)域具