一種集中供熱鍋爐節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】一種集中供熱鍋爐節(jié)能控制系統(tǒng)發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐智能控制系統(tǒng)，具體地說(shuō)是涉及一種集中供熱鍋爐節(jié)能控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鍋爐的燃燒系統(tǒng)是一個(gè)多參數(shù)對(duì)象，多擾動(dòng)，各參數(shù)交叉影響的系統(tǒng)。鏈條式鍋爐存在較大的不確定性、復(fù)雜性、不穩(wěn)定性，以及較大的容量滯后和較長(zhǎng)的滯后時(shí)間。因此，采用常規(guī)的PID調(diào)節(jié)很難達(dá)到控制要求，甚至無(wú)法投入自動(dòng)運(yùn)行。分析現(xiàn)有許多鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)和鏈條式熱水鍋爐的運(yùn)行情況，確實(shí)存在以下控制難點(diǎn):
(I)鏈條式熱水鍋爐從進(jìn)煤量的變化到其燃燒產(chǎn)生熱量，并使鍋爐出口水溫度發(fā)生變化需要較長(zhǎng)的時(shí)間，即鍋爐出口水溫度純滯后時(shí)間長(zhǎng)、容量滯后大，用簡(jiǎn)單的PID控制算法很難獲得理想的效果。
[0003](2)煤質(zhì)的變化，造成風(fēng)-煤比的改變，采用一般的定值控制系統(tǒng)無(wú)法使系統(tǒng)始終運(yùn)行在最佳或次最佳的燃燒狀態(tài)。
[0004](3)燃燒過(guò)程機(jī)理復(fù)雜，影響燃燒工況的因素較多，對(duì)象變化較大，很難準(zhǔn)確地建立單一的控制模型；
如何克服以上難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)集中供熱鍋爐的智能化控制的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒效率的提高，達(dá)到節(jié)能減排節(jié)約能源的目的，并有效地保證鍋爐安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是值得研究的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種集中供熱鍋爐節(jié)能控制系統(tǒng)。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:
一種集中供熱鍋爐節(jié)能控制系統(tǒng)，包括位于控制中心的基于PLC的上位機(jī)控制系統(tǒng)、位于鍋爐現(xiàn)場(chǎng)的基于PLC的下位機(jī)控制系統(tǒng)，還包括完成基于PLC的上位機(jī)控制系統(tǒng)與基于PLC的下位機(jī)控制系統(tǒng)通信的交換機(jī)系統(tǒng)，所述交換機(jī)系統(tǒng)包括位于鍋爐現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)交換機(jī)一和位于控制中心的交換機(jī)二，所述的多個(gè)交換機(jī)一分別對(duì)應(yīng)于每個(gè)鍋爐現(xiàn)場(chǎng)的PLC控制器，其特征在于:所述位于鍋爐現(xiàn)場(chǎng)的基于PLC的下位機(jī)控制系統(tǒng)包括單獨(dú)控制監(jiān)控每臺(tái)鍋爐狀況參數(shù)的PLC控制器一以及控制各臺(tái)鍋爐公共部分參數(shù)的PLC控制器二，所述位于控制中心基于PLC的上位機(jī)控制系統(tǒng)包括PC工程師站、多個(gè)打印機(jī)以及多個(gè)PC客戶端，所述的PLC控制器一和PLC控制器二分別通過(guò)普通以太網(wǎng)和與之對(duì)應(yīng)的交換機(jī)一通信，各交換機(jī)一之間通過(guò)相互連接的光纖電纜通訊的同時(shí)，還通過(guò)光纖電纜和位于控制中心的交換機(jī)二通信，所述的PC工程師站、多個(gè)打印機(jī)以及多個(gè)PC客戶端通過(guò)普通以太網(wǎng)與交換機(jī)二通信，所述位于鍋爐現(xiàn)場(chǎng)的基于PLC的下位機(jī)控制系統(tǒng)中還設(shè)有鍋爐燃燒系統(tǒng)自尋化控制算法以及組織運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)集中供熱鍋爐的鍋爐燃燒系統(tǒng)控制、鍋爐爐膛壓力調(diào)節(jié)控制，起到集中供熱鍋爐的自動(dòng)節(jié)能高效控制。
[0007]所述PLC控制器一控制監(jiān)控每臺(tái)鍋爐狀況參數(shù)包括控制參數(shù)和監(jiān)控參數(shù)，控制參數(shù)包括鍋爐進(jìn)出水溫度、爐膛壓力、進(jìn)出水壓力、鼓風(fēng)量、引風(fēng)量、爐排轉(zhuǎn)速以及分層給煤量參數(shù)；監(jiān)控參數(shù)包括對(duì)束管入口煙壓、對(duì)束管入口煙溫度、爐膛出口煙壓、爐膛出口煙溫度、鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、爐排運(yùn)行狀態(tài)以及分層給煤運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)；所述PLC控制器二控制各臺(tái)鍋爐公共部分參數(shù)包括循環(huán)栗與補(bǔ)水栗的運(yùn)行，室外溫度、一次網(wǎng)總供水溫度、一次網(wǎng)總回水溫度、出口母管壓力、一次網(wǎng)總供水壓力與一次網(wǎng)總回水壓力的信號(hào)參數(shù)。
[0008]所述的PC工程師站為基于PLC的PC機(jī)，設(shè)有人界面，內(nèi)置有工控軟件和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)，用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示和管理，可實(shí)時(shí)監(jiān)控全廠的工藝變化、設(shè)備運(yùn)行、故障發(fā)情況，并通過(guò)人機(jī)界面進(jìn)行多種操作實(shí)現(xiàn)調(diào)控，同時(shí)負(fù)責(zé)日常生產(chǎn)報(bào)表打印、事故打印。
[0009]所述的人機(jī)界面包括監(jiān)控界面、調(diào)節(jié)回路顯示界面、報(bào)警顯示界面、歷史數(shù)據(jù)檢索以及檢索結(jié)果分析顯示界面、可編輯參數(shù)顯示界面、報(bào)表顯示和打印界面、系統(tǒng)安全管理界面。
[0010]所述多個(gè)PC客戶端分別用于客戶監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。
[0011]所述的交換機(jī)系統(tǒng)采用的是SLM224G2交換機(jī)。
[0012]所述的自尋化控制算法的工作流程如下:
(O判斷鍋爐的穩(wěn)態(tài)情況:當(dāng)鍋爐爐膛溫度的實(shí)測(cè)值Tt與燃燒理論值Ts之差在穩(wěn)態(tài)偏差ε T帶內(nèi)，且無(wú)大的負(fù)荷擾動(dòng)量，即|Tt-Ts| < εΤ，AD < ε D，則鍋爐穩(wěn)態(tài)，其中:A D為負(fù)荷的擾動(dòng)量，ε T和ε D的取值與爐型及運(yùn)行方式有關(guān)，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整；
(2)定時(shí)器^開(kāi)始定時(shí)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)都滿足穩(wěn)態(tài)條件，則尋優(yōu)開(kāi)始，否則ti清零，重新定時(shí)；
(3)判斷最佳風(fēng)-煤比:如果尋優(yōu)指標(biāo)T找到最大值，則表示具有最佳風(fēng)-煤比，當(dāng)尋優(yōu)指標(biāo)T2、T1滿足|Τ2-Τ1| < ε，ε為無(wú)窮小值，則表示已搜索到最佳工作點(diǎn)K。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明采用模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊都可以單獨(dú)的優(yōu)化，便于整個(gè)系統(tǒng)的升級(jí)、控制管理和日后的維護(hù)，并且具備完全的開(kāi)發(fā)性，保證了系統(tǒng)有良好的可擴(kuò)充性，保護(hù)了用戶投資，整個(gè)系統(tǒng)安裝維護(hù)方便，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、人機(jī)界面友好。經(jīng)過(guò)運(yùn)行實(shí)踐表明，本文設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鍋爐燃燒過(guò)程的自動(dòng)控制，滿足生產(chǎn)工藝要求，有效地降低了能耗，提高了生產(chǎn)管理水平。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的自尋化控制算法流程圖；
圖3為本發(fā)明的鍋爐燃燒系統(tǒng)控制圖；
圖4為本發(fā)明的鍋爐爐膛壓力調(diào)節(jié)控制圖；
其中:1、位于控制中心的基于PLC的上位機(jī)控制系統(tǒng)；2、位于鍋爐現(xiàn)場(chǎng)的基于PLC的下位機(jī)控制系統(tǒng)；3、交換機(jī)一 ；4、交換機(jī)二 ；5、PLC控制器一 ；6、PLC控制器二 ；7、PC工程師站;8、PC客戶端；9、打印機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0016]一種集中供熱鍋爐節(jié)能控制系統(tǒng)，包括位于控制中心的基于PLC的上位機(jī)控制系統(tǒng)1、位于鍋爐現(xiàn)場(chǎng)的基于PLC的下位機(jī)控制系統(tǒng)2，還包括完成基于PLC的上位機(jī)控制系統(tǒng)與基于PLC的下位機(jī)控制系統(tǒng)通信的交換機(jī)系統(tǒng)，所述交換機(jī)系統(tǒng)包括位于位于鍋爐現(xiàn)場(chǎng)多個(gè)交換機(jī)一 3和位于控制中心的交換機(jī)二 4，所述的多個(gè)交換機(jī)一 3分別對(duì)應(yīng)于每個(gè)鍋爐現(xiàn)場(chǎng)的PLC控制器，其特征在于:所述位于鍋爐現(xiàn)場(chǎng)的基于PLC的下位機(jī)控制系統(tǒng)2包括單獨(dú)控制監(jiān)控每臺(tái)鍋爐狀況參數(shù)的PLC控制器一 5以及控制各臺(tái)鍋爐公共部分參數(shù)的PLC控制器二 6，所述位于控制中心基于PLC的上位機(jī)控制系統(tǒng)I包括PC工程師站7、多個(gè)打印機(jī)9以及多個(gè)PC客戶端8，所述的PLC控制器一 5和PLC控制器二 6分別通過(guò)普通以太網(wǎng)和與之對(duì)應(yīng)的交換機(jī)一 3通信，各交換機(jī)一 3之間通過(guò)相互連接的光纖電纜通訊的同時(shí)，還通過(guò)光纖電纜和位于控制中心的交換機(jī)二 4通信，所述的PC工程師站7、多個(gè)打印