專利名稱：鍋爐汽包液位調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鍋爐調(diào)節(jié)裝置，尤其涉及一種鍋爐汽包液位調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的汽包是鍋爐的重要組成設(shè)備之一，它與下降管、上升管連接組成自然循環(huán)回路，同時(shí)，汽包又接受省煤器來(lái)的給水，還向過(guò)熱器輸送飽和 蒸汽，所以汽包是鍋爐內(nèi)加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱這三個(gè)過(guò)程的連接樞紐。汽包液位過(guò)高，空間變小，不利于蒸汽的產(chǎn)生，汽包液位過(guò)低，蒸汽發(fā)生量小。非正常的液位都會(huì)降低鍋爐的生產(chǎn)效率，損害鍋爐的使用壽命，甚至造成重大的安生生產(chǎn)責(zé)任事故。所以汽包液位決定了鍋爐生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，必須受到重視。汽包液位調(diào)節(jié)是通過(guò)給水流量調(diào)節(jié)保證鍋爐蒸發(fā)量的要求，維持汽包液位在一定的合適范圍內(nèi)，以保證生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。常規(guī)調(diào)節(jié)裝置(如專利公開(kāi)號(hào)201903047U，名稱一種鍋爐汽包液位調(diào)節(jié)裝置)主要包括中央控制器、變頻給水泵、給水調(diào)節(jié)閥門、差壓液位計(jì)等設(shè)備，雖然具有一定的液位調(diào)節(jié)控制精度，但是這都是在沒(méi)有認(rèn)真仔細(xì)研究汽包液位調(diào)節(jié)對(duì)象特征的情況下，對(duì)現(xiàn)有控制設(shè)備檔次的提高，如采用變頻器控制水泵等，增加了較多的設(shè)備投資，而且目前國(guó)內(nèi)的常規(guī)配置也都達(dá)到了這樣的水平，所以要想真正調(diào)節(jié)好汽包液位，就需要在改進(jìn)現(xiàn)有調(diào)節(jié)裝置硬件的情況下，也要不斷研究汽包液位調(diào)節(jié)的新方法。目前國(guó)內(nèi)常用的調(diào)節(jié)方法主要是單沖量汽包液位調(diào)節(jié)和三沖量汽包液位調(diào)節(jié)。單沖量汽包液位調(diào)節(jié)主要是考慮汽包液位的變化作為單回路PID控制的反饋對(duì)象，不能夠克服虛假液位的產(chǎn)生，調(diào)節(jié)效果較差。三沖量汽包液位調(diào)節(jié)以汽包液位為反饋對(duì)象，以蒸汽流量和鍋爐給水流量為前饋，在一定程度上能克服虛假液位，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試難度大。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述中存在的問(wèn)題與缺陷，本實(shí)用新型提供了一種鍋爐汽包液位調(diào)節(jié)裝置。所述技術(shù)方案如下鍋爐汽包液位調(diào)節(jié)裝置,包括采集數(shù)字量與模擬量信號(hào)并經(jīng)運(yùn)算處理后輸出數(shù)字量和模擬量控制信號(hào)的PLC控制系統(tǒng)、采集蒸汽流量和鍋爐給水流量的流量計(jì)、采集鍋爐汽包液位的液位計(jì)、調(diào)節(jié)鍋爐給水流量的多模型控制器及工控機(jī)；所述PLC控制系統(tǒng)分別連接所述多模型控制器、流量計(jì)和液位計(jì)。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案的有益效果是鍋爐汽包液位調(diào)節(jié)裝置克服了傳統(tǒng)控制對(duì)汽包液位造成的波動(dòng)大，難調(diào)節(jié)等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽包液位調(diào)節(jié)的快速準(zhǔn)確，把復(fù)雜的模型簡(jiǎn)單化，便于工程應(yīng)用。

圖I是鍋爐汽包液位調(diào)節(jié)裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0010]圖2是多模型控制器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型 的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述如圖I所示，展示了鍋爐汽包液位調(diào)節(jié)裝置的整體結(jié)構(gòu)，所述裝置包括采集數(shù)字量與模擬量信號(hào)并經(jīng)運(yùn)算處理后輸出數(shù)字量和模擬量控制信號(hào)的PLC控制系統(tǒng)、采集蒸汽流量和鍋爐給水流量的流量計(jì)、采集鍋爐汽包液位的液位計(jì)、調(diào)節(jié)鍋爐給水流量的多模型控制器及工控機(jī)；所述PLC控制系統(tǒng)分別連接所述多模型控制器、流量計(jì)和液位計(jì)。上述工控機(jī)，提供人機(jī)操作界面，操作人員可在工控機(jī)上進(jìn)行正常生產(chǎn)操作。所述述裝置還包括調(diào)節(jié)閥、給水泵和UPS電源，所述調(diào)節(jié)閥和給水泵分別與所述PLC控制系統(tǒng)連接。所述調(diào)節(jié)閥，用于將多模型控制器運(yùn)算結(jié)果輸出控制鍋爐給水流量；所述UPS電源，為裝置提供不間斷優(yōu)質(zhì)電源。如圖2所示，展示了多模型控制器的結(jié)構(gòu)，針對(duì)不同的控制對(duì)象即針對(duì)不同液位，以及對(duì)應(yīng)的包內(nèi)的蒸汽壓力，建立不同液位點(diǎn)的線性模型，稱為元素模型。采用多模型自適應(yīng)控制，對(duì)被控對(duì)象建立多個(gè)模型覆蓋其模型的不確定性，進(jìn)而基于指標(biāo)切換函數(shù)設(shè)計(jì)控制器。當(dāng)被控對(duì)象的模型發(fā)生突變時(shí)，迅速將控制器切換到基于最接近當(dāng)前被控對(duì)象的模型而設(shè)計(jì)的控制器上，極大地改善瞬態(tài)響應(yīng)，提高控制品質(zhì)。針對(duì)每一個(gè)元素模型，設(shè)計(jì)常規(guī)的PID控制器，其中控制器參數(shù)采用Ziegler-Nichols公式進(jìn)行整定,保證控制輸出的超調(diào)不超過(guò)15%。模型集合模型的個(gè)數(shù)，根據(jù)輸出超調(diào)的范圍建立，超調(diào)過(guò)大會(huì)導(dǎo)致元素模型失效，導(dǎo)致局部控制失敗。切換機(jī)制可根據(jù)穩(wěn)定時(shí)間選擇，但對(duì)每一個(gè)階梯設(shè)定的跟蹤達(dá)到誤差5%范圍內(nèi)之后，再切換到下一個(gè)模型處，進(jìn)行下一步的跟蹤。模型和控制器的設(shè)計(jì)要綜合考慮臨近模型的動(dòng)態(tài)特性和每一個(gè)元素模型所具有邊界條件，如溫度，蒸汽壓力等等，使得模型的過(guò)渡平滑，均勻。切換機(jī)制的選擇可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整，學(xué)則加權(quán)和的形式，或指標(biāo)函數(shù)選擇的形式都可以。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.鍋爐汽包液位調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述裝置包括采集數(shù)字量與模擬量信號(hào)并經(jīng)運(yùn)算處理后輸出數(shù)字量和模擬量控制信號(hào)的PLC控制系統(tǒng)、采集蒸汽流量和鍋爐給水流量的流量計(jì)、采集鍋爐汽包液位的液位計(jì)、調(diào)節(jié)鍋爐給水流量的多模型控制器及工控機(jī)；所述PLC控制系統(tǒng)分別連接所述多模型控制器、流量計(jì)和液位計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鍋爐汽包液位調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述裝置還包括調(diào)節(jié)閥、給水泵和UPS電源，所述調(diào)節(jié)閥和給水泵分別與所述PLC控制系統(tǒng)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種鍋爐汽包液位調(diào)節(jié)裝置，所述裝置包括采集數(shù)字量與模擬量信號(hào)并經(jīng)運(yùn)算處理后輸出數(shù)字量和模擬量控制信號(hào)的PLC控制系統(tǒng)、采集蒸汽流量和鍋爐給水流量的流量計(jì)、采集鍋爐汽包液位的液位計(jì)、調(diào)節(jié)鍋爐給水流量的多模型控制器及工控機(jī)；所述PLC控制系統(tǒng)分別連接所述多模型控制器、流量計(jì)和液位計(jì)。本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)控制對(duì)汽包液位造成的波動(dòng)大，難調(diào)節(jié)等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽包液位調(diào)節(jié)的快速準(zhǔn)確，把復(fù)雜的模型簡(jiǎn)單化，便于工程應(yīng)用。
文檔編號(hào)F22D5/26GK202719597SQ20122037891
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者尤春雨, 李曉理, 尤寶旺, 劉德馨, 李江昀, 丁大偉 申請(qǐng)人:北京佰能電氣技術(shù)有限公司, 北京科技大學(xué)