專利名稱：一種大型鍋爐主蒸汽壓力的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，特別涉及一種大型電站鍋爐的PID自動(dòng)控制系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的大型電站鍋爐主蒸汽壓力的控制基本采用固定參數(shù)的PID自動(dòng)控制系統(tǒng) 來完成。隨著鍋爐負(fù)荷的變化和其他干擾因素的影響，大型鍋爐的主蒸汽壓力動(dòng)態(tài)特性 具有很大差異，由于固定參數(shù)的PID自動(dòng)控制系統(tǒng)不能適應(yīng)被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的大范圍變 化，造成大型鍋爐主蒸汽壓力的控制性能下降，甚至達(dá)不到控制指標(biāo)的要求，從而直接影響 鍋爐的穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的一種大型鍋爐主蒸汽壓力的控制系統(tǒng)可以根據(jù)主蒸汽壓力動(dòng)態(tài)特 性的變化，及時(shí)調(diào)整PID參數(shù)，解決了對(duì)大型鍋爐的主蒸汽壓力的動(dòng)態(tài)跟綜和穩(wěn)定控制的 技術(shù)問題。 本發(fā)明是通過以下方案解決以上問題的 —種大型鍋爐主蒸汽壓力的控制系統(tǒng)，包括PID模塊、鍋爐機(jī)組、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A 轉(zhuǎn)換器和鍋爐的主蒸汽壓力傳感器，所述鍋爐機(jī)組發(fā)電功率指令P。接入A/D轉(zhuǎn)換器的輸入 端ip所述鍋爐的主蒸汽壓力傳感器的輸出端與所述的A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端12相連，所述 的A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端o2與減法模塊的負(fù)輸入端連接在一起，所述的A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端 Oi與第一函數(shù)模塊f。(X)的輸入端連接在一起，第一函數(shù)模塊f。(x)的輸出端與所述的減法 模塊的正輸入端連接在一起，在所述的減法模塊的輸出端得到了主蒸汽壓力PT與其設(shè)定值 P。之間的偏差E，該偏差E分別與高值監(jiān)視器8的輸入端和低值監(jiān)視器9的輸入端連接在一 起，高值監(jiān)視器8的輸出端分別與第一模擬量開關(guān)模塊1的控制端s和第三模擬量開關(guān)模 塊3的控制端s連接在一起，低值監(jiān)視器9的輸出端分別與第二模擬量開關(guān)模塊2的控制 端s和第四模擬量開關(guān)模塊4的控制端s連接在一起；主蒸汽壓力pT與其設(shè)定值P。之間的 偏差E同時(shí)還經(jīng)過一微分模塊得到偏差E的變化速度E。，該偏差E的變化速度E。分別輸入 到第十函數(shù)模塊^(x)的輸入端、第九函數(shù)模塊&300的輸入端、第八函數(shù)模塊f^(x)的輸 入端、第七函數(shù)模塊^(x)的輸入端、第六函數(shù)模塊^(x)的輸入端、第五函數(shù)模塊fM(X) 的輸入端，第六函數(shù)模塊f13(x)的輸出端與第一模擬量開關(guān)模塊1的輸入端t相連接，第 七函數(shù)模塊f12(x)的輸出端與第一模擬量開關(guān)模塊1的輸入端i2相連接，第一模擬量開關(guān) 模塊1的輸出端o與第二模擬量開關(guān)模塊2的輸入端i2相連接，第五函數(shù)模塊f14(x)的輸 出端與第二模擬量開關(guān)模塊2的輸入端iJ目連接，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的鍋爐負(fù)荷指令P。分別連 接到第二函數(shù)模塊fn(x)的輸入端、第三函數(shù)模塊&(x)的輸入端、第四函數(shù)模塊&(x)的 輸入端，第二函數(shù)模塊fu (x)的輸出端與第一乘法模塊的一輸入端連接在一起，第二模擬 量開關(guān)模塊2的輸出端與第一乘法模塊5的另一輸入端連接在一起，第一乘法模塊5的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的比例帶調(diào)節(jié)參數(shù)S的輸入端連接在一起；第九函
數(shù)模塊f23(x)的輸出端與第三模擬量開關(guān)模塊3的輸入端^相連接，第十函數(shù)模塊f22(x) 的輸入端與第三模擬量開關(guān)模塊3的輸入端i2相連接，第三模擬量開關(guān)模塊3的輸出端o 與第四模擬量開關(guān)模塊4的輸入端i2相連接，第八函數(shù)模塊f24(x)的輸出端與第四模擬量 開關(guān)模塊4輸入端^連接在一起，第四模擬量開關(guān)模塊4輸出端與第二乘法模塊6的一個(gè) 輸入端連接在一起，第二乘法模塊6的另一個(gè)輸入端與第三函數(shù)模塊&(x)的輸出端連接 在一起，第二乘法模塊6的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的積分時(shí)間調(diào)節(jié)參數(shù) L的輸入端連接在一起；第四模擬量開關(guān)模塊4輸出端同時(shí)與第十一函數(shù)模塊f32(x)的輸 入端連接在一起，第十一函數(shù)模塊f32(x)的輸出端與第三乘法模塊7的輸入端連接在一起， 第三乘法模塊7的另一輸入端與第四函數(shù)模塊&(x)的輸出端連接在一起，第三乘法模塊7 的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的微分時(shí)間調(diào)節(jié)參數(shù)Td的輸入端連接在一起。
第一乘法模塊5的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的比例帶調(diào)節(jié)參數(shù)S 的輸入端之間連接有乘法模塊，第二乘法模塊6的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模 塊的積分時(shí)間調(diào)節(jié)參數(shù)1\的輸入端之間連接有乘法模塊，第三乘法模塊7的輸出端與鍋爐 自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的微分時(shí)間調(diào)節(jié)參數(shù)Td的輸入端之間連接有乘法模塊。這些 乘法模塊分別與原固定參數(shù)PID調(diào)節(jié)模塊的比例帶的固定值S。、積分時(shí)間的固定值Ti。；微 分時(shí)間的固定值Td。相乘。 本發(fā)明解決了對(duì)大型鍋爐的主蒸汽壓力的動(dòng)態(tài)跟綜和穩(wěn)定控制的技術(shù)問題，可提 高鍋爐的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)并達(dá)到節(jié)能減排的目的。


圖1是本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖 圖2是三維實(shí)時(shí)在線優(yōu)化器電路結(jié)構(gòu)示意圖 圖3是三維實(shí)時(shí)在線優(yōu)化器中所用模塊的特性及參數(shù)一覽表
具體實(shí)施例方式
首先將第一到第十一的函數(shù)模塊按照?qǐng)D3所示的列表進(jìn)行函數(shù)模塊特性設(shè)定。
—種大型鍋爐主蒸汽壓力的控制系統(tǒng)，包括PID模塊、鍋爐機(jī)組、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A 轉(zhuǎn)換器和鍋爐的主蒸汽壓力傳感器，所述鍋爐機(jī)組發(fā)電功率指令P。接入A/D轉(zhuǎn)換器的輸入 端ii，所述鍋爐的主蒸汽壓力傳感器的模擬輸出端與所述的A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端i2相連，所 述的A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端o2與減法模塊的負(fù)輸入端連接在一起，所述的A/D轉(zhuǎn)換器的輸出 端c^與第一函數(shù)模塊f。(x)的輸入端連接在一起，第一函數(shù)模塊f。(x)的輸出端與所述的減 法模塊的正輸入端連接在一起，在所述的減法模塊的輸出端得到了主蒸汽壓力PT與其設(shè)定 值P。之間的偏差E，該偏差E分別與高值監(jiān)視器8的輸入端和低值監(jiān)視器9的輸入端連接 在一起，高值監(jiān)視器8的輸出端分別與第一模擬量開關(guān)模塊1的控制端s和第三模擬量開 關(guān)模塊3的控制端s連接在一起，低值監(jiān)視器9的輸出端分別與第二模擬量開關(guān)模塊2的 控制端s和第四模擬量開關(guān)模塊4的控制端s連接在一起；主蒸汽壓力pT與其設(shè)定值P。之 間的偏差E同時(shí)還經(jīng)過一微分模塊得到偏差E的變化速度E。，該偏差E的變化速度E。分別 輸入到第十函數(shù)模塊&(x)的輸入端、第九函數(shù)模塊&300的輸入端、fM(x)函數(shù)模塊的輸入端、第七函數(shù)模塊^(x)的輸入端；第六函數(shù)模塊f^(x)的輸入端、第五函數(shù)模塊fM(x) 的輸入端，第六函數(shù)模塊f13(x)的輸出端與第一模擬量開關(guān)模塊1的輸入端t相連接，第 七函數(shù)模塊f12(x)的輸出端與第一模擬量開關(guān)模塊1的輸入端i2相連接，第一模擬量開關(guān) 模塊1的輸出端o與第二模擬量開關(guān)模塊2的輸入端i2相連接，第五函數(shù)模塊f14(x)的輸 出端與第二模擬量開關(guān)模塊2的輸入端^相連接，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的鍋爐機(jī)組發(fā)電功率指令 P。分別輸入到第二函數(shù)模塊fn(x)的輸入端、第三函數(shù)模塊&(x)的輸入端、第四函數(shù)模塊 f31(x)的輸入端，第二函數(shù)模塊fn(x)的輸出端與第一乘法模塊5的一輸入端連接在一起， 第二模擬量開關(guān)模塊2的輸出端與第一乘法模塊5的另一輸入端連接在一起，第一乘法模 塊5的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的比例帶調(diào)節(jié)參數(shù)S的輸入端連接在一 起；第九函數(shù)模塊f23(x)的輸出端與第三模擬量開關(guān)模塊3的輸入端^相連接，第十函數(shù) 模塊f22 (x)的輸入端與第三模擬量開關(guān)模塊3的輸入端i2相連接，第三模擬量開關(guān)模塊3 的輸出端o與第四模擬量開關(guān)模塊4的輸入端i2相連接，第八函數(shù)模塊f24(x)的輸出端與 第四模擬量開關(guān)模塊4輸入端^連接在一起，第四模擬量開關(guān)模塊4輸出端與第二乘法模 塊6的一個(gè)輸入端連接在一起，第二乘法模塊6的另一個(gè)輸入端與第三函數(shù)模塊^(x)的 輸出端連接在一起，第二乘法模塊6的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的積分時(shí) 間調(diào)節(jié)參數(shù)Ti的輸入端連接在一起；第四模擬量開關(guān)模塊4輸出端同時(shí)與第十一函數(shù)模塊
f32(x)的輸入端連接在一起，第十一函數(shù)模塊f32(X)的輸出端與第三乘法模塊7的輸入端
連接在一起，第三乘法模塊7的另一輸入端與第四函數(shù)模塊&(x)的輸出端連接在一起，第 三乘法模塊7的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的微分時(shí)間調(diào)節(jié)參數(shù)Td的輸入 端連接在一起。 第一乘法模塊5的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的比例帶調(diào)節(jié)參數(shù)S 的輸入端之間連接有乘法模塊，第二乘法模塊6的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模 塊的積分時(shí)間調(diào)節(jié)參數(shù)1\的輸入端之間連接有乘法模塊，第三乘法模塊7的輸出端與鍋爐 自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的微分時(shí)間調(diào)節(jié)參數(shù)Td的輸入端之間連接有乘法模塊。這些 乘法模塊分別與原固定參數(shù)PID調(diào)節(jié)模塊的比例帶的固定值S。、積分時(shí)間的固定值Ti。；微 分時(shí)間的固定值Td。相乘。
權(quán)利要求
一種大型鍋爐主蒸汽壓力的控制系統(tǒng)，包括PID模塊、鍋爐機(jī)組、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和鍋爐的主蒸汽壓力傳感器，其特征在于所述鍋爐機(jī)組的發(fā)電功率指令P0接入A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端i1，所述鍋爐的主蒸汽壓力傳感器的模擬輸出端與所述的A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端i2相連，所述的A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端o2與減法模塊的負(fù)輸入端連接在一起，所述的A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端o1與第一函數(shù)模塊f0(x)的輸入端連接在一起，第一函數(shù)模塊f0(x)的輸出端與所述的減法模塊的正輸入端連接在一起，在所述的減法模塊的輸出端得到了主蒸汽壓力pT與主蒸汽壓力設(shè)定值p0之間的偏差E，該偏差E分別與高值監(jiān)視器(8)的輸入端和低值監(jiān)視器(9)的輸入端連接在一起，高值監(jiān)視器(8)的輸出端分別與第一模擬量開關(guān)模塊(1)的控制端s和第三模擬量開關(guān)模塊(3)的控制端s連接在一起，低值監(jiān)視器(9)的輸出端分別與第二模擬量開關(guān)模塊(2)的控制端s和第四模擬量開關(guān)模塊(4)的控制端s連接在一起；主蒸汽壓力pT與其設(shè)定值p0之間的偏差E同時(shí)還經(jīng)過一微分模塊得到偏差E的變化速度Ec，該偏差E的變化速度Ec分別輸入到第十函數(shù)模塊f22(x)的輸入端、第九函數(shù)模塊f23(x)的輸入端、第八函數(shù)模塊f24(x)的輸入端、第七函數(shù)模塊f12(x)的輸入端、第六函數(shù)模塊f13(x)的輸入端、第五函數(shù)模塊f14(x)的輸入端，第六函數(shù)模塊f13(x)的輸出端與第一模擬量開關(guān)模塊(1)的輸入端i1相連接，第七函數(shù)模塊f12(x)的輸出端與第一模擬量開關(guān)模塊(1)的輸入端i2相連接，第一模擬量開關(guān)模塊(1)的輸出端o與第二模擬量開關(guān)模塊(2)的輸入端i2相連接，第五函數(shù)模塊f14(x)的輸出端與第二模擬量開關(guān)模塊(2)的輸入端i1相連接，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的鍋爐機(jī)組發(fā)電功率指令P0分別輸入到第二函數(shù)模塊f11(x)的輸入端、第三函數(shù)模塊f21(x)的輸入端、第四函數(shù)模塊f31(x)的輸入端，第二函數(shù)模塊f11(x)的輸出端與第一乘法模塊(5)的一輸入端連接在一起，第二模擬量開關(guān)模塊(2)的輸出端與第一乘法模塊(5)的另一輸入端連接在一起，第一乘法模塊(5)的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的比例帶調(diào)節(jié)參數(shù)δ的輸入端連接在一起；第九函數(shù)模塊f23(x)的輸出端與第三模擬量開關(guān)模塊(3)的輸入端i1相連接，第十函數(shù)模塊f22(x)的輸出端與第三模擬量開關(guān)模塊(3)的輸入端i2相連接，第三模擬量開關(guān)模塊(3)的輸出端o與第四模擬量開關(guān)模塊(4)的輸入端i1相連接，第八函數(shù)模塊f24(x)的輸出端與第四模擬量開關(guān)模塊(4)輸入端i2連接在一起，第四模擬量開關(guān)模塊(4)輸出端與第二乘法模塊(6)的一個(gè)輸入端連接在一起，第二乘法模塊(6)的另一個(gè)輸入端與第三函數(shù)模塊f21(x)的輸出端連接在一起，第二乘法模塊(6)的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的積分時(shí)間調(diào)節(jié)參數(shù)Ti的輸入端連接在一起；第四模擬量開關(guān)模塊(4)輸出端同時(shí)與第十一函數(shù)模塊f32(x)的輸入端連接在一起，第十一函數(shù)模塊f32(x)的輸出端與第三乘法模塊(7)的輸入端連接在一起，第三乘法模塊(7)的另一輸入端與第四函數(shù)模塊f31(x)的輸出端連接在一起，第三乘法模塊(7)的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的微分時(shí)間調(diào)節(jié)參數(shù)Td的輸入端連接在一起。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型鍋爐主蒸汽壓力的控制系統(tǒng)，其特征在于第一乘法模 塊(5)的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的比例帶調(diào)節(jié)參數(shù)S的輸入端之間連 接有乘法模塊，第二乘法模塊(6)的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PID模塊的積分時(shí)間 調(diào)節(jié)參數(shù)Ti的輸入端之間連接有乘法模塊，第三乘法模塊(7)的輸出端與鍋爐自動(dòng)控制系 統(tǒng)中的PID模塊的微分時(shí)間調(diào)節(jié)參數(shù)Td的輸入端之間連接有乘法模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大型鍋爐主蒸汽壓力的控制系統(tǒng)，屬電站鍋爐的電路的自動(dòng)控制系統(tǒng)，解決了大型鍋爐的主蒸汽壓力的動(dòng)態(tài)跟綜和穩(wěn)定控制的技術(shù)問題。包括PID模塊、鍋爐機(jī)組、A/D裝換器、D/A轉(zhuǎn)換器和鍋爐的主蒸汽壓力傳感器，采用集散控制系統(tǒng)中的函數(shù)模塊、微分模塊、乘法模塊、高值監(jiān)視模塊、低植監(jiān)視模塊和模擬量切換模塊塔建成三維實(shí)時(shí)在線優(yōu)化器，介入鍋爐已有的PID閉環(huán)控制系統(tǒng)中，構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的動(dòng)態(tài)跟蹤和穩(wěn)定控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)，解決了對(duì)大型鍋爐的主蒸汽壓力的動(dòng)態(tài)跟綜和穩(wěn)定控制的技術(shù)問題，可提高鍋爐的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)并達(dá)到節(jié)能減排的目的。
文檔編號(hào)G05D16/20GK101718427SQ20091024962
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者倪子俊, 馮愛香, 劉艷文, 張麗香, 張屹峰, 張志剛, 張纏保, 杜艷生, 楊虹, 段秋剛, 溫武, 索思遠(yuǎn), 賈峰生, 郝麗花, 陳祖斌, 馬小軍, 高飛 申請(qǐng)人:山西省電力公司電力科學(xué)研究院