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08月12日 2019

虹潤NHR-5300系列人工智能溫控器/調(diào)節(jié)儀在熱電分廠鍋爐控制系統(tǒng)中應(yīng)用

發(fā)布者:虹潤集團

一、摘要

       虹潤NHR-5300系列人工智能溫控器/調(diào)節(jié)儀是依據(jù)GB/T 34050-2017國家標(biāo)準開發(fā)的產(chǎn)品,它采用真正的人工智能算式,儀表啟動自整定功能,可以根據(jù)被控對象的特性,自動尋找最優(yōu)參數(shù)以達到很好的控制效果,無須人工整定參數(shù)。控制精度基本達到±0.1℃,無超調(diào)、欠調(diào),性能達國際先進水平。它可與各類傳感器、變送器配合使用,實現(xiàn)對溫度、壓力、液位、流量等物理量的測量顯示與控制,并配合各種執(zhí)行器對電加熱設(shè)備和電磁、電動閥進行PID調(diào)節(jié)和控制、報警控制、數(shù)據(jù)采集等功能。產(chǎn)品的EMC設(shè)計符合GB/T17626.2-11相關(guān)規(guī)定,同時產(chǎn)品取得了CE認證。下面是 虹潤NHR-5300系列人工智能溫控器/調(diào)節(jié)儀在工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。產(chǎn)品廣泛適用于工業(yè)爐,電爐,烘箱,試驗設(shè)備,注塑機械,包裝機械,食品機械,印刷機械等行業(yè)。

二、產(chǎn)品的市場背景

       鍋爐設(shè)備是一個復(fù)雜的控制對象,主要輸入變量是負荷、鍋爐給水、燃料量、減溫水、送風(fēng)和引風(fēng)等;主要輸出變量是汽包水位、蒸汽壓力、爐膛負壓、過剩空氣等。因輸入變量與輸出變量相互關(guān)聯(lián),如果蒸汽負荷發(fā)生變化,必將會引起汽包水位、蒸汽壓力和過熱蒸汽溫度的變化。所以說鍋爐是一個多輸入、多輸出且相互關(guān)聯(lián)的控制對象。汽包水位、蒸汽壓力、爐膛負壓等參量控制的好壞直接影響著鍋爐正常運行。

三、產(chǎn)品的技術(shù)原理

       本控制系統(tǒng)將其分為送風(fēng)系統(tǒng)、爐膛負壓系統(tǒng)、磨煤熱風(fēng)系統(tǒng)、汽包水位系統(tǒng)、汽包壓力和主汽溫度系統(tǒng)幾部分(見圖1)


圖1:鍋爐對象簡圖

       以汽包水位系統(tǒng)為例,受控變量是汽包水位,操縱變量是給水流量。它主要考慮汽包內(nèi)部的物料平衡,使給水量適應(yīng)鍋爐的蒸發(fā)量,維持汽包中水位在工藝允許范圍之內(nèi),這是保證鍋爐、汽輪機安全運行的必要條件之一,是鍋爐正常運行的重要指標(biāo)。

  1. 汽包水位的動態(tài)特性 

      a.蒸汽負荷(蒸汽流量)對水位的影響,即干擾通道的動態(tài)特性。主要是在蒸汽量突然增加時,產(chǎn)生假水位現(xiàn)象。

      b.給水流量對水位的影響,即控制通道的動態(tài)特性。當(dāng)給水時,給水溫度和汽包內(nèi)的水溫相差很大,所以給水量增加后,使汽包中汽泡含量減少,導(dǎo)致水位下降。

      c.鍋爐排污、吹灰等對水位也有影響。

  2. 控制方法

      基于汽包水位的特性,我們采用串級控制系統(tǒng)。因本系統(tǒng)受控對象有較大滯后,主控制器采用PID控制。

      a.減少干擾對主回路的影響,可由副回路控制器予以校正。

      b.由于副回路的存在減少了相位滯后,從而改善了主回路的響應(yīng)速度。

      c.對控制閥特性的變化具有較好的魯棒性。

      d.副回路可以按照主回路的需求對對象實施精確控制。

四、產(chǎn)品的應(yīng)用

       下面以煉油廠熱電分廠鍋爐控制系統(tǒng)改造項目為例,介紹虹潤 NHR-5300系列人工智能溫控器/調(diào)節(jié)儀在工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

       實際PID的控制程序采用主副回路進行串級控制,即主回路的輸出作為副回路的設(shè)定值,經(jīng)副回路輸出作用于被控對象。也可以不用副回路只用主回路形成單回路調(diào)解,或手動操作完成。

       本系統(tǒng)共有6個PID回路,除了爐膛負壓和磨煤熱風(fēng)外均為主、副串級控制,程序的控制算法也是一樣的,只有每個程序中的變量不同,每部分程序主要由兩個PID回路構(gòu)成,第一個為主回路,第二個為副回路。

       虹潤儀表配置及說明

       1、六臺 虹潤NHR-5300系列人工智能溫控器/調(diào)節(jié)儀實現(xiàn)鍋爐的三沖量調(diào)節(jié)應(yīng)用(見圖所示)

產(chǎn)品圖片 :

       2、針對鍋爐汽包水位在實際控制中出現(xiàn)假水位現(xiàn)象,引入了蒸汽流量的反饋比較,結(jié)合PID算法實現(xiàn)鍋爐水位的正常控制

五、結(jié)論

       經(jīng)驗證,虹潤 NHR-5300系列人工智能溫控器/調(diào)節(jié)儀能較好的完成鍋爐汽包水位的串級控制,整個過程控制穩(wěn)定,鍋爐水位在實際運行中不出現(xiàn)異常現(xiàn)象。

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