[发明专利]切换控制系统的组态设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种过热蒸汽温度控制系统的设计方法，具体涉及一种基于DCS平台的能够使控制器进行无扰切换的过热控制系统的组态设计方法。

背景技术

过热蒸汽温度是电厂机组运行过程中需要监视及控制的重要参数之一，它直接关系着机组能否安全稳定的运行。过热蒸汽温度一般可看作多容分布参数受控对象，其动态特性描述一般可用多容惯性环节来表示，该对象具有明显的滞后特性，因此对该对象的控制比较困难。原因主要有：(1) 锅炉燃烧工况不稳定，烟气侧扰动频繁且扰动量较大，影响主蒸汽温度变化较快；(2) 由于工艺特性决定各级过热器管道较长，造成主汽温对其控制输入即喷水减温器的减温水量变化反应较慢；(3) 外部扰动变化频繁且扰动量较大，致使主汽温长期不能稳定；(4) 由于参数整定不当引起一、二级喷水量不匹配，使得喷水量内扰较大，造成主汽温在外扰较小时仍偏离设定值较大。

锅炉出口的过热蒸汽温度是整个汽水行程中工质的最高温度，目前过热汽温控制系统主要使用的是常规PID控制。常规PID控制具有结构简单、易于实现等优点，但常规PID 控制的参数是根据被控对象的数学模型来整定的，而过热汽温的对象特性具有变化性、不确定性、非线性等特点，并且会有一些随机的扰动产生，使其难以建立精确的数学模型，尤其是当工况变化大时，难以保证控制品质。因此， 针对上述情况设计的过热汽温控制系统，既要求对烟气侧扰动及负荷波动等较大外扰具有足够快的校正速度，同时又要求对减温水内扰有较强的抑制能力，从而使系统具有足够的稳定性和良好的控制品质，并能保证系统运行的安全性。

由于神经网络具有对于复杂环境和多目标控制要求的自学习能力，以及能以任意精度逼近任意非线性连续函数的能力，在现代工业控制中得到了越来越多的应用，通过自学习过程来获得控制器的参数， 可以进一步改善控制器的性能.这样的系统对于系统参数变化具有较强的适应能力，能显著改善汽温的响应特性. 但由于受到实现平台的制约，目前智能控制的方法在现场应用的情况并不是很理想。实际应用还必须从DCS 现有逻辑功能块出发，由于缺少相应的逻辑功能块的支撑，使得各种先进的控制算法无法利用现有DCS 的平台在逻辑中实现，而控制算法只需采用原有的功能算法块即可实现，并且不改变原先双回路的基本结构。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种切换控制系统的组态设计方法，利用工业生产系统DCS平台进行模块化组态设计，使得运行人员能够及时调整运行，达到可靠、高效的目的，有效地改善了常规PID调节时间长自适应能力差的问题。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种切换控制系统的组态设计方法，基于DCS控制平台，采用二级减温器进行温度控制，其中，一级减温喷水的主控制回路的设定值为二级过热器进口温度设计值，副控制回路输入为一级过热器减温器出口温度，输出控制一级减温器喷水调节阀门，二级减温喷水的主控制回路的设定值为主蒸汽温度，副控制回路的输入信号为二级喷水减温器后温度；

所述控制器采用串级控制系统，主控制器采用神经网络智能控制器，副控制器采用PID控制器，所述主环PID控制器与神经网络智能控制器的输出端均设有跟踪模块。

上述技术方案中，基于控制系统DCS平台上组态设计过热汽温控制的界面显示，设置手、自动控制切换模块以及温度设置模块。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明的切换控制系统的组态设计方法，利用工业生产系统DCS平台进行模块化组态设计，并使得神经网络智能控制器与系统常规PID控制器进行无扰切换，促使过热控制系统响应较常规的串级控制得到明显改善，使得运行人员能够及时调整运行，达到可靠、高效的目的，具有很好的可移植性和可扩充性动态，有效地改善了常规PID 调节时间长自适应能力差的问题。

2.本发明在主环PID控制器与神经网络智能控制器的输出端均设有跟踪模块，实现两者的无扰切换。

附图说明

图1是实施例一中本发明采用两级减温器温度控制结构图。

图2是图1中一级减温器A侧的无扰切换组态设计SAMA图。

图3是图1中一级减温器B侧的无扰切换组态设计SAMA图。

图4是图1中二级减温器A侧的无扰切换组态设计SAMA图。

图5是图1中二级减温器B侧的无扰切换组态设计SAMA图。

图6是控制界面的DCS组态设计图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：