[发明专利]一种锅炉汽包水位控制系统及方法

说明书

本发明属于电力控制技术领域，具体涉及一种锅炉汽包水位控制系统及方法；该方法包括：步骤一、建立PI控制器及自适应模糊PID控制器；其中，PI控制器为比例主导控制器；自适应模糊PID控制器为常规PID控制的基础上，根据系统当前误差e和误差变化率ec，利用模糊推理实时整定P、I、D参数的控制器；步骤二，采集上一时刻水位的误差e，并判断误差e是否大于设定偏差；若大于则转到步骤三，若不大于则转到步骤四；步骤三，采用PI控制器控制锅炉给水流量阀门的开度，并返回步骤一，对下一时刻水位进行控制；步骤四，采用自适应模糊PID控制器控制锅炉给水流量阀门的开度，并返回步骤一。本申请能够精确且快速的控制锅炉汽包水位。

技术领域

本发明属于电力控制技术领域，具体涉及一种锅炉汽包水位控制系统及方法。

背景技术

工业燃气锅炉是广泛用于炼油、发电、化工、冶金、核工业等现代工业的重要领域中的重要动力设备。是一个多参数、强耦合、大滞后系统，对燃气锅炉的控制体现了工业控制水平。锅炉汽包水位是工业燃气锅炉系统重要控制量之一，水位过高不仅会影响汽水分离，使蒸汽中的含水量增加降低蒸汽品质，长时间处于这样的状态还会使过热器管壁结垢，从而损坏设备；水位过低容易造成锅炉“干烧”，如果负载急剧增大，沸水气化的速度加快，若不及时有效控制，很容易烧坏锅炉甚至产生爆炸。

在锅炉的控制中，锅炉汽包水位是其重要控制参数，在实际工作中有诸多扰动因素，且极易出现“虚假水位”，而水位的高低波动不仅降低蒸汽质量影响生产，严重时可能使设备受到损坏，危及设备和工作人员安全。

目前，国内外针对汽包水位采用的控制方法为传统PID控制方法，但是，传统PID控制完成参数整定之后，很难进行在线调整，而在实际工作过程中，工业锅炉汽包水位会频繁受到给水和蒸汽扰动的影响。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种锅炉汽包水位控制方法，能够精确且快速的控制锅炉汽包水位。

本发明提供的基础方案为：

一种锅炉汽包水位控制方法，包括：

步骤一、建立PI控制器及自适应模糊PID控制器；其中，PI控制器为比例主导控制器；自适应模糊PID控制器为常规PID控制的基础上，根据误差e和误差变化率ec，利用模糊推理实时整定P、I、D参数的控制器；

步骤二，采集上一时刻水位的误差e，并判断误差e是否大于设定偏差；若大于则转到步骤三，若不大于则转到步骤四；

步骤三，采用PI控制器控制锅炉给水流量阀门的开度，并返回步骤一，对下一时刻水位进行控制；

步骤四，采用自适应模糊PID控制器控制锅炉给水流量阀门的开度，并返回步骤一，对下一时刻的水位进行控制。

基础方案工作过程及有益效果：

使用本方法，在建立PI控制器及自适应模糊PID控制器，正式进行锅炉的水位控制时，在采集上一时刻水位的误差e后，会根据误差e是否大于设定偏差，选择当前的对应控制方法。

具体的，如果误差e大于设定偏差，由于误差e较大，需要高效率的进行调节处理，因此，采用比例主导作用的PI控制器控制锅炉给水流量阀门的开度，以便快速完整调节处理。如果误差e不大于设定偏差，则说明调整的重点在于调节的精准度，因此，采用自适应模糊PID控制器控制锅炉给水流量阀门的开度。由于自适应模糊PID控制器为常规PID控制的基础上，根据系统当前误差e和误差变化率ec，利用模糊推理实时整定P、I、D参数的控制器，可以精准的实时调节控制器的参数，保证当前调节的精准性。之后，再重复上述步骤，对下一时刻的水位进行控制。

综上，使用本方法，可以精确且快速的控制锅炉汽包水位。