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      08月12日 2019

      虹潤(rùn)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(rùn)集團(tuán)

      一、摘要

             虹潤(rùn)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的產(chǎn)品,它采用真正的人工智能算式,儀表啟動(dòng)自整定功能,可以根據(jù)被控對(duì)象的特性,自動(dòng)尋找最優(yōu)參數(shù)以達(dá)到很好的控制效果,無須人工整定參數(shù)??刂凭然具_(dá)到±0.1℃,無超調(diào)、欠調(diào),性能達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。它可與各類傳感器、變送器配合使用,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、液位、流量等物理量的測(cè)量顯示與控制,并配合各種執(zhí)行器對(duì)電加熱設(shè)備和電磁、電動(dòng)閥進(jìn)行PID調(diào)節(jié)和控制、報(bào)警控制、數(shù)據(jù)采集等功能。產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì)符合GB/T17626.2-11相關(guān)規(guī)定,同時(shí)產(chǎn)品取得了CE認(rèn)證。下面是 虹潤(rùn)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(yàn)設(shè)備,注塑機(jī)械,包裝機(jī)械,食品機(jī)械,印刷機(jī)械等行業(yè)。

      二、產(chǎn)品的市場(chǎng)背景

             鍋爐設(shè)備是一個(gè)復(fù)雜的控制對(duì)象,主要輸入變量是負(fù)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(fù)壓、過??諝獾?。因輸入變量與輸出變量相互關(guān)聯(lián),如果蒸汽負(fù)荷發(fā)生變化,必將會(huì)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(gè)多輸入、多輸出且相互關(guān)聯(lián)的控制對(duì)象。汽包水位、蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓等參量控制的好壞直接影響著鍋爐正常運(yùn)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(fù)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(duì)象簡(jiǎn)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(jī)安全運(yùn)行的必要條件之一,是鍋爐正常運(yùn)行的重要指標(biāo)。

        1. 汽包水位的動(dòng)態(tài)特性 

            a.蒸汽負(fù)荷(蒸汽流量)對(duì)水位的影響,即干擾通道的動(dòng)態(tài)特性。主要是在蒸汽量突然增加時(shí),產(chǎn)生假水位現(xiàn)象。

            b.給水流量對(duì)水位的影響,即控制通道的動(dòng)態(tài)特性。當(dāng)給水時(shí),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(duì)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(jí)控制系統(tǒng)。因本系統(tǒng)受控對(duì)象有較大滯后,主控制器采用PID控制。

            a.減少干擾對(duì)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(duì)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(duì)對(duì)象實(shí)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(xiàng)目為例,介紹虹潤(rùn) 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(shí)際PID的控制程序采用主副回路進(jìn)行串級(jí)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(duì)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(dòng)操作完成。

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

             虹潤(rùn)儀表配置及說明

             1、六臺(tái) 虹潤(rùn)NHR-5300系列人工智能溫控器/調(diào)節(jié)儀實(shí)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(duì)鍋爐汽包水位在實(shí)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(shí)現(xiàn)鍋爐水位的正??刂?/span>

      五、結(jié)論

             經(jīng)驗(yàn)證,虹潤(rùn) 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(jí)控制,整個(gè)過程控制穩(wěn)定,鍋爐水位在實(shí)際運(yùn)行中不出現(xiàn)異?,F(xiàn)象。

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