基于DCS的锅炉智能控制系统研究

基于DCS的锅炉智能控制系统研究

文平

陕西能源麟北发电有限公司  陕西省宝鸡市 721599

摘要：火电机组主热自动控制系统包括喷雾系统控制、汽包水位控制、炉膛燃烧控制、主汽温和中间汽温控制、汽轮机控制和协调控制等30多个控制回路。设置火电机组的速度、温度、压力、水位和流量。采用传统方法对火电厂热力自动化进行控制时，需要先获得系统的数学模型，然后设计固定模型的控制器。满足现代火电厂自动化控制的要求。智能控制系统虽然发展时间短，但实际应用范围广，智能控制系统的体系在逐步完善。智能控制系统在中国火电厂等行业自动化生产中的应用起到了非常重要的作用，促进了火电厂等智能控制系统的不断完善和创新，进一步提高了火电厂的自动化生产水平。提高其经济效益，促进中国电力工业积极可持续发展。论述了智能控制在火电厂热力自动化中的应用。

关键词：智能控制；火电厂；自动化；应用；研究

1智能控制的基本定义

智能控制技术从理论发展到现在才发展了十几年，因此不可能对这项技术给出一个准确的定义，也没有相对完整的系统理论。本阶段的定义主要以基础理论给出的定义为出发点:量化是指根据控制对象在环境和任务方面的复杂性和不确定性，对复杂信息进行高效自主处理的能力。随着科学技术的不断发展，智能控制现已包括智能控制、自动化、信息论和运筹学。智能控制系统不断发展完善。智能控制在中国电厂热工中得到了广泛应用，也在一定程度上,为中国火电行业增添了诸多优势。

2热力自动系统在火电厂中的作用

2.1热自动控制原理

伴随我国自动化技术的发展，火电厂的热力自动化技术也在不断发展。目前，中国大部分火电厂都有基于PID的控制设备。随着计算技术的发展，DCS系统的发明结合了现代控制论和智能控制论的优点，大大提高了其性能。如采用何同祥提出的Smith预测控制实现了具有时滞特性的过热度控制，采用韩忠旭提出的PID控制结合状态反馈控制系统实现了锅炉温度的精确控制。杨平成功地利用广义预测控制(GPC)技术实现了锅炉气压的测量与控制，邱仲宇提出了一种基于模糊神经网络算法的火电汽轮机故障诊断新技术。随着相关技术的不断发展，越来越多的公司正在开发更先进的控制模块技术。比如，德国西门子公司就实现了模糊控制软件模块与DCS相结合，实现用户直接呼叫。随着技术的发展和人们对相关研究投入的不断加大，越来越多的先进控制策略逐渐从理论走向实践，形成了自整定理论的多元化发展。

2.2管理信息系统的扩容

自动控制系统离不开计算机技术，是在计算机技术基础上发展起来的一种复杂的信息管理和控制系统。DCS作为当今热自动控制市场上的成熟产品，以其成功的体系结构模式赢得了市场的认可和赞誉。结合PLC的优点，提供了系统的自扩展性和更广泛的应用范围。

2.3促进先进算法模块的积累

随着自动化技术的发展，系统的先进算法模块也日益丰富。以ZT600系统为例，该系统实现了车辆报警和障碍物维护。这使您可以快速地将生产信息传输到计算机，从而提高生产率。

3智能技术方法

3.1智能控制方式

对于智能控制方法，通常采用模糊控制、专家控制和神经控制。其中，模糊控制主要利用模糊控制器、近似推理方法和模糊规则来描述被控对象的模糊模型，特别是其性能指标和动态特性，以达到控制目标。对于这项技术来说，重点是人的体验，机制是代替人来管理系统。对于神经控制，主要是指对神经网络的控制，对神经网络的严格控制。在控制系统中，利用神经网络工具对无法准确描述的非线性对象进行建模，从而优化控制设备的计算、推理和故障诊断。

3.2智能控制的应用方向

3.2.1自动控制

火电厂运行的热力自动化过程包括调节、过程控制和远程控制。智能技术采用自动控制，达到设备自动调节的目的，保证系统的安全状况。

3.2.2自动发现

火电厂热力自动检测主要利用设备测量仪表的运行数据，包括成分、温度、湿度、流量等，可以自动检测热力参数，保证机组的正常运行，实现系统的自动运行。值得注意的是，系统本身可以结合检测结果调整参数，从而为收入计算和通知创造条件。

3.2.3自动保护

对于火电厂的热自动保护，作为自动检测的延伸，检测机构的作用是使能自动功能，恢复数据信息，保证系统的安全运行。在生产条件难以达到的情况下，系统会自动暂停，避免因设备异常造成的错误或偏差，对防止事故的蔓延起到非常重要的作用。

3.2.4自动告警

在检测和保护功能的基础上，系统可以自动报警，以红灯和蜂鸣声等方式通知异常情况，及时向操作人员和管理人员发出报警和信息沟通。自动报警功能的应用有利于设备的及时维护、保养和安全生产。

4智能控制在火电厂热力自动化中的具体应用

4.1锅炉燃烧过程智能控制

对于现阶段锅炉燃烧过程的控制，一般可采用以下三种方法:第一种是实时分析锅炉燃烧参数，然后再由经验丰富的锅炉管理人员对锅炉进行调整。燃烧条件及时;第二种是锅炉燃烧参数的实时分析。建立锅炉实时监测系统，采用机械化方法对锅炉燃烧参数进行实时采集和分析，为锅炉燃烧的进一步利用提供数据支持控制策略。第三

种则是通过智能算法对锅炉燃烧参数进行智能分析，并根据实际情况对锅炉燃烧过程进行精确控制。

以上三种方法是在不同的技术条件下生产的。锅炉燃烧过程的智能控制具有降低污染物排放和锅炉管理人员劳动强度，或提高火电厂锅炉运行效率和综合经济效益的优点。对于锅炉燃烧过程的智能控制，实际应用的热点是将智能控制嵌入到传统的控制方法中，如，将传统PID控制与专家知识泛化的模糊控制相结合，将专家知识与专家知识相结合等。该方法直接应用了众多专家在锅炉燃烧控制系统方面的丰富经验和知识，因此更能反映实际工况的性能要求，未来将具有更广阔的应用前景。

4.2锅炉过热蒸汽温度智能控制

在空气过剩率、锅炉负荷变化、燃烧类型、受热面污染和燃烧量变化等多种因素的影响下，锅炉过热蒸汽温度具有非线性和时变特征。这使得自动控制变得困难。由于火电厂锅炉不断向大容量、高参数方向发展，传统的过热汽温控制(如采用超前汽温差信号的双回路汽温控制系统、串级过热汽温控制系统)已不理想;因此，人们正在考虑在蒸汽温度控制系统中引入智能控制，以提高过热蒸汽控制系统的质量。

4.3锅炉给水全过程智能化控制

为了保证多台火电机组供水系统的安全可靠，现阶段已推广了整个供水过程的一次或二次控制系统，大型锅炉的水位通常表现出较大的非线性。并且它随时间变化，因此很难建立精确的系统数学模型以获得高质量的控制。此外，由于锅炉汽包水位对蒸汽流量和给水流量的扰动具有较大的惯性和滞后性，使得热力工程师在根据工作经验设置控制器参数时具有很大的盲目性，难以控制。为了使锅炉参数的设定值保持在最优状态，研究人员将注意力转向了锅炉给水全过程的智能控制。

结束语

总之，在实际的发展过程中，智能控制技术取得了比较高质量的成果，并在实际运行中得到了有效的实施和改进，同时在更多的行业中被提及，而智能控制技术也被提及在火电厂自动化工程控制技术中可以帮助解决人员管理系统多样化的问题。因此智能控制技术的不断进步，不断提高火电厂热力自动化的质量控制要求。因此，必须重视智能控制技术的发展，加大对智能控制技术的分析，为火电厂的引进提供有效依据。

参考文献：
[1]智能控制在电厂热工自动化中的应用分析[J].孙健.中国设备工程.2018（06）.
[2]智能控制在电厂热工自动化中的应用分析[J].孙健.中国设备工程.2018（06）.
[3]浅谈智能控制在电厂热工自动化中的应用[J].牛昆.中国高新区.2017（24）.