燃气锅炉的PLC自动控制系统

1、控制系统您的论文得到相关企业家品评气锅炉的 自动控制系统北京工业大学牟岳泰 许东來 赵永军 陈平电话 由丘I白伊皿中圉|'|控网| MWMMWHMfeflAcadMdc Journal Electronic Publishing House. Alf 咽田盘輕撅局dT 阅Fttp:/ 控制系统您的论文得到相关企业家品评电话 由丘I白伊皿中圉|'|控网| MWMMWHMfeflAcadMdc Journal Electronic Publishing House. Alf 咽田盘輕撅局dT 阅Fttp:/ 控制系统您的论文得到相关企业家品评燃气量控制原理当需要的热量发生变化时 我

2、们通过改变进入燃 烧系统的燃气星來改变进入整个系统的能屋。图圧 燃气量控制系统图。其中的关键部件包括稳压阀、比例调节阀和变频 器 它们的作用分别是 稳压阀的作用是使燃气进入 比例调节阀Z询保证压力温定使其不受燃气供应管牟岳泰硕士北京帀科技汁划项H课题编号图2现场工作站系统图摘要木文简单介绍了燃气锅炉 1*1动控制系统。本系统 根据实际供啜中负荷多变的特点采用先进的变频技术和 模糊控制技术 改变锅炉的燃气最 使锅炉节能运行.该系 统对提高燃料利用睾有明显效果.关键词变频技术模糊控制中图分类号文献标识码 文帝編号.八1刖a口前 人们对环境保护的意识越來越高 改变供 啜的燃料品种燃烧淸洁燃料是降低空

3、气污染的有 效措施。近儿年來 我国城市燃气结构发生很大变化 陕北天然气已经进入京津渤海天然气已经上岸尤 其两气东输r程的实施更为燃气锅炉的W用起到了 推动作用。现任 一般燃气锅炉的设计效率均能达到 左 右 但在实际运行中 由于外界环境温度不断变化 需 耍的供热最也囲而变化 如果不调整燃气戢 往往会 成供热量不足或过量造成能源浪费。在这样一种 背杲下有必要对燃气锅炉的燃气供应进行实时调 节 提高能源利用率。目前 世界各国都存在能源短峡 的问题 我国能源问题更为突山 因此 如何使锅炉高 效、安全运行是锅炉控制系统的贡点。道压力变化的影响比例调节阀采集燃气和空气的压 力信号 当空气压力变化时 比例调

4、节阀中的膜片位 置将发生变化 从而带动阀门关小或开大 苴到达到 一定的比例它的作用是保持空气1:和燃气量的比例 不受两者压力变化的影响从而调整空气燃气比即 过剩空气系数 使锅炉一直运行在最适燃烧区 变频 耦是调节燃气量的主要设备由它带动风机进入屈 炉系统的空气量与风机的转速成止比而风机的转速 与变频器的输出频率成止比因此只要改变变频器的 输出频率就町以改变进入锅炉系统的空气星从而使 进入锅炉系统的能量发生变化。混合胶燃烧室图1燃气控制原理图燃气锅炉控制系统燃气锅炉控制系统硬件部分燃气锅炉控制系统由可编程控制器 、输入 单元、输出单元和人机界血组成组成框图如图所 示。电话 由丘I白伊皿中圉|&#

5、39;|控网| MWMMWHMfeflAcadMdc Journal Electronic Publishing House. Alf 咽田盘輕撅局dT 阅Fttp:/ 控制系统您的论文得到相关企业家品评电话 由丘I白伊皿中圉|'|控网| MWMMWHMfeflAcadMdc Journal Electronic Publishing House. Alf 咽田盘輕撅局dT 阅Fttp:/ I您的论文得到两院院上关注I中文孩心期刊微i十算机信息测控“动化 年第 卷第 期及水位传感器是开关虽:。执行单元由风机、水泵、变频器和电磁阀等组成。 人机界向采用西门子的 耍把它通过连接电缆连接到

6、途有 能键使用I分方便只 上即可。它的用 提供个门定义功I* is n控网吟话© 1994-2009oCffiiifJournal Electronic Publishing House. All rights reserv例|负责接收现场数据采集单元传來的数据控 制现场的阀门、变频器、风机和水泵等执行机构。 是整个控制系统的核心部件采用西门子系列可编程逻辑控制器带电缆它的运算能力以及通讯能力比其它优越 可方便地进行数据处理和通讯。输入单元负责采集现场的压力、温度等各项数 据以及以种开关戢。现场数据采集系统由温度传感 器、床力传感器、煤气报警器、火焰监视器、水位传感 器等组成。其屮模

7、拟虽输入输出模块采用西门子的 模块 模拟量输入模块采集种传感器送來的 信号 模拟最输出模块输岀信号 控制变频器频率。压力传感器、煤气报警器、火焰监视器以显示信息设定和修改参数提供密码保护等.燃气锅炉控制系统程序设计程序用梯形图语言编制这个程序按照模块 化设计包括初始化、点火、数据采集、数据处理、故障 报警与故障处理、停机等程序模块 它们各口的功能初始化模块用來设置初始状态参数。点火模块用來执行锅炉点火这个特殊动作。 数据采集模块采集并个温度参数 以便作出判断。故障报警与处理模块是比较重姜的一部分它判 断系统是否止常匸作并在出现故障时发出声光报警 信号并在人机界血上显示。数据处理程序模块是最主要

8、的部分。它根据采集 到的室外温度、回水温度、炉水温度和出水温度 依据 一定的控制算浓 挖制变频器频率。在其控制算法上 我们选择模糊控制算法。模糊控制算法模糊控制算法原理模糊控制是基于模糊条件语句描述的语言控制 规则根据模糊推理和模槁判决査询模糊控制表解 模糊 得到粘确的控制戢。模糊控制器设计为戏输入 单输出维模糊控制器。输入星分别是温度的偏差 及偏差变化率输出足变频器频率变化信号。根据 控制系统得输入输出特性 制定控制査询表 如表其简单过程为 对采集來的数据进行计算 求出 和 分别利用量化肉子 和 量化为模糊量 和由模糊判决得到模糊控制变化鼠经比例因子 反呈化后输出梢确输出变化戢。多级模糊控制

9、表】控制査询表-4-3-2-101234- 4443322100-343322100-23322110-1-113221I0-1-12022110-1-1-2-212110-1*1-22-32110-11-2-2333100-12-2-3-34400-1-2-3-3-34-4由于偏差、偏差变化率的论域和 只有 级 发盖域冇限 控制显得很粗糙 升温速度较慢 需 长时间才能进入稳态乩稳态误差大虽然増加论域 I«的元4-. > if提高控制粘/变 们便i I算S朵 且控制效 来没有明显増强。为了进一步提高控制质量减少稳 态误差 采用了多级模糊控制器 即参数因子门修止 的模糊控制务级模

10、糊控制器是将和的变动范用 分为快套的多个层次有不同论域。当系统轨 迹进入某一层时控制器就采用所在层的范围作为新 的论域并修改偏差、偏差变化率和控制变化最 的量化因子、 和比例因子。简耍控制过程参 见图图3棋祸算法简姜流程图当偏差 的论域由大到小变化时 相应増大量化 因子 减小比例因子 使其在接近控制日标值时 不断 细分从而提高控制粘度。见第 页出了模熨预测互联网时延的预测误差曲线.从图中可以看出除少戢数据包之外异常网络时延条件 下发生 模型达到理想的预测效果。经统计 的时延预测值预测误差在 以内仅仅有 的预测值预测误差超过 。因此 模吃提 供了一种有询途的互联网时延预测方法。但是山于 模型仅仅

11、用时延的历史信息侦测未 來值 提供了相对简单的方法预测互联网时延 它并 没有考虑到诸如路由选择、网络业务議等其他变呆对 预测时延值的影响。这样 在异常网络时延的条件下如图中时延剧烈波动处 纯粹利用 模型预测 网络传输时延还不能达到令人满意的效果。由以上的分析我们可得出结论在时延变化不太 剧烈、稳定性比较好的情况下可采用 模型來进行 互联网传输时延预测并可取得很好的预测效果然而 在时延随机性非常大、时延图波动明显,具有强烈非 线性的情况下纯粹的 模型将会带來较人的侦测 误差寻求更佳的非线性时延预测算法将是今后研究 的主要方向。图4 AR模熬预测互联网时延的預测课差曲线总结H询采取有效措施克服耳联

12、网传输时延对控制 系统动态性能的影响是远片揑制系统研究的主要挑 战。实现能够粘呦地评佔出几冇不确定性的网络时延 的预测方法是处理互联网传输时延的前提。本文分析 了互联网传输时延的特性后根据互联网时延的不确 定性和非线性特性提出了采川随机过程 模型预 测不确定性的互联网传输时延的方法。雨点阐述了网 络时延的特性以及 模型预测时延的预测过程原 理并通过 软件实现了基于 模型的互联网 时延预测的仿貞实验仿貞 结果显示在时延变化不太 剧烈、稳定性比较好的悄况下可采用 模空來进行 互联网传输时延预测并可取得很好的预测效果。移考文献十晓峰吴半东任氏淸歩于的远程控制系统中动念补偿器的仿氏研庇 北京理工大学学

13、报陈虹史旺旺歴因特网远程控制的延时预测的改进补偿斤法的研处计竦机应用研究任氏话吳平东干晓堵瞬于耳联网的液用远程控制系统延时預测林 法研究北京理工大学学报姚大任孙洪现代数字信号处理 戎汉华中理工大学出版社 作者简介刘艳芳女汉族湖北武汉人讲师华中科技大学计算机学院在职硕L研究生主要 研究方向为基于互联网的远程控制。湖北武汉武汉市交通学校计算机中心 刘艳芳通信地址湖北武汉华中农业大学南苑栋 门号刘艳芳投的日期修稿日期接第 页结论在实际应用中供暧用热水锅炉采用变频和模糊 拧制技术的主要优点有提高能源利用率保证系统 能够爲效运行出水温度稳定提髙舒适度升温速度 快。实践证明该系统运行稳定安全可靠节能。笑考文厭章卫国畅向忠模糊控制理论与应用西北工业人学出版社年月.蔡建乍尊基于利变频调速的供暖锅炉控制系统设计仪器仪农用八 年第期.作者简介牟岳泰男 年生北京工业大学机电 学院 级研究生研究方向机电-体化。许东來男北京工业大学机 电学院團教授硕导。北京工业人学牟岳泰许东來赵永军陈平 通信