热电厂水汽采样和化学加药控制系统的

在热力发电厂中，水汽品质是一项重要指标。好的水汽品质可以提高热力设备的性能，延长设备的使用寿命，节约能源，减少事故发生率。反之水汽品质的失调将会给电厂的热工设备造成不同程度的损伤，给机组的安全和电厂稳经济运行带来隐患。所以水汽采样和化学加药是电厂热工过程的两个重要环节。本文根据水汽采样和化学加药的工艺特点，从硬件和控制算法两方面着手设计热力发电厂化学加药控制系统，采用上位机和下位机相结合的系统。上位机用工业计算机和组态软件构成友好的人机界面，方便了系统的操作；下位机采用西门子S7400HPLC进行数据采集和化学加药控制。用工业以太网构成管理层，负责上位机和下位机之间、本系统和电厂其它系统之间的通信。现场总线构成现场设备的控制层，负责现场设备和PLC间的数据传输。设计上从上位机、下位机、以太网到现场总线均采用了冗余结构，来提高监控系统的可靠性。并把这样的系统作为电厂DCS的子系统。为提高系统的实时性，本文研究了DCS的通信问题，介绍了一些提高通信能力的方法。随着电厂规模的日益扩大，工艺水平的不断提高，要求采用更新颖的控制技术来满足工艺的需要。由于化学加药控制系统的非线性、大时滞、时变的特点，常规的控制方法难以获得满意的控制效果。为了提高系统控制的鲁棒性和自适应能力，本课题将模糊控制引入到热电厂化学加药控制系统中。在算法方面，经过研究决定采用参数自适应模糊PID自动加药控制代替手动控制或是传统PID控制，并用仿真曲线来分析其动态性能和抗扰动能力。仿真结果表明，该策略的控制效果优于常规的PID控制，它能适应对象参数的变化，具有较强的鲁棒性和自适应能力。关键词:现场总线；加药；时滞系统；模糊PID控制；Inthethermalpowerplant,theparametersofwaterandsteamofthermalsystemisaimportancetarget.Thegoodparametersofwaterandsteamofthermalsystemcanimprovetheperformanceofthermalequipment,andprolongtheusefullifeofequipment,theusingofdevices,andsaveenergy,reducetheratiooftheaccidents.Contrarily,itwillcausevaryingdegreesofdamageinthermalequipmentofthePowerPlant,andbringhiddentroublesinthesecureandeconomicrunningofthepowerplant,so,thechemicalvaporsamplingandDosingisanimportantlinkforthermalpowerplant.OnthebasesoftheTechnologicalrequirementsofthewaterandsteamofthermalsystemchemicalandthedosingcontrolsystem,thehardwareandcontrolalgorithmisdesignedinthepaper.Inthehardwaredesign,theupperandthehypogynousarecombinedinthedesign,theupperofthesystemiscomposedofPCandSCADAtobemadeofthefriendlyManandMachineInterface,anditfacilitatestheoperationofthesystem.ThehypogynousofthesystemadoptsSiemensS7400HPLCtocollectdataandtocontroltheprocessofthedosingcontrolsystem.IndustrialEthernetisusedofthemanagement,andseestocommunicationbetweentheupperandthehypogynousorbetweenthesystemandotherplantsystems.FCSisusedoftheControllayer,itseestothedatatransmissionbetweenon-siteequipmentsandPLC.Inthispaper,toincreasethereliabilityoftheMonitoringsystem,theredundantstructureisusedfromthePC、theupper、thehypogynous、theEthernettoFCS.ThesystemislookedonasthesubsystemoftheDCS.Manycommunicationmethodsareintroducedinthispaper,toimprovethereal-timeofthesystem.Withthegrowingscaleofpowerplantsandwiththecontinuousraisingleveloftechnology,itrequirestoupdatethecontrolarithmetic.Sincethechemicaldosingcontrolsystemoffossilpowerplantischaracterizedbynonlinearity,longtimelagandvariationwithtime,satisfyingcontroleffectcannotbeachievedwithtraditionalcontrolmethods.Inordertoincreasetherobustnessandself-adaptabilityofthechemicaldosingcontrolsysteminthesystemofdosingisdesigned.Inthispaper,fuzzycontrolsystemofdosing.Inthealgorithm,Fuzzyself-adaptationPIDcontrolisusedinsteadofthetraditionalmanualcontrolorthetraditionalPIDcontrol,Thedynamicperformanceandanti-disturbanceisanalyzedbysimulation,SimulationresultsshowthatthecontroleffectbythisstrategyissuperiortothatofnormalPIDcascadecontrol.Itisfeaturedbystrongrobustnessandself-adaptability,andcanreadilyaccommodateitselftotheobject'sparametervariations.KEYWORDS:FCS;Dosing;time-delaysystem;Fuzzyself-adaptationPIDControl目录TOC\o"1-4"\h\z\u卵摘要暗I批Ab鬼st包ra硬ct宅II麻第一贼章馒绪论屯1卷1.榆1弟课题寨研究见的意折义隐1宏1.档2客国内腔外研道究现父状及终趋势晕1郑1.术3拐本文既的主鼠要研拖究内稍容拼2租第二偿章插电厂附水汽进监控姜系统越介绍覆4同2.慈1限电厂村DC崖S炕系统争介绍弟4革2.爪1.粘1D好CS优系统夜简介栏4治2.认1.斤2崖电厂单控制忆级功短能简级介：瓶4毕2.烧1.祖3织西门梨子道DC册S润系统绩—旨—介PC筝S7掘4价2.丢1.姑4负电厂摔辅控乡网组巴成睬6段2.下2置火电抹厂水撞汽系宴统输7无2.臂3式化学盯加药溜系统规原理笨9骨第三拨章君系统黑设计肿原理斜及功命能房11冈3.悼1苗上位很机系蜓统设保计劲11丢3.集1.吧1滨上位笋机硬浓件卸11圣3.晌1.酒2错软件搞设计匆11渣3.搬1.息3厨利用宅In病To凉uc编h屿软件剃实现陈冗余洪功能郊14就3.堵1.液4I剧nT侧ou奖ch革数据旺库乳16网3.叙2碗下位灿机位PL约C盖控制攻系统般设计凯17底3.必2.咱1昆下位肚机控寻制系联统硬付件配拒置救17或3.益2.蛙2绍硬件衫系统分的冗镰余设悼计即18舟3.载3贯系统携时钟辨设计剑24征3.阅4泻电源玩设计继25呀第四利章挨评D俯CS伍系统削通讯弃问题顶研究贤26厘4.揪1拍现场众总线逢应用称及其总安全间可靠症性的字提高习26饼4.缺1.疮1葬现场裕总线危的发霸展与首应用症26忽4.抖1.划2P喊ro像fi帝bu背s篮现场斤总线猎通信愤协议撒。踢27今4.除1.仆3刚系统折实时雄性研钟究丛29期4.裤2现工业君以太冶网实暑时性笨问题蔑及解愚决方禾案。早33曲4.陡2.连1叠工业虏以太右网通怀信原粗理潜33航4.舱2.斧2狠工业驼以太吨网实坚时性狸问题差的研序究尼35拨第五筛章僻化学蒜加药税控制战理论认研究界37型5.怜1黑加药涛系统财控制岭对象题数学捉模型志的建汗立问37盯5.艳1.槐1旗河控制看对象摧选择纳37摧5.词1.折2萌榴控制喜对象鸣特性点分析娘37稻5乖.1截.3乎肥建立坝控制界模型免38犯5.脂2毙蹈控制坐算法振的确略定催41穷5.聪3测加药递模糊螺控制犁器的责建立缩41坝5.勿4防招化学往加药枣参数正自调商整模锤糊忍PI宝D番控制墓器的邪设计得46瓣5.舌5公挤仿真扣曲线霸48总第六望章伶电厂纲化学侵加药凭模糊薄控制弱系统馅的设鄙计与据实现嘴51焰6.装1荷控制语系统祝的原文理与题控制袖指标蜻51移6.包1.韵1漠控制忌系统赤的原瓶理妈51枝6.添1.们2霜自动茧加药渗控制词系统晴主要罚技术纤指标碍52系6.践2唐硬件甲系统敢设计求方案食52溜6.哲3趟软件伶实现受57浸第七仇章裁总结伙与展拨望鸦61占致搂谢始62拴参考厦文献迎63廊帐心喘标扑俊遭舱刘近年炭来，腥我国旗经济尽迅速宜发展需，生李产力余不断拉提高尖，电请力作闻为经延济发晶展的网动力邻得到延了迅姑速的晶发展萄。傍为了商节省吩能源豪和保烤护环匪境，柏提高晶火力欢发电杂的经像济性叮，大今容量薄超临垮界机守组因室其能厌源利帆用率生高、螺经济湖性能掌好而竟得到乎快速嫩发展怎，已谷在世更界发谋达国网家广叉泛应春用。班随着回科学锹技术目的发胃展及披计算素机更乞新升坊级，务先进刑的控罪制策随略、耍专家涛系统示、现朋场总元线和驴智能挖变送材器的兵广泛懂应用窄，将取有利注于节赠约投而资，残降低飞能耗忌，便宋于维超护和慨提高狡火电躬厂安待全、挽经济泰运行指水平桌[1押]围。珍热工雾自动惹化是石火电塞厂不胜可缺搅少的屿组成轮部分格，而肌热工看自动秘化的哪水平星又是哗现代芳火力醒发电把技术跑和管汤理水芝平的锋综合铺体现奶。络这主挽要缝有司两个骡因素峡推动茧，一淡个是饺DC码S，趣另一主个是狗协调躬控制粪系统租。D责CS败在电岗厂的裹普及架应用社，为开火电辅厂热辈工闯自动洒化技议术的线发展含奠定朝了基筝础蛾。而耐协调首控制杰系统肢在单面元机甜组普慌遍投兰入，今使火撇电厂叙热工冲自动删化达泼到前很所未茎有的劳新高柄度。叠目前徒广泛堆采用壶以微仗机为慕核心评的逝DC涌S拥，其姨可靠辉性很孤高，缎可依执赖性侧强，赔可以朽充分自发挥遍自动援化的犹功能跳，并透取得百了肺很歉好的壤安全制和经窜济效鼓益。案在壳热工梦自动脂化漫系统岗采用含开放润的工追业计苍算机丽系统霜和远甜程智做能次I/识O赵，有旬利于效减少岗信号固电缆躁，降荒低造岂价；浓应骆用精先进疏的控渔制策诚略、阀专家税系统旅、可水充分犹发掘薄DC得S宋的潜初力，义解决户一些钞老大伤难问启题，蜡进一鹅步提封高电陡厂安辩全与协经济旺运行疯。丹由于省火电渔机组畅越来鲜越大剃，对饱机组睛热工迟自动撇控制秤系统榴控制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