工扼装置在通用油 气锅炉自动化扼制中运用.docVIP

　　1系统配置 　　在锅炉控制系统的设计中，不同的锅炉种类和锅炉型号有不同的控制特点和控制要求，同时还需要考虑用户的特殊要求，因此一般的锅炉控制系统都难以做到普遍适用，而需要根据不同的锅炉和控制要求再进行二次开发。详细分析了大量的燃油/燃气锅炉系统的特点及控制要求，用一个配置程序根据实际锅炉的特点和使用情况设置锅炉系统，配置的内容包括界面配置、信号配置、控制配置、报表配置等。配置的内容保存在配置文件中，系统在运行时根据配置内容形成特定的控制系统，从而实现了对不同的锅炉系统按自身的配置情况运行，达到了通用化的要求。 　　锅炉控制系统的信号种类虽然多种多样，但从本质上，采集的信号可以分为模拟信号、开关信号、脉冲信号3类。 　　开关信号设置的内容包括信号名称、信号的有效电平、信号的使用标志等。信号的有效电平是指该路信号有效时信号的电平值（ 0- NO或1- NC）。开关信号的使用标志包括不用、按钮、指示、报警、联锁等几种状态。按钮类信号代表一个外部按钮，通过按钮控制某种操作，代表一种特别功能，属于位置固定、功能固定的信号，一般不能更改；指示类信号表示该信号仅用来指示一种状态；报警类信号表示当该信号有效时系统发出报警并提示报警原因；联锁类信号表示当该信号有效时系统将联锁停炉保护，并报告原因；不用的信号在运行时将不做任何处理。 　　模拟信号和脉冲信号设置的内容包括信号名称、使用标志、信号范围、量程、单位、在主画面上的显示位置、上下限报警和/或联锁停炉保护。模拟信号的信号范围指采集的信号电压范围，利用该电压范围和量程、A/ D转换器的字长计算出采集的信号的物理量大小。 　　系统的主界面用图片做背景，背景图片在界面配置中设置，锅炉名称、锅炉类型、燃料类型、产品类型等也在界面配置中设置。 　　系统中水位控制为基本的调节内容，水位控制的配置只可以选择控制算法和调节方式以及控制参数。其余的控制，包括燃烧控制、炉膛负压控制、负荷控制等则可以根据需要配置包括被控信号来源（在设置的模拟输入信号中选择）、控制输出端口（可以选择开关信号输出或模拟信号输出）、控制算法等。 　　2硬件结构 　　控制系统由工控机系统、数据采集卡、信号调理电路板以及信号传感器、变送器、执行机构等组成，如所示。 　　在数据采集/控制系统中，虽然信号的种类多种多样，但从本质上，可以分为模拟输入、开关输入、模拟输出、开关输出4大类。在中小型燃油/燃气锅炉中， 16路A/ D、2路D/ A、64路DI、32路DO就能满足系统的控制要求，因此，可以选择DAS卡PCL- 812PG和PCL- 731来实现系统的数据采集和控制，特殊情况可以增加1块PCL- 728.PCL- 812PG是包含16路A/ D、2路D/ A、16路DI、6路DO的多功能卡， PCL- 731则是可以编程的DI/ DO卡，在系统中用作DI，共48路DI. 　　信号调理板共4种：模拟信号输入调理板PBIA将来自现场传感器和变送器的各种电信号转换成标准的0 5 V电压信号；DI调理板PBID接受并隔离来自现场的触点信号、直流开关信号、交流信号等，并转换成TTL电平； AO调理PBQA； DO调理板PBQD则分别实现AO、DO输出信号的放大、隔离和驱动。 　　3系统的调节方式与控制算法 　　锅炉控制系统中的控制主要包括：汽包水位控制（热水锅炉为补水控制）、燃烧控制、炉膛负压控制、负荷控制等。 　　汽包水位控制的调节方式一般采用三冲量水位调节方式。 　　三冲量水位调节以水位信号为主调节信号，蒸汽流量做前馈调节，给水流量为反馈并与水位调节组成串级调节的方式来控制水位，三冲量水位调节结构。对于小型锅炉或者负荷变动小、用户对蒸汽品质要求不高的情况，也可以采用单冲量控制方法，即以汽包水位为唯一的控制信号。系统中实现了这两种控制方式，使用时可以根据需要选择。 　　系统中的控制算法主要包括PID控制算法和仿人智能控制算法（HSIC） ，这些算法可以在汽包水位控制、燃烧控制、炉膛负压控制、负荷控制等的控制过程选用。 　　PID算法是在数字PID算法的基础上，根据智能控制的原理改进的，根据被控对象的不同状况取不同的控制策略。PID控制算法见1. 　　 PID控制算法条件控制算法备注| e| M u= U max Bang- Bang控制| e| m or| e| dm u= K p e+ K d。 e PD控制| e| m and| e| dm u= K p e+ K i U i PI控制其中U i = e且U i U max U i = U max并U i - U max U i = - U max 　　仿人智能控制算法（ HSIC）是重庆大学智能自动化研究所提出的。该算法在宏观结构和行为上对人控制器进行模拟，通过在线的特征辨识