DCS系统在锅炉控制系统中的应用
常江;孙昂;原铭良
【摘 要】针对辽宁华锦热电厂锅炉实际系统,引入模型预测控制策略,优化了控制量.并且采用霍尼韦尔PKS系统中先进的Profit Loop控制器,实现了锅炉主蒸汽压力的模型预测控制,使主蒸汽压力稳定,执行机构变化平稳,达到了现场工艺的要求,取得了良好的控制效果.
【期刊名称】《电气开关》 【年(卷),期】2014(052)001 【总页数】4页(P92-95)
【关键词】Profit Loop;PID;MPC;节能降耗;主蒸汽压力控制 【作 者】常江;孙昂;原铭良
【作者单位】沈阳化工大学,信息工程学院,辽宁 沈阳 110142;沈阳化工大学,信息工程学院,辽宁 沈阳 110142;沈阳化工大学,信息工程学院,辽宁 沈阳 110142 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
文章编号: 1004 － 289X( 2014) 01 － 0092 － 04DCS 系统在锅炉控制系统中的应用常江， 孙昂， 原铭良(沈阳化工大学， 信息工程学院， 辽宁 沈阳 110142)摘要: 针对辽宁华锦热电厂锅炉实际系统， 引入模型预测控制策略， 优化了控制量。并且采用霍尼韦尔 PKS 系 统中先进的 Profit Loop 控制器， 实现了锅炉主蒸汽压力的模型预测控制， 使主蒸汽压力稳定， 执行机构变化平稳， 达到了现场工艺的
要求， 取得了良好的控制效果。关键词: Profit Loop; PID; MPC; 节能降耗; 主蒸汽压力控制中图分类号: TP29文献标识码: BApplication of DCS System in Boiler Control SystemCHANG Jiang， SUN Ang， YUAN Ming- liangCollege of Information Engineering， Shenyang University of Chemical Industrys， Shenyang 110142， China) Abstract: For Liaoning Huajin practical system of boiler in thermal power plant， we make the introduction of model pre- dictive control strategy， soften the amount of control． And with the Profit Loop of Honeywell PKS advanced controller， we implement model predictive control for boiler main steam pressure． so that the main steam pressure stable， and implemen- tingagency action soft． In the end， we achieved good effects．Keywords: profit Loop; PID; MPC; energy saving and consumption reducing; main steam pressure control1 引言由于辽宁华锦热电厂锅炉系统中主蒸汽压力回路的前后装置间耦合比较严重［1］，压力控制过程反应缓慢，动态响应时间长， 滞后严重。传统 PID 的控制效果 不理想， 直接影响到发电机的经济运行和能源的消耗。 因此， 采取 Profit Loop 控制技术来解决机组中大滞后 回路问题， 提高控制水平。2Profit Loop 的控制原理Profit Loop 是完全集成到霍尼韦尔 PKS 系统的一 种单输入 /单输出( SISO) 、 基于模型的预测控制和优 化技术。通过对被控对象的在线辨识， 以适应被控对 象动态特性的变化。最后通过滚动优化， 计算出合理 的控制信号［2］。模型预测控制方框图如图 1。Profit Loop 可以根据当前值及将来值产生控制动 作序列， 并用最优的方式去趋近设定值， 产生的控制序 列如图 2 所示。图 1 模型预测方框图图 2 控制序列图2 9 《电气开关》 ( 2014． No． 1)要: 针对辽宁华锦热电厂锅炉实际系统， 引入模型预测控制策略， 优化了控制量。并且采用霍尼韦尔 PKS 系统中先进的 Profit Loop 控制器， 实现了锅炉主蒸汽压
力的模型预测控制， 使主蒸汽压力稳定， 执行机构变化平稳，达到了现场工艺的要求， 取得了良好的控制效果。College of Information Engineering， Shenyang University of Chemical Industrys， Shenyang 110142， China)Abstract: For Liaoning Huajin practical system of boiler in thermal power plant， we make the introduction of model pre-dictive control strategy， soften the amount of control． And with the Profit Loop of Honeywell PKS advanced controller， weimplement model predictive control for boiler main steam pressure． so that the main steam pressure stable， and implemen-ting1引言动态响应时间长， 滞后严重。传统 PID 的控制效果不理想， 直接影响到发电机的经济运行和能源的消耗。因此， 采取 Profit Loop 控制技术来解决机组中大滞后回路问题， 提高控制水平。Profit Loop 是完全集成到霍尼韦尔 PKS 系统的一种单输入 /单输出( SISO) 、 基于模型的预测控制和优化技术。通过对被控对象的在线辨识， 以适应被控对象动态特性的变化。最后通过滚动优化， 计算出合理的控制信号Profit Loop 可以根据当前值及将来值产生控制动作序列， 并用最优的方式去趋近设定值， 产生的控制序列如图 2 所示。图模型预测方框图控制序列图9《电气开关》 ( 2014． No． 1)3主蒸汽压力调节对象的动态特性以主蒸汽压力为被控量的燃烧调节对象流程如图所示。由炉膛 1， 蒸发受热面 2， 汽包 3 和过热器 4 等组成［3］。其主要的扰动是燃烧量扰动( 内部扰动) 以及蒸汽流量的扰动( 外部扰动) 。图 3 汽压对象生产流程示意图3.1 内扰下蒸汽压力调节对象的动态特性记燃烧量的变化为 ΔuB， 当 ΔuB 作阶跃变化后炉 膛热负荷立即增大， 致使汽包压力 pj 上升， 导致蒸汽 流量 D 增加。由于汽轮机调汽门开度不变， 主汽压力 pr将随着蒸汽的积累而增大。pr 的升高又会使蒸汽通 向汽轮机的流出量增加， 最终达到新平衡 ［3］，如图 4 所示。 图 4 内扰下汽压的响应曲线 图 5 外扰下汽压的响应曲线其传递函数可写为:Gp( s) =
DCS系统在锅炉控制系统中的应用
