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爱超联赛:基于PLC的锅炉加药自动控制系统
时间:2021-01-14 来源:爱超下注平台 浏览量 39877 次

爱超联赛app|第一章目前我国对大型锅炉的自来水和蒸汽质量指标的剔除非常严格,因此有必要对锅炉水质倒计时进行监控。传统的PID控制算法多用于测量pH值,但在反应过程中,传统的PID控制器由于其中性点附近增益较高,参数无法调整。

因此,不可能使用较小的比例增益,否则系统不稳定,如果比例增益太小,系统的动态特性会恶化。对于锅炉自来水专用药物测控装置,加药系统的自动化已经建成,但没有自动配药设备,所以仍然需要根据纯碱实验室的检测结果手动配药,不仅工作强度大,而且氨和肼中含有剧毒和挥发性物质,不会对操作人员造成严重伤害,也不会造成环境污染。

为此,明确提出了两种新的酸碱度控制方法——逆增益三段非线性PID算法和分数模糊控制算法。通过对具有时滞的酸碱度中和过程的数字建模,结果表明这两种控制算法具有鲁棒性强、响应速度慢、控制精度低的特点,尤其是IFC算法可以克服酸碱度中和过程中的小时滞。通过在某电厂的实际应用,构建了锅炉自来水自动控制及专用药剂系统。

2 ph控制方法研究2.1常规PID控制PID控制是比例偏差、分数偏差和微分偏差的线性组合。图1是传统的PID控制系统。其中r是参考输出信号;PID是控制器;p为受控对象模型;d为梗阻量;E(k)为系统误差;U(k)为控制量;PH(k)是受控过程的输出。

从图中可以看出,常规PID控制中的比例本质上是线性缩放或递增,难以适应环境酸碱中和过程中被控对象的非线性特性。2.2可变增益三段非线性PID控制根据拐点将pH值变化分为一个高增益区和两个增益系数不同的低增益区。高增益区域的控制器使用较低的增益;较低增益区域的控制器使用不同的高增益来满足系统的期望性能指标。

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另外,为了避免分数饱和,采用了带死区和输入削波的PID控制算法。2.3模糊控制模糊控制算法总结如下:根据本次采样得到的系统输入值,计算输出变量;输出变量的精确正态性不明确;根据输出变量(模糊度)和模糊控制规则,根据模糊推理准备规则计算控制量(模糊度);从上面获得的控制量(模糊量)计算精确的控制量。3电厂锅炉自来水专用药控制系统一个电厂有4台300MW发电机组,分为两台,一台为1#、2#机组,另一台为3#、4#机组。每台机组的专用药剂计量泵还包括锅炉补给水(原水经各种水处理方法净化,用于弥补火电厂的汽水损失)和锅炉水。

现在以2号机组为例,专用药系统使用三个加药计量泵,即3号机组和4号机组各使用L个加药计量泵,当其中一个经常出现故障时,切换到可用泵。该系统通过检测pH值来控制锅炉水中磷酸盐的再加入量,pH值拒绝控制在914-9.78之间。当一台机组的pH值高于9.4时,启动相应机组的加药泵。此时,磷酸盐专用药箱中的磷酸盐溶液通过管道泵入相应机组除氧器出口管的专用药点(管道上的阀门均为手动阀门,长时间关闭)。

如果3号机组加药计量泵经常出现故障,关闭可用泵及其连接管道上的阀门,用泵接管3号机组加药计量泵给3号机组锅炉水加药;第四单元也是如此。锅炉水中再次加入必要的磷酸盐和氢氧化钠,可以提高缓冲性能 该系统通过减温加压装置将锅炉水样引入磷酸盐仪和酸度计分析仪进行测量。控制系统模拟量切换和PID操作后,控制变频器的输入,控制加药泵的扭矩,可以实时控制锅炉水的特殊用量,使锅炉水的磷酸盐浓度和pH值保持在合格范围内。

图2显示了控制流程图。主控器分为四个部分:调节器、执行器、被控对象和变送器。调节器由S7-200可编程控制器和适当的控制软件组成。

执行机构由变频器、电机和计量泵组成。被控对象为锅炉水;变送器使用分析仪器,即酸碱度表。3.1控制流程图3,获得3号机组锅炉加药控制系统。

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该系统从在线分析仪器(磷酸盐表和酸碱度表)中提取4 ~ 20 mA信号,根据操作过程参数和确定的数学模型进行窗口PID复合运算,并将中间结果发送给变频器,控制加药泵的特殊加药量,构建加药自动闭环调节。3.2控制系统构成与上位机软件WinCC西门子PLC相匹配的控制系统的人组方案。可编程控制器系统通过总线与上位机WinCC相连。

如图4右图所示。上位机监控部分已经由WinCC完成。监控人员可以通过阴极射线管动态监控系统的运行状态、原始工作或改变运行参数,并通过阴极射线管远程软件控制系统的运行。上位机进行数据处理和管理,并与管理信息系统连接。

上位机可以配置控制器,配置范围还包括控制器的网络地址和时间、自由选择的控制算法、原始算法参数、原始控制量的原点、算法中自由选择的输入输出量的地下通道等。下部控制部分由现场安装的一套可编程控制器(PLC)完成。它是自动特殊药物控制系统的核心,用于收集适当的水质数据。由于化工专用药系统有明显的迟滞,不会造成控制不及时,造成系统超调或波动,计算机的使用可以方便迟滞补偿的构建。

控制器采用改进的数字PID控制算法和模糊控制算法,利用输入的控制信号对交流变频器进行现场调节,然后控制电机的转矩来调节加药泵。电气部分的控制方式设计为远程和本地,建立手动/半自动/自动三种功能,后两种功能由上位机转换。控制系统采用4IFC算法的滤波处理。滤波程序的基本原理是一个周期倒计时5个值,计算平均值,采集当前值,计算采集值与平均值的差值=Xi-x;如果||0.2,则丢弃Xi,根据实际情况取X=0.2作为原信号波动范围值;如果||0.2,Xl叠加,X2代替X1,X3代替X2,X4代替X3,行列式依次确定。

用目前采样的X6代替X5,然后用这五个新值再找X,展开比较,然后继续这样循环执行程序,构造滤波函数。图5显示了使用过滤程序后,缩放后的酸碱度趋势,表明过滤效果更好。

图6显示了控制操作的界面图。结论实践证明,基于可编程控制器的化学特殊药品自动控制系统能够灵活满足各种化学特殊药品系统的在线监控。

系统自投入运行以来,运行稳定可靠,锅炉及辅助设备完全可以实现自动调节,超出了预期效果,解决了以往人工控制不能保证水质指标稳定的问题,减轻了操作人员的工作强度,获得了完全一致的好评。|爱超联赛app。

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