專利名稱：一種大型鍋爐主蒸汽壓力的控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動控制系統，特別涉及一種大型電站鍋爐的PID自動控制系 統。
背景技術：
現有的大型電站鍋爐主蒸汽壓力的控制基本采用固定參數的PID自動控制系統 來完成。隨著鍋爐負荷的變化和其他干擾因素的影響，大型鍋爐的主蒸汽壓力動態特性 具有很大差異，由于固定參數的PID自動控制系統不能適應被控對象動態特性的大范圍變 化，造成大型鍋爐主蒸汽壓力的控制性能下降，甚至達不到控制指標的要求，從而直接影響 鍋爐的穩定及經濟運行。
發明內容
本發明提供的一種大型鍋爐主蒸汽壓力的控制系統可以根據主蒸汽壓力動態特 性的變化，及時調整PID參數，解決了對大型鍋爐的主蒸汽壓力的動態跟綜和穩定控制的 技術問題。 本發明是通過以下方案解決以上問題的 —種大型鍋爐主蒸汽壓力的控制系統，包括PID模塊、鍋爐機組、A/D轉換器、D/A 轉換器和鍋爐的主蒸汽壓力傳感器，所述鍋爐機組發電功率指令P。接入A/D轉換器的輸入 端ip所述鍋爐的主蒸汽壓力傳感器的輸出端與所述的A/D轉換器的輸入端12相連，所述 的A/D轉換器的輸出端o2與減法模塊的負輸入端連接在一起，所述的A/D轉換器的輸出端 Oi與第一函數模塊f。(X)的輸入端連接在一起，第一函數模塊f。(x)的輸出端與所述的減法 模塊的正輸入端連接在一起，在所述的減法模塊的輸出端得到了主蒸汽壓力PT與其設定值 P。之間的偏差E，該偏差E分別與高值監視器8的輸入端和低值監視器9的輸入端連接在一 起，高值監視器8的輸出端分別與第一模擬量開關模塊1的控制端s和第三模擬量開關模 塊3的控制端s連接在一起，低值監視器9的輸出端分別與第二模擬量開關模塊2的控制 端s和第四模擬量開關模塊4的控制端s連接在一起；主蒸汽壓力pT與其設定值P。之間的 偏差E同時還經過一微分模塊得到偏差E的變化速度E。，該偏差E的變化速度E。分別輸入 到第十函數模塊^(x)的輸入端、第九函數模塊&300的輸入端、第八函數模塊f^(x)的輸 入端、第七函數模塊^(x)的輸入端、第六函數模塊^(x)的輸入端、第五函數模塊fM(X) 的輸入端，第六函數模塊f13(x)的輸出端與第一模擬量開關模塊1的輸入端t相連接，第 七函數模塊f12(x)的輸出端與第一模擬量開關模塊1的輸入端i2相連接，第一模擬量開關 模塊1的輸出端o與第二模擬量開關模塊2的輸入端i2相連接，第五函數模塊f14(x)的輸 出端與第二模擬量開關模塊2的輸入端iJ目連接，經模數轉換后的鍋爐負荷指令P。分別連 接到第二函數模塊fn(x)的輸入端、第三函數模塊&(x)的輸入端、第四函數模塊&(x)的 輸入端，第二函數模塊fu (x)的輸出端與第一乘法模塊的一輸入端連接在一起，第二模擬 量開關模塊2的輸出端與第一乘法模塊5的另一輸入端連接在一起，第一乘法模塊5的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模塊的比例帶調節參數S的輸入端連接在一起；第九函
數模塊f23(x)的輸出端與第三模擬量開關模塊3的輸入端^相連接，第十函數模塊f22(x) 的輸入端與第三模擬量開關模塊3的輸入端i2相連接，第三模擬量開關模塊3的輸出端o 與第四模擬量開關模塊4的輸入端i2相連接，第八函數模塊f24(x)的輸出端與第四模擬量 開關模塊4輸入端^連接在一起，第四模擬量開關模塊4輸出端與第二乘法模塊6的一個 輸入端連接在一起，第二乘法模塊6的另一個輸入端與第三函數模塊&(x)的輸出端連接 在一起，第二乘法模塊6的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模塊的積分時間調節參數 L的輸入端連接在一起；第四模擬量開關模塊4輸出端同時與第十一函數模塊f32(x)的輸 入端連接在一起，第十一函數模塊f32(x)的輸出端與第三乘法模塊7的輸入端連接在一起， 第三乘法模塊7的另一輸入端與第四函數模塊&(x)的輸出端連接在一起，第三乘法模塊7 的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模塊的微分時間調節參數Td的輸入端連接在一起。
第一乘法模塊5的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模塊的比例帶調節參數S 的輸入端之間連接有乘法模塊，第二乘法模塊6的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模 塊的積分時間調節參數1\的輸入端之間連接有乘法模塊，第三乘法模塊7的輸出端與鍋爐 自動控制系統中的PID模塊的微分時間調節參數Td的輸入端之間連接有乘法模塊。這些 乘法模塊分別與原固定參數PID調節模塊的比例帶的固定值S。、積分時間的固定值Ti。；微 分時間的固定值Td。相乘。 本發明解決了對大型鍋爐的主蒸汽壓力的動態跟綜和穩定控制的技術問題，可提 高鍋爐的熱經濟性指標并達到節能減排的目的。
圖1是本發明電路結構示意圖 圖2是三維實時在線優化器電路結構示意圖 圖3是三維實時在線優化器中所用模塊的特性及參數一覽表
具體實施例方式
首先將第一到第十一的函數模塊按照圖3所示的列表進行函數模塊特性設定。
—種大型鍋爐主蒸汽壓力的控制系統，包括PID模塊、鍋爐機組、A/D轉換器、D/A 轉換器和鍋爐的主蒸汽壓力傳感器，所述鍋爐機組發電功率指令P。接入A/D轉換器的輸入 端ii，所述鍋爐的主蒸汽壓力傳感器的模擬輸出端與所述的A/D轉換器的輸入端i2相連，所 述的A/D轉換器的輸出端o2與減法模塊的負輸入端連接在一起，所述的A/D轉換器的輸出 端c^與第一函數模塊f。(x)的輸入端連接在一起，第一函數模塊f。(x)的輸出端與所述的減 法模塊的正輸入端連接在一起，在所述的減法模塊的輸出端得到了主蒸汽壓力PT與其設定 值P。之間的偏差E，該偏差E分別與高值監視器8的輸入端和低值監視器9的輸入端連接 在一起，高值監視器8的輸出端分別與第一模擬量開關模塊1的控制端s和第三模擬量開 關模塊3的控制端s連接在一起，低值監視器9的輸出端分別與第二模擬量開關模塊2的 控制端s和第四模擬量開關模塊4的控制端s連接在一起；主蒸汽壓力pT與其設定值P。之 間的偏差E同時還經過一微分模塊得到偏差E的變化速度E。，該偏差E的變化速度E。分別 輸入到第十函數模塊&(x)的輸入端、第九函數模塊&300的輸入端、fM(x)函數模塊的輸入端、第七函數模塊^(x)的輸入端；第六函數模塊f^(x)的輸入端、第五函數模塊fM(x) 的輸入端，第六函數模塊f13(x)的輸出端與第一模擬量開關模塊1的輸入端t相連接，第 七函數模塊f12(x)的輸出端與第一模擬量開關模塊1的輸入端i2相連接，第一模擬量開關 模塊1的輸出端o與第二模擬量開關模塊2的輸入端i2相連接，第五函數模塊f14(x)的輸 出端與第二模擬量開關模塊2的輸入端^相連接，經模數轉換后的鍋爐機組發電功率指令 P。分別輸入到第二函數模塊fn(x)的輸入端、第三函數模塊&(x)的輸入端、第四函數模塊 f31(x)的輸入端，第二函數模塊fn(x)的輸出端與第一乘法模塊5的一輸入端連接在一起， 第二模擬量開關模塊2的輸出端與第一乘法模塊5的另一輸入端連接在一起，第一乘法模 塊5的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模塊的比例帶調節參數S的輸入端連接在一 起；第九函數模塊f23(x)的輸出端與第三模擬量開關模塊3的輸入端^相連接，第十函數 模塊f22 (x)的輸入端與第三模擬量開關模塊3的輸入端i2相連接，第三模擬量開關模塊3 的輸出端o與第四模擬量開關模塊4的輸入端i2相連接，第八函數模塊f24(x)的輸出端與 第四模擬量開關模塊4輸入端^連接在一起，第四模擬量開關模塊4輸出端與第二乘法模 塊6的一個輸入端連接在一起，第二乘法模塊6的另一個輸入端與第三函數模塊^(x)的 輸出端連接在一起，第二乘法模塊6的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模塊的積分時 間調節參數Ti的輸入端連接在一起；第四模擬量開關模塊4輸出端同時與第十一函數模塊
f32(x)的輸入端連接在一起，第十一函數模塊f32(X)的輸出端與第三乘法模塊7的輸入端
連接在一起，第三乘法模塊7的另一輸入端與第四函數模塊&(x)的輸出端連接在一起，第 三乘法模塊7的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模塊的微分時間調節參數Td的輸入 端連接在一起。 第一乘法模塊5的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模塊的比例帶調節參數S 的輸入端之間連接有乘法模塊，第二乘法模塊6的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模 塊的積分時間調節參數1\的輸入端之間連接有乘法模塊，第三乘法模塊7的輸出端與鍋爐 自動控制系統中的PID模塊的微分時間調節參數Td的輸入端之間連接有乘法模塊。這些 乘法模塊分別與原固定參數PID調節模塊的比例帶的固定值S。、積分時間的固定值Ti。；微 分時間的固定值Td。相乘。
權利要求
一種大型鍋爐主蒸汽壓力的控制系統，包括PID模塊、鍋爐機組、A/D轉換器、D/A轉換器和鍋爐的主蒸汽壓力傳感器，其特征在于所述鍋爐機組的發電功率指令P0接入A/D轉換器的輸入端i1，所述鍋爐的主蒸汽壓力傳感器的模擬輸出端與所述的A/D轉換器的輸入端i2相連，所述的A/D轉換器的輸出端o2與減法模塊的負輸入端連接在一起，所述的A/D轉換器的輸出端o1與第一函數模塊f0(x)的輸入端連接在一起，第一函數模塊f0(x)的輸出端與所述的減法模塊的正輸入端連接在一起，在所述的減法模塊的輸出端得到了主蒸汽壓力pT與主蒸汽壓力設定值p0之間的偏差E，該偏差E分別與高值監視器(8)的輸入端和低值監視器(9)的輸入端連接在一起，高值監視器(8)的輸出端分別與第一模擬量開關模塊(1)的控制端s和第三模擬量開關模塊(3)的控制端s連接在一起，低值監視器(9)的輸出端分別與第二模擬量開關模塊(2)的控制端s和第四模擬量開關模塊(4)的控制端s連接在一起；主蒸汽壓力pT與其設定值p0之間的偏差E同時還經過一微分模塊得到偏差E的變化速度Ec，該偏差E的變化速度Ec分別輸入到第十函數模塊f22(x)的輸入端、第九函數模塊f23(x)的輸入端、第八函數模塊f24(x)的輸入端、第七函數模塊f12(x)的輸入端、第六函數模塊f13(x)的輸入端、第五函數模塊f14(x)的輸入端，第六函數模塊f13(x)的輸出端與第一模擬量開關模塊(1)的輸入端i1相連接，第七函數模塊f12(x)的輸出端與第一模擬量開關模塊(1)的輸入端i2相連接，第一模擬量開關模塊(1)的輸出端o與第二模擬量開關模塊(2)的輸入端i2相連接，第五函數模塊f14(x)的輸出端與第二模擬量開關模塊(2)的輸入端i1相連接，經模數轉換后的鍋爐機組發電功率指令P0分別輸入到第二函數模塊f11(x)的輸入端、第三函數模塊f21(x)的輸入端、第四函數模塊f31(x)的輸入端，第二函數模塊f11(x)的輸出端與第一乘法模塊(5)的一輸入端連接在一起，第二模擬量開關模塊(2)的輸出端與第一乘法模塊(5)的另一輸入端連接在一起，第一乘法模塊(5)的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模塊的比例帶調節參數δ的輸入端連接在一起；第九函數模塊f23(x)的輸出端與第三模擬量開關模塊(3)的輸入端i1相連接，第十函數模塊f22(x)的輸出端與第三模擬量開關模塊(3)的輸入端i2相連接，第三模擬量開關模塊(3)的輸出端o與第四模擬量開關模塊(4)的輸入端i1相連接，第八函數模塊f24(x)的輸出端與第四模擬量開關模塊(4)輸入端i2連接在一起，第四模擬量開關模塊(4)輸出端與第二乘法模塊(6)的一個輸入端連接在一起，第二乘法模塊(6)的另一個輸入端與第三函數模塊f21(x)的輸出端連接在一起，第二乘法模塊(6)的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模塊的積分時間調節參數Ti的輸入端連接在一起；第四模擬量開關模塊(4)輸出端同時與第十一函數模塊f32(x)的輸入端連接在一起，第十一函數模塊f32(x)的輸出端與第三乘法模塊(7)的輸入端連接在一起，第三乘法模塊(7)的另一輸入端與第四函數模塊f31(x)的輸出端連接在一起，第三乘法模塊(7)的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模塊的微分時間調節參數Td的輸入端連接在一起。
2. 根據權利要求1所述的大型鍋爐主蒸汽壓力的控制系統，其特征在于第一乘法模 塊(5)的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模塊的比例帶調節參數S的輸入端之間連 接有乘法模塊，第二乘法模塊(6)的輸出端與鍋爐自動控制系統中的PID模塊的積分時間 調節參數Ti的輸入端之間連接有乘法模塊，第三乘法模塊(7)的輸出端與鍋爐自動控制系 統中的PID模塊的微分時間調節參數Td的輸入端之間連接有乘法模塊。
全文摘要
本發明公開了一種大型鍋爐主蒸汽壓力的控制系統，屬電站鍋爐的電路的自動控制系統，解決了大型鍋爐的主蒸汽壓力的動態跟綜和穩定控制的技術問題。包括PID模塊、鍋爐機組、A/D裝換器、D/A轉換器和鍋爐的主蒸汽壓力傳感器，采用集散控制系統中的函數模塊、微分模塊、乘法模塊、高值監視模塊、低植監視模塊和模擬量切換模塊塔建成三維實時在線優化器，介入鍋爐已有的PID閉環控制系統中，構成一個獨立的動態跟蹤和穩定控制的閉環控制系統，解決了對大型鍋爐的主蒸汽壓力的動態跟綜和穩定控制的技術問題，可提高鍋爐的熱經濟性指標并達到節能減排的目的。
文檔編號G05D16/20GK101718427SQ20091024962
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月9日 優先權日2009年12月9日
發明者倪子俊, 馮愛香, 劉艷文, 張麗香, 張屹峰, 張志剛, 張纏保, 杜艷生, 楊虹, 段秋剛, 溫武, 索思遠, 賈峰生, 郝麗花, 陳祖斌, 馬小軍, 高飛 申請人:山西省電力公司電力科學研究院