一種基于dcs和matlab的火電機組燃燒自動調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于DCS和MATLAB的火電機組燃燒自動調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前工業(yè)控制方案90%以上采用PID控制，在復(fù)雜多變的工況下，PID控制的效果往往不理想。燃燒自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)是火電機組自動控制的重要子系統(tǒng)，其控制目標(biāo)是通過調(diào)整燃料量指令實現(xiàn)對主蒸汽壓力的精確控制，以滿足機組的安全經(jīng)濟運行。隨著近年來火電機組脫硫、脫硝等改造工作的開展，其鍋爐的燃燒對象特性已經(jīng)發(fā)生較大的變化，常規(guī)的PID控制方案漸漸不能滿足不斷變化的負(fù)荷工況的需要?；痣姍C組采用分散控制系統(tǒng)(DCS)，其邏輯組態(tài)功能比較簡單，復(fù)雜的控制方案和計算環(huán)節(jié)不能夠?qū)崿F(xiàn)，控制品質(zhì)不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種基于DCS和MATLAB的火電機組燃燒自動調(diào)節(jié)方法，DCS側(cè)負(fù)責(zé)常規(guī)PID控制方案的實現(xiàn)，MATLAB側(cè)負(fù)責(zé)實現(xiàn)復(fù)雜控制方案的實現(xiàn)的計算，控制品質(zhì)加強；DCS和MATLAB通過OPC協(xié)議通訊，用戶隨時可以根據(jù)使用情況通過選擇塊來選用其中一種控制方案。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種基于DCS和MATLAB的火電機組燃燒自動調(diào)節(jié)方法，通過高低限邏輯塊來判斷主蒸汽壓力和主蒸汽壓力設(shè)定值的偏差是否越限，如果越限，將MATLAB側(cè)的計算結(jié)果切除，繼續(xù)使用DCS側(cè)控制器的計算結(jié)果；如果不越限，將MATLAB側(cè)的計算結(jié)果寫回DCS側(cè)控制器的輸出結(jié)果中，代替DCS側(cè)控制器的輸出結(jié)果。
[0006]DCS側(cè)的具體控制方案為:主蒸汽壓力和主蒸汽壓力設(shè)定值的偏差送入DCS側(cè)的控制器中，得到第一燃燒量指令。
[0007]DCS側(cè)的控制器為PID控制器。
[0008]MATLAB側(cè)的具體控制方案為:將主蒸汽壓力、主蒸汽壓力設(shè)定值、機組負(fù)荷及主蒸汽溫度這些參數(shù)送入MATLAB控制器中，MATLAB控制器中進行控制計算；得到第二燃燒量指令。
[0009]主蒸汽壓力、主蒸汽壓力設(shè)定值、機組負(fù)荷及主蒸汽溫度這些參數(shù)通過OPC協(xié)議導(dǎo)出，送入MATLAB控制器中。
[0010]MATLAB側(cè)的計算結(jié)果通過OPC協(xié)議寫回DCS側(cè)輸出結(jié)果中。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
[0012](I)保留了原有DCS中PID控制器.
[0013](2)火電機組采用分散控制系統(tǒng)(DCS)，其邏輯組態(tài)功能比較簡單，復(fù)雜的控制方案和計算環(huán)節(jié)可以采用MATLAB來設(shè)計和實現(xiàn)，DCS和MATLAB之間通過OPC協(xié)議通訊。通過OPC協(xié)議，可以將主蒸汽壓力、機組負(fù)荷、主蒸汽溫度等重要參數(shù)導(dǎo)出至MATLAB中，進行復(fù)雜控制邏輯的設(shè)計和計算，與傳統(tǒng)單輸入PID控制器相比，控制品質(zhì)加強；
[0014](3)偏差越限時，可隨時切換回原來的PID控制器，避免因為MATLAB控制算法的缺陷、OPC通訊故障等原因造成對機組安全運行的影響。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0017]如圖1所示，一種基于DCS和MATLAB的火電機組燃燒自動調(diào)節(jié)方法，DCS側(cè)的具體控制方案為:主蒸汽壓力和主蒸汽壓力設(shè)定值的偏差送入DCS側(cè)的PID控制器中，得到第一燃燒量指令。
[0018]MATLAB側(cè)的具體控制方案為:將主蒸汽壓力、主蒸汽壓力設(shè)定值、機組負(fù)荷及主蒸汽溫度這些參數(shù)通過OPC協(xié)議導(dǎo)出，送入MATLAB控制器中，MATLAB控制器中進行控制計算，得到第二燃燒量指令，將計算結(jié)果通過OPC協(xié)議送回DCS中。
[0019]用戶可以通過用戶選擇模塊進行選擇，根據(jù)使用情況決定采用第一燃燒量指令或第二燃燒量指令。具體方法為:通過高低限邏輯塊來判斷主蒸汽壓力和主蒸汽壓力設(shè)定值的偏差是否越限，如果越限，將MATLAB側(cè)的計算結(jié)果切除，繼續(xù)使用DCS側(cè)控制器的計算結(jié)果；如果不越限，將MATLAB側(cè)的計算結(jié)果寫回DCS側(cè)控制器的輸出結(jié)果中，代替DCS側(cè)控制器的輸出結(jié)果。
[0020]越限意味著MATLAB側(cè)控制品質(zhì)不能滿足要求才會越限，也就是說此時matlab的計算可能不正確，因此要切換回DCS的結(jié)果。
[0021]電廠的控制都是用DCS控制的，但DCS實現(xiàn)的算法比較簡單，所以通過OPC協(xié)調(diào)將數(shù)據(jù)導(dǎo)出至MATLAB中進行復(fù)雜控制方案的設(shè)計和計算，再通過OPC協(xié)議導(dǎo)入到DCS中，來代替原來的DCS控制方案的計算結(jié)果。理論上來說，matlab因為可以設(shè)計更復(fù)雜和更先進的算法，其控制品質(zhì)肯定是更好的，但由于是進行了 OPC通訊，如果通訊發(fā)生故障，就有可能出現(xiàn)錯誤的計算結(jié)果，所以要設(shè)置一個選擇，這個時候選用DCS側(cè)的計算結(jié)果，雖然品質(zhì)下降一些，但是安全無錯誤。
[0022]上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于DCS和MATLAB的火電機組燃燒自動調(diào)節(jié)方法，其特征是，通過高低限邏輯塊來判斷主蒸汽壓力和主蒸汽壓力設(shè)定值的偏差是否越限，如果越限，將MATLAB側(cè)的計算結(jié)果切除，繼續(xù)使用DCS側(cè)控制器的計算結(jié)果；如果不越限，將MATLAB側(cè)的計算結(jié)果寫回DCS側(cè)控制器的輸出結(jié)果中，代替DCS側(cè)控制器的輸出結(jié)果。2.如權(quán)利要求1所述一種基于DCS和MATLAB的火電機組燃燒自動調(diào)節(jié)方法，其特征是，DCS側(cè)的具體控制方案為:主蒸汽壓力和主蒸汽壓力設(shè)定值的偏差送入DCS側(cè)的控制器中，得到第一燃燒量指令。3.如權(quán)利要求1所述一種基于DCS和MATLAB的火電機組燃燒自動調(diào)節(jié)方法，其特征是，DCS側(cè)的控制器為PID控制器。4.如權(quán)利要求1所述一種基于DCS和MATLAB的火電機組燃燒自動調(diào)節(jié)方法，其特征是，MATLAB側(cè)的具體控制方案為:將主蒸汽壓力、主蒸汽壓力設(shè)定值、機組負(fù)荷及主蒸汽溫度這些參數(shù)送入MATLAB控制器中，MATLAB控制器中進行控制計算；得到第二燃燒量指令。5.如權(quán)利要求4所述一種基于DCS和MATLAB的火電機組燃燒自動調(diào)節(jié)方法，其特征是，主蒸汽壓力、主蒸汽壓力設(shè)定值、機組負(fù)荷及主蒸汽溫度這些參數(shù)通過OPC協(xié)議導(dǎo)出，送入MATLAB控制器中。6.如權(quán)利要求1所述一種基于DCS和MATLAB的火電機組燃燒自動調(diào)節(jié)方法，其特征是，MATLAB側(cè)的計算結(jié)果通過OPC協(xié)議寫回DCS側(cè)輸出結(jié)果中。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于DCS和MATLAB的火電機組燃燒自動調(diào)節(jié)方法，通過高低限邏輯塊來判斷主蒸汽壓力和主蒸汽壓力設(shè)定值的偏差是否越限，如果越限，將MATLAB側(cè)的計算結(jié)果切除，繼續(xù)使用DCS側(cè)控制器的計算結(jié)果；如果不越限，將MATLAB側(cè)的計算結(jié)果寫回DCS側(cè)控制器的輸出結(jié)果中，代替DCS側(cè)控制器的輸出結(jié)果?？呻S時切換回原來的PID控制器，避免因為MATLAB控制算法的缺陷、OPC通訊故障等原因造成對機組安全運行的影響。
【IPC分類】G05B19/418
【公開號】CN104898619
【申請?zhí)枴緾N201510251277
【發(fā)明人】高嵩, 李軍, 孟祥榮, 王文寬, 韓英昆, 龐向坤, 林波, 于慶彬, 李克雷, 孫洋
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月15日