CN107132758B - 引风机pid控制器前馈逻辑优化组态控制系统的运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种引风机PID控制器前馈逻辑优化组态控制系统的运行方法,其步骤包括:建立平衡块和F(x)函数块,建立SFT切换块和Σ加法块,建立F(x)函数块包括建立F(x)1函数块和建立F(x)2函数块,送风机PID输出指令通过F(x)2函数块进行转换,实发功率信号通过F(x)1函数块进行转换,转换完后的实发功率信号传入SFT切换块进行处理;经过SFT切换块处理后的实发功率信号与经过F(x)2函数块转换后的送风机PID输出指令通过Σ加法块进行相加,Σ加法块将相加后的信号通过PID控制器的引脚传入PID控制器;其中以辅机故障减负荷的发生作为SFT切换块的转换条件。

Description

引风机PID控制器前馈逻辑优化组态控制系统的运行方法
技术领域
本发明涉及一种引风机PID控制器前馈逻辑优化组态控制系统的运行方法。
背景技术
火力发电厂普遍使用分散控制系统 (Distributed Control System,DCS) 对整个机组的运行进行监视和控制。协调控制系统 (Coordination Control System, CCS) 隶属于分散控制系统,通过把锅炉和汽轮机当作一个整体来进行控制,以协调两者的工作状态和能量供需关系。主燃料跳闸MFT(Main Fuel Trip),中文名为主燃烧跳闸,是锅炉安全保护的核心内容,它的作用是连续监视预先确定的各种安全运行条件是否满足,一旦出现可能危及锅炉安全运行的工况,就快速切断进入炉膛的燃料,避免事故发生。
当机组主要辅机故障跳闸且备用设备无法联锁启动而使机组出力受到限制时(协调控制系统在自动状态),为适应设备出力,协调控制系统强制将机组负荷按预定的速率减到尚在运行的辅机所能承受的最大负荷目标值,该功能称为辅机故障减负荷(RUNBACK),简称 RB。
机组的 RB 功能是 CCS 控制系统中的重要功能。炉膛压力设定值与炉膛压力实际值的偏差通过 PID 控制器计算后输出给平衡块,平衡块将控制指令平行输送给各引风机动叶调节装置。送风机PID输出指令通过F(x)转换作为引风机PID控制器的前馈FF。
现有技术存在的风险:当机组发生一次风机RB之后,送入炉膛的风量瞬间减小,可能造成炉膛瞬时负压过大,燃烧不稳,严重时可能造成炉膛灭火触发机组MFT停机。
中国专利201510374622.5公开了一种PID控制器以及数据收集方法收集报警发生前后的详细的时序数据。PID控制器具备:操作量计算部,通过PID控制运算,根据设定值与控制量来计算操作量;操作量输出部,将操作量输出到控制器外部;报警通知部,在检测到异常时产生报警;数据记录部,临时记录控制量的时序数据;以及数据保存部,仅在发生了报警的情况下,读出在该报警发生前后数据记录部所记录的数据并进行保存。该方案响应时间不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足,而提供一种避免发生一次风机RB时炉膛瞬时负压过大的一种引风机PID控制器前馈逻辑优化组态控制系统的运行方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是:引风机PID控制器前馈逻辑优化组态控制系统的运行方法,其步骤包括:建立平衡块和F(x)函数块,送风机PID输出指令通过F(x)函数块进行转换,转换后的送风机PID输出指令作为PID控制器的前馈,炉膛压力设定值与炉膛压力实际值的偏差通过 PID 控制器计算后输出给平衡块,平衡块将控制指令平行输送给各引风机动叶调节装置,其特征在于:步骤还包括建立Σ加法块,建立F(x)函数块包括建立F(x)1函数块和建立F(x)2函数块,送风机PID输出指令通过F(x)2函数块进行转换,实发功率信号通过F(x)1函数块进行转换,转换完后的实发功率信号传入SFT切换块进行处理;通过SFT切换块处理后的实发功率信号与经过F(x)2函数块转换后的送风机PID输出指令通过Σ加法块进行相加,Σ加法块将相加后的信号通过PID 控制器的引脚传入PID 控制器;其中以辅机故障减负荷的发生作为SFT切换块的转换条件。
本发明还包括建立TDOFF反延时块,当发生一次辅机故障减负荷并且反延时120秒,TDOFF反延时块将辅机故障减负荷信号与反延时信号传入SFT切换块。
本发明所述SFT切换块共有三个,分别为一号SFT切换块、二号SFT切换块和三号SFT切换块,转换完后的实发功率信号先传入一号SFT切换块,然后传入二号SFT切换块,最后传入三号SFT切换块。当发生一次风机RB时,三个SFT切换块输入引脚Z由0变为1,与送风机PID输出相加的引风机PID控制器前馈由0切换到当前实发功率所对应的函数F(x)1的输出,自动减小引风机PID控制器的输出,从而避免炉膛负压过大造成燃烧不稳定可能触发的锅炉灭火MFT。当一次风机RB结束后120秒,3个SFT切换块输入引脚Z由1变为0,与送风机PID输出相加的引风机PID控制器前馈由当前实发功率所对应的函数F(x)1的输出,以0.3/min的速率逐渐恢复到0。
本发明所述TDOFF反延时块将辅机故障减负荷信号与反延时信号直接传入一号SFT切换块,TDOFF反延时块将辅机故障减负荷信号与反延时信号直接传入二号SFT切换块,TDOFF反延时块将辅机故障减负荷信号与反延时信号直接传入三号SFT切换块。
本发明功能块是模拟量无扰切换功能块SFT切换块。当切换信号Z变化时,功能块的输出能够在信号X1和信号X2之间切换,并且切换时模块的输出变化的速率可以被限制在设定的范围内,从而达到切换时的无扰动或较小扰动。在D1 = 0时,当Z从1变为0,则Y (n)= X2(n);在D2=0时,当Z从0变为1,则Y (n) = X1(n)。如果D2≠0,当Z从0变为1,即Y从X2切换到X1,此时Y的变化受到速率限制D2的限制,直到Y=X1。如果D1≠0,当Z从1变为0,即Y从X1切换到X2,此时Y的变化受到速率限制D1的限制,直到Y = X2。
本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:本发明在一次风机RB发生时,通过瞬间适当减小引风机PID前馈的方式,减小引风机输出指令而减小引风机出力,维持炉膛内送入和吸出风量的平衡,避免出现炉膛瞬时负压过大造成机组停机的情况,避免了机组停机、再次启机,以及电网对电厂电量考核的经济损失。
附图说明
图1是本发明实施例的现有技术控制逻辑图。
图2是本发明实施例的控制逻辑图。
图3是本发明实施例的SFT切换块逻辑结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图3。
现有技术中,先行建立平衡块和F(x)函数块,送风机PID输出指令通过F(x)函数块进行转换,转换后的送风机PID输出指令作为PID控制器1的前馈,通过PID控制器1的引脚FF传入PID控制器1,炉膛压力设定值与炉膛压力实际值的偏差通过 PID 控制器计算后输出给平衡块,平衡块将控制指令平行输送给各引风机动叶调节装置。本实施例的对比组中,平衡块将A引风机动叶指令输入至引风机动叶调节装置A,平衡块将B引风机动叶指令输入至引风机动叶调节装置B。
本实施例为一种引风机PID控制器1前馈逻辑优化组态控制系统的运行方法。
本实施例在现有基础上,建立Σ加法块,将建立的F(x)函数块分割为F(x)1函数块和F(x)2函数块,送风机PID输出指令通过F(x)2函数块进行转换,实发功率信号通过F(x)1函数块进行转换,转换完后的实发功率信号传入SFT切换块2进行处理;经过SFT切换块2处理后的实发功率信号与经过F(x)2函数块转换后的送风机PID输出指令通过Σ加法块进行相加,Σ加法块将相加后的信号通过PID 控制器的引脚传入PID 控制器;其中以辅机故障减负荷的发生作为SFT切换块2的转换条件。
本实施例以660MW火电机组为例,发功率所对应的函数F(x)1={0,0;300,-4;600,-7;680,-9}。
选择模块采用分散控制系统中型号为SFT切换块2的算法块,算法块的描述:
SFT切换块2是模拟量无扰切换功能块,当切换信号Z变化时,功能块的输出能够在信号X1和信号X2之间切换,并且切换时模块的输出变化的速率可以被限制在设定的范围内,从而达到切换时的无扰动或较小扰动。在D1 = 0时,当Z从1变为0,则Y(n) = X2(n);在D2=0时,当Z从0变为1,则Y(n) = X1(n)。如果D2≠0,当Z从0变为1,即Y从X2切换到X1,此时Y的变化受到速率限制D2的限制,直到Y=X1。如果D1≠0,当Z从1变为0,即Y从X1切换到X2,此时Y的变化受到速率限制D1的限制,直到Y=X2。
作为优选,本实施例SFT切换块2共有三个,分别为一号SFT切换块、二号SFT切换块和三号SFT切换块,转换完后的实发功率信号先传入一号SFT切换块,然后传入二号SFT切换块,最后传入三号SFT切换块。当发生一次风机RUNBACK(RB)时,三个SFT切换块2输入引脚Z由0变为1,与送风机PID输出相加的引风机PID控制器1前馈由0切换到当前实发功率所对应的函数F(x)1的输出,自动减小引风机PID控制器1的输出,从而避免炉膛负压过大造成燃烧不稳定可能触发的锅炉灭火MFT(主燃料跳闸)。当一次风机RB结束后120秒,三个SFT切换块2输入引脚Z由1变为0,与送风机PID输出相加的引风机PID控制器1前馈由当前实发功率所对应的函数F(x)1的输出,以0.3/min的速率逐渐恢复到0。
本实施例还包括建立TDOFF反延时块,当发生一次辅机故障减负荷并且反延时120秒,TDOFF反延时块将辅机故障减负荷信号与反延时信号传入SFT切换块2。
TDOFF反延时块将辅机故障减负荷信号与反延时信号直接传入一号SFT切换块,TDOFF反延时块将辅机故障减负荷信号与反延时信号直接传入二号SFT切换块,TDOFF反延时块将辅机故障减负荷信号与反延时信号直接传入三号SFT切换块。
此外,需要说明的是,本说明书中所描述的具体实施例,其零、部件的形状、所取名称等可以不同,本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化,均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种引风机PID控制器前馈逻辑优化组态控制系统的运行方法,其步骤包括:建立平衡块和F(x)函数块,送风机PID输出指令通过F(x)函数块进行转换,转换后的送风机PID输出指令作为PID控制器的前馈,炉膛压力设定值与炉膛压力实际值的偏差通过 PID 控制器计算后输出给平衡块,平衡块将控制指令平行输送给各引风机动叶调节装置,其特征在于:步骤还包括建立Σ加法块,建立F(x)函数块包括建立F(x)1函数块和建立F(x)2函数块,送风机PID输出指令通过F(x)2函数块进行转换,实发功率信号通过F(x)1函数块进行转换,转换完后的实发功率信号传入SFT切换块进行处理;通过SFT切换块处理后的实发功率信号与经过F(x)2函数块转换后的送风机PID输出指令通过Σ加法块进行相加,Σ加法块将相加后的信号通过PID 控制器的引脚传入PID 控制器;其中以辅机故障减负荷的发生作为SFT切换块的转换条件;
步骤还包括建立TDOFF反延时块,当发生一次辅机故障减负荷并且反延时120秒,TDOFF反延时块将辅机故障减负荷信号与反延时信号传入SFT切换块;
所述SFT切换块共有三个,分别为一号SFT切换块、二号SFT切换块和三号SFT切换块,转换完后的实发功率信号先传入一号SFT切换块,然后传入二号SFT切换块,最后传入三号SFT切换块。
2.如权利要求1所述的引风机PID控制器前馈逻辑优化组态控制系统的运行方法,其特征在于:所述TDOFF反延时块将辅机故障减负荷信号与反延时信号直接传入一号SFT切换块,TDOFF反延时块将辅机故障减负荷信号与反延时信号直接传入二号SFT切换块,TDOFF反延时块将辅机故障减负荷信号与反延时信号直接传入三号SFT切换块。
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