CN108062117A - 一种多台除氧器并列运行水位控制装置 - Google Patents

一种多台除氧器并列运行水位控制装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种多台除氧器并列运行水位控制装置。该装置主要包括第一PID信号输出回路以及第二PID信号输出回路。其中，当母管制机组的负荷高于预设负荷时，第一PID信号输出回路基于多台除氧器的三冲量输出第一PID模拟信号；当母管制机组的负荷低于预设负荷时，第二PID信号输出回路基于多台除氧器的水位平均值和预设水位阈值的差值输出第二PID模拟信号，以控制多台除氧器的水位阀门开度。与现有技术相比，本申请可对母管制多台除氧器实现整体水位的联合自动调节，不需要操作人员采用手动操作，提高了对机组的自动化水平。

Description

一种多台除氧器并列运行水位控制装置
技术领域
本申请涉及母管制机组控制领域，更具体地说，涉及一种多台除氧器并列运行水位控制装置。
背景技术
母管制机组除氧器由于各单台除氧器水侧有平衡母管相互连通，使水位容易产生较大偏差，严重时造成个别除氧水位过低，使得给水泵发生汽浊的严重事故。因此，热力除氧器水位是影响除氧水质合格，除氧给水系统安全运行的主要控制参数，加强除氧器水位控制，保证水位稳定，是确保除氧给水系统稳定运行的关键。
目前，母管制机组的多台除氧器系统上采用并列运行方式，各台除氧器水位控制相互影响、调节难度很大，往往采用手动运行频繁操作，严重影响了机组的自动化水平。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种多台除氧器并列运行水位控制方法和装置，以实现多台除氧器水位的自动调节。
为了实现上述目的，现提出的方案如下：
一种多台除氧器并列运行水位控制装置，包括：
第一PID信号输出回路，用于当母管制机组的负荷高于预设负荷时，基于所述多台除氧器的三冲量输出第一PID模拟信号以控制所述多台除氧器的水位阀门开度；
第二PID信号输出回路，用于当母管制机组的负荷低于预设负荷时，基于所述多台除氧器的水位平均值和预设水位阈值的差值输出第二PID模拟信号，以控制所述多台除氧器的水位阀门开度；
其中，当所述水位平均值低于所述预设水位阈值时，所述第二PID模拟信号用于增大所述多台除氧器的水位阀门开度，当所述水位平均值高于所述预设水位阈值时，所述第二PID模拟信号用于减小所述多台除氧器的水位阀门开度；
切换回路，用于实现所述第一PID信号输出回路和所述第二PID信号输出回路的切换。
优选的，还包括：第三PID信号输出回路，用于基于所述多台除氧器的最高水位值与最低水位值的差值输出第三PID模拟信号；
其中，所述第三PID模拟信号用于增大水位最低的除氧器的水位阀门开度，以及减小水位最高的除氧器的水位阀门开度。
优选的，还包括：信号转换回路还用于实现所述第一PID模拟信号和所述第三PID模拟信号的叠加，以及所述第二PID模拟信号和所述第三PID模拟信号的叠加。
优选的，所述信号转换回路包括：微分器、加法器器以及积分器；
其中，所述微分器用于对所述第一PID模拟信号、所述第二PID模拟信号以及所述第三模拟信号进行微分处理，以生成各个模拟信号相应的第一中间量信号、第二中间量信号以及第三中间量信号；
所述加法器用于实现所述第一中间量信号和所述第三中间量信号的叠加，以及所述第二中间量信号和所述第三中间量信号的叠加；
所述积分器用于对叠加后的中间量信号进行积分处理，以生成控制各台除氧器水位阀门的最终模拟量控制指令。
优选的，所述第二PID信号输出回路，包括：
数据采集器，用于获取各台除氧器的水位值；
计算器，用于计算所述多台除氧器的水位平均值；
比较器，用于比较所述水位平均值与预设水位阈值，并输出比较结果；
第二PID控制器，用于基于所述比较器输出的比较结果输出所述第二PID模拟信号。
优选的，所述第一PID信号输出回路、所述第二PID信号输出回路以及所述第三PID信号输出回路中的PID控制器均包括：主用PID控制器以及备用PID控制器。
优选的，还包括：
状态检测器，用于对所述主用PID控制器的工作状态进行检测，若所述主用PID控制器处于上限极值或下限极值时，对所述主用PID控制器和所述备用PID控制器进行切换。经由上述技术方案可知，本申请公开一种多台除氧器并列运行水位控制装置。该装置主要包括第一PID信号输出回路以及第二PID信号输出回路。其中，当母管制机组的负荷高于预设负荷时，第一PID信号输出回路基于多台除氧器的三冲量输出第一PID模拟信号；当母管制机组的负荷低于预设负荷时，第二PID信号输出回路基于多台除氧器的水位平均值和预设水位阈值的差值输出第二PID模拟信号，以控制多台除氧器的水位阀门开度。与现有技术相比，本申请可对母管制多台除氧器实现整体水位的联合自动调节，不需要操作人员采用手动操作，提高了对机组的自动化水平
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1示出了本发明一个实施例公开的一种多台除氧器并列运行水位控制装置的结构示意图；
图2示出了本发明另一个实施例公开的一种多台除氧器并行水位控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1示出了本发明一个实施例公开的一种多台除氧器并列运行水位控制装置的结构示意图。
由图1可知，该装置包括：第一PID信号输出回路1、第二PID模拟信号输出回路2、切换回路3。
其中，第一PID信号输出回路1用于当母管制机组的负荷高于预设负荷时，基于多台除氧器的三冲量输出第一PID模拟信号；
第二PID信号输出回路2用于当母管制机组的负荷低于预设负荷时，基于多台除氧器的水位平均值和预设水位阈值的差值输出第二PID模拟信号。
具体的，当多台除氧器的水位平均值低于预设水位阈值时，第二PID模拟信号用于增大多台除氧器的水位阀门开度，以实现对多台除氧器的供水，当多台除氧器水位平均值高于预设水位阈值时，第二PID模拟信号用于减小多台除氧器的水位阀门开度。
切换回路3用于根据基于当前母管制机组的负荷实现对第一PID信号输出回路和第二PID信号输出回路的切换。
本申请公开一种多台除氧器并列运行水位控制装置。该装置主要包括第一PID信号输出回路以及第二PID信号输出回路。其中，当母管制机组的负荷高于预设负荷时，第一PID信号输出回路基于多台除氧器的三冲量输出第一PID模拟信号；当母管制机组的负荷低于预设负荷时，第二PID信号输出回路基于多台除氧器的水位平均值和预设水位阈值的差值输出第二PID模拟信号，以控制多台除氧器的水位阀门开度。与现有技术相比，本申请可对母管制多台除氧器实现整体水位的联合自动调节，不需要操作人员采用手动操作，提高了对机组的自动化水平
需要说明的是，在本发明公开的其他实施例中，为了实现对多台除氧器之间水位偏差的调节，本发明公开的水位控制装置还包括第三模拟信号输出回路。
具体的，参见以下实施例的描述。
参见图2示出了本发明另一个实施例公开的一种多台除氧器并行水位控制装置的结构示意图。
由图2可知，该装置包括：第一PID信号输出回路1、第二PID模拟信号输出回路2、切换回路3、信号转换回路4、第三PID模拟信号输出回路5。
其中，第一PID信号输出回路1用于当母管制机组的负荷高于预设负荷时，基于多台除氧器的三冲量输出第一PID模拟信号；
第二PID信号输出回路2用于当母管制机组的负荷低于预设负荷时，基于多台除氧器的水位平均值和预设水位阈值的差值输出第二PID模拟信号。
具体的，当多台除氧器的水位平均值低于预设水位阈值时，第二PID模拟信号用于增大多台除氧器的水位阀门开度，以实现对多台除氧器的供水，当多台除氧器水位平均值高于预设水位阈值时，第二PID模拟信号用于减小多台除氧器的水位阀门开度。
可选的，第二PID信号输出回路，具体包括：数据采集器，用于获取各台除氧器的水位值；
计算器，用于计算所述多台除氧器的水位平均值；
比较器，用于比较所述水位平均值与预设水位阈值，并输出比较结果；
第二PID控制器，用于基于所述比较器输出的比较结果输出所述第二PID模拟信号。
切换回路3用于根据基于当前母管制机组的负荷实现对第一PID信号输出回路和第二PID信号输出回路的切换。
信号转换回路4，用于将所述第一PID模拟信号和所述第二PID模拟信号，通过微分运算处理成模拟量中间计算值，用于将第一PID模拟信号与第三PID模拟信号进行叠加，以及将第二PID模拟信号与第三PID模拟信号进行叠加，生成控制各台除氧器水位阀门的最终模拟量控制指令；。
第三PID信号输出回路5，用于基于所述多台除氧器的最高水位值与最低水位值的差值输出第三PID模拟信号；
其中，所述第三PID模拟信号用于增大水位最低的除氧器的水位阀门开度，以及减小水位最高的除氧器的水位阀门开度，以调节各个除氧器之间的水位偏差。
具体的，在本实施例中该信号转换回路包括：微分器41、加法器42以及积分器43。
其中，所述微分器用于对所述第一PID模拟信号、所述第二PID模拟信号以及所述第三模拟信号进行微分处理，以生成各个模拟信号相应的第一中间量信号、第二中间量信号以及第三中间量信号；
所述加法器用于实现所述第一中间量信号和所述第三中间量信号的叠加，以及所述第二中间量信号和所述第三中间量信号的叠加；
所述积分器用于对叠加后的中间量信号进行积分处理，以生成控制各台除氧器水位阀门的最终模拟量控制指令。
在本实施例中由于上述PID信号输出回路的输出为模拟信号，但水位调节门的动作策略需要开关量信号来进行指令分配，因而需要将PID输出回路的输出的模拟量信号通过微分环节处理为中间量信号，被选中的调节门对此中间量信号通过加法器直接叠加后进行积分处理逆变重新生成调节门的指令。
其中，所述微分器对所述PID控制器输出的模拟信息进行微分处理，生成中间量信号。所述积分器对该中间量信号进行积分处理，生成开关量信号。
另外，在本发明公开的其他实施例中由于将模拟量信号进行了微分处理，这样会存在调节器的输出值到达上限或下限的极端情况，因而本发明采用两个PID调节器的设计方法，PID控制器包括：主用PID控制器以及备用PID控制器。
当状态检测器确定主用PID控制器处于上限极值或下限极值时，对主用PID控制器和备用PID控制器进行切换，从而实现两个PID调节的交替运行。
可以理解的是，在本发明中的其他实施例中，可采用一个或多个备用PID控制器，本发明并不局限于备用PID控制器的个数，操作人员可根据实际的操作情况设置备用PID控制器的个数。
需要说明的是该系统实施例与方法实施例相对应，其执行过程和执行原理相同，在此不作赘述。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种多台除氧器并列运行水位控制装置，其特征在于，包括：
第一PID信号输出回路，用于当母管制机组的负荷高于预设负荷时，基于所述多台除氧器的三冲量输出第一PID模拟信号以控制所述多台除氧器的水位阀门开度；
第二PID信号输出回路，用于当母管制机组的负荷低于预设负荷时，基于所述多台除氧器的水位平均值和预设水位阈值的差值输出第二PID模拟信号，以控制所述多台除氧器的水位阀门开度；
其中，当所述水位平均值低于所述预设水位阈值时，所述第二PID模拟信号用于增大所述多台除氧器的水位阀门开度，当所述水位平均值高于所述预设水位阈值时，所述第二PID模拟信号用于减小所述多台除氧器的水位阀门开度；
切换回路，用于实现所述第一PID信号输出回路和所述第二PID信号输出回路的切换。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：第三PID信号输出回路，用于基于所述多台除氧器的最高水位值与最低水位值的差值输出第三PID模拟信号；
其中，所述第三PID模拟信号用于增大水位最低的除氧器的水位阀门开度，以及减小水位最高的除氧器的水位阀门开度。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：信号转换回路还用于实现所述第一PID模拟信号和所述第三PID模拟信号的叠加，以及所述第二PID模拟信号和所述第三PID模拟信号的叠加。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述信号转换回路包括：微分器、加法器器以及积分器；
其中，所述微分器用于对所述第一PID模拟信号、所述第二PID模拟信号以及所述第三模拟信号进行微分处理，以生成各个模拟信号相应的第一中间量信号、第二中间量信号以及第三中间量信号；
所述加法器用于实现所述第一中间量信号和所述第三中间量信号的叠加，以及所述第二中间量信号和所述第三中间量信号的叠加；
所述积分器用于对叠加后的中间量信号进行积分处理，以生成控制各台除氧器水位阀门的最终模拟量控制指令。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二PID信号输出回路，包括：
数据采集器，用于获取各台除氧器的水位值；
计算器，用于计算所述多台除氧器的水位平均值；
比较器，用于比较所述水位平均值与预设水位阈值，并输出比较结果；
第二PID控制器，用于基于所述比较器输出的比较结果输出所述第二PID模拟信号。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一PID信号输出回路、所述第二PID信号输出回路以及所述第三PID信号输出回路中的PID控制器均包括：主用PID控制器以及备用PID控制器。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
状态检测器，用于对所述主用PID控制器的工作状态进行检测，若所述主用PID控制器处于上限极值或下限极值时，对所述主用PID控制器和所述备用PID控制器进行切换。
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