CN112594176B - 一种给水泵控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例提供一种给水泵控制系统及方法。所述系统包括数据采集模块，用于采集给水泵运行信息，并发送至第二、三控制模块；第一控制模块，用于根据预设方式生成第一控制信号；第二控制模块，用于生成限制第一控制器的设定值，根据给水流量信号和限制第一控制器的设定值，生成第二控制信号；第三控制模块，用于生成限制第二控制器的设定值，根据给水压差信号和限制第二控制器的设定值，生成第三控制信号；选择模块，用于从第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号中选择最大值发送至控制柜；控制柜，用于根据控制信号控制给水泵的运行。利用本说明书实施例可以在保证机组安全运行的基础上，为给水泵控制提出更为合理的控制方案。
Description
技术领域
本申请涉及机组控制领域，特别涉及一种给水泵控制系统及方法。
背景技术
随着能源格局、能源政策的变化，大量新能源电站如雨后春笋般接入电网，这对于常规火电机组升级换代提出更高的技术要求。为了适应市场的变化以及有效的吸纳由于新能源电站接入导致电网的峰谷差，新建机组大量采用单侧辅机的运行方式。给水泵作为诸多辅机中的一种，不仅关系着机组的安全运行，而且对于机组整体控制水平起着关键作用，因此对给水泵控制变得越来越重要。
现有技术中对给水泵的控制方法主要通过汽包水位控制和直流炉给水流量控制实现。然而，这种方式通常只适用于正常工况下对给水泵的控制，对于(超)宽负荷运行区间、极端工况(如RB工况)等中对给水泵的控制难以满足要求。
因此，业内亟需一种可以解决上述技术问题的技术方案。
发明内容
本说明书实施例提供了一种给水泵控制系统及方法，不仅可以在保证机组安全运行的基础上，为给水泵控制提出更为合理的控制方案，而且可以提高机组的变负荷能力和适应性，提高机组各项指标的调节性能。
本说明书提供的一种给水泵控制系统及方法是包括以下方式实现的。
一种给水泵控制系统，包括：数据采集模块、第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块、选择模块以及控制柜；所述数据采集模块，用于采集给水流量信号、给水扬程信号、主汽流量信号、给水压差信号，还用于将所述给水流量信号和所述给水扬程信号发送至所述第二控制模块，将所述主汽流量信号和所述给水压差信号发送至所述第三控制模块；所述第一控制模块，用于根据预设方式生成第一控制信号，所述预设方式包括汽包水位控制逻辑方式和锅炉给水流量控制逻辑方式；还用于将所述第一控制信号发送至选择模块；所述第二控制模块，用于根据所述给水扬程信号和第一预设函数生成限制第一控制器的设定值；还用于根据所述给水流量信号和所述限制第一控制器的设定值，生成第二控制信号；还用于将所述第二控制信号发送至选择模块；所述第三控制模块，用于根据所述主汽流量信号和第二预设函数生成限制第二控制器的设定值；还用于根据所述给水压差信号和所述限制第二控制器的设定值，生成第三控制信号；还用于将所述第三控制信号发送至选择模块；所述选择模块，用于比较所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号的大小，将最大值发送至控制柜；所述控制柜，用于根据控制信号控制给水泵的运行。
一种给水泵控制系统，包括：数据采集模块、第一控制模块、第二控制模块、选择模块以及控制柜；所述数据采集模块，用于采集给水流量信号和给水扬程信号，还用于将所述给水流量信号和所述给水扬程信号发送至所述第二控制模块；所述第一控制模块，用于根据预设方式生成第一控制信号，所述预设方式包括汽包水位控制逻辑方式和锅炉给水流量控制逻辑方式；还用于将所述第一控制信号发送至选择模块；所述第二控制模块，用于根据所述给水扬程信号和第一预设函数生成限制第一控制器的设定值；还用于根据所述给水流量信号和所述限制第一控制器的设定值，生成第二控制信号；还用于将所述第二控制信号发送至选择模块；所述选择模块，用于比较所述第一控制信号和第二控制信号的大小，将最大值发送至控制柜；所述控制柜，用于根据控制信号控制给水泵的运行。
一种给水泵控制系统，包括：数据采集模块、第一控制模块、第三控制模块、选择模块以及控制柜；所述数据采集模块，用于采集主汽流量信号和给水压差信号，还用于将所述主汽流量信号和所述给水压差信号发送至所述第三控制模块；所述第一控制模块，用于根据预设方式生成第一控制信号，所述预设方式包括汽包水位控制逻辑方式和锅炉给水流量控制逻辑方式；还用于将所述第一控制信号发送至选择模块；所述第三控制模块，用于根据所述主汽流量信号和第二预设函数生成限制第二控制器的设定值；还用于根据所述给水压差信号和所述限制第二控制器的设定值，生成第三控制信号；还用于将所述第三控制信号发送至选择模块；所述选择模块，用于比较所述第一控制信号和第三控制信号的大小，将最大值发送至控制柜；所述控制柜，用于根据控制信号控制给水泵的运行。
一种给水泵控制方法，包括：采集给水泵的运行信息，所述运行信息包括给水流量信号、给水扬程信号、主汽流量信号、给水压差信号；根据所述运行信息和预设控制逻辑方式生成控制信号；根据所述控制信号控制给水泵的运行。
本说明书提供的一种给水泵控制系统及方法。一些实施例中通过采集给水泵的运行信息，其中，运行信息包括给水流量信号、给水扬程信号、主汽流量信号、给水压差信号，根据运行信息和预设控制逻辑方式生成控制信号，进而根据控制信号控制给水泵的运行。由于在生成控制信号时，考虑了给水泵在不同运行工况中的情形，使得本申请方案不仅可以在保证机组安全运行的基础上，为给水泵控制提出更为合理的控制方案，而且可以提高机组的变负荷能力和适应性，提高机组各项指标的调节性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，并不构成对本说明书的限定。在附图中：
图1是本说明书提供的一种给水泵控制系统的结构示意图；
图2是本说明书提供的变速给水泵的流量扬程特征图；
图3是本说明书提供的一种给水泵控制系统的具体结构示意图；
图4是本说明书提供的另一种给水泵控制系统的结构示意图；
图5是本说明书提供的另一种给水泵控制系统的结构示意图；
图6是本说明书提供的一种给水泵控制方法的一个实施例的流程示意图；
图7是本说明书提供的一种给水泵控制服务器的一个实施例的硬件结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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说明书中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书实施例保护的范围。
现阶段，大型燃煤机组技术得到广泛采用，同时由于投资效益等经济方面的要求，单侧辅机特别是单台给水泵的设计也广泛采用，导致对于锅炉给水系统的安全运行要求也是越来越高。而随着新能源电站大规模的接入电网，在电网的负荷低谷段要求火电机组降低负荷至更低，从而使机组主辅机运行工况发生巨大变化，对于给水泵的控制特别是给水流量的(超)宽负荷控制提出了更高的要求。
亚临界锅炉汽包水位、超(超)临界锅炉给水流量是机组运行的重要参数指标，它是体现锅炉水动力循环正常与否的重要标志，标志着机组运行状态的优良。目前，影响水位变化与流量变化的因素有很多，例如，机组水动力循环的状况，锅炉炉膛的燃烧的变化，给水系统的扰动，蒸汽侧参数的变化，给水泵宽负荷运行，系统阻力大，锅炉内部的结构特性，水位、流量测量装置的安装位置、安装精度、测量变送器的精度等。在深度调峰宽负荷工况下，机组的主要辅机的运行情况较正常工况下更为恶略，锅炉燃烧特性变化巨大等因素都会对给水系统产生巨大的扰动，从而使得水位、流量变化较为剧烈，导致机组不能安全稳定运行，从而对机组安全带来巨大隐患。所以，一般情况下，控制汽包水位、给水流量的效果可以直接影响机组的安全运行。其中，宽负荷是相对于原来机组正常调节范围来说的，一般机组负荷调节范围为50-100％Pe(机组额定负荷)，但是深度调峰后要求机组调节范围20-100％Pe，更宽了，所以定位为宽负荷运行。
本说明书实施例基于泵本体的运行允许区间进行必要限制，并针对多种工况，综合给水泵自身特性、工艺特点以及运行参数对给水控制提出更为安全、可靠的控制系统，从而不仅能够有效的改善水位、流量波动剧烈的情况，保证水位、流量在安全的范围内，而且可以使机组具备深度调峰的能力。
本说明书实施例提供的给水泵控制系统不仅满足安全稳定的要求，适应电网对于新能源接入条件下对火电机组深度调峰条件下给水泵宽负荷运行的要求，而且可以改善给水泵的适应能力，对于提升机组的本质安全有重要意义。
如图1所示，图1是本说明书提供的一种给水泵控制系统的结构示意图。所述给水泵控制系统可以包括数据采集模块10、第一控制模块12、第二控制模块14、第三控制模块16、选择模块18以及控制柜20。其中，所述数据采集模块10，可以用于采集给水流量信号、给水扬程信号、主汽流量信号、给水压差信号，还可以用于将所述给水流量信号和所述给水扬程信号发送至所述第二控制模块，将所述主汽流量信号和所述给水压差信号发送至所述第三控制模块；所述第一控制模块12，可以用于根据预设方式生成第一控制信号，所述预设方式可以包括汽包水位控制逻辑方式和锅炉给水流量控制逻辑方式；还可以用于将所述第一控制信号发送至选择模块；所述第二控制模块14，可以用于根据所述给水扬程信号和第一预设函数生成限制第一控制器的设定值；还可以用于根据所述给水流量信号和所述限制第一控制器的设定值，生成第二控制信号；还可以用于将所述第二控制信号发送至选择模块；所述第三控制模块16，可以用于根据所述主汽流量信号和第二预设函数生成限制第二控制器的设定值；还可以用于根据所述给水压差信号和所述限制第二控制器的设定值，生成第三控制信号；还可以用于将所述第三控制信号发送至选择模块；所述选择模块18，可以用于比较所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号的大小，将最大值发送至控制柜；所述控制柜20，可以用于根据控制信号控制给水泵的运行。
一些实施例中，数据采集模块10可以包括一种或多种传感器，例如，流量传感器、压力传感器等。这样，利用数据采集模块可以采集给水泵运行时的相关信息，如给水流量信号、给水扬程信号、主汽流量信号、给水压差信号等。
一些实施场景中，给水流量信号可以由现场差压变送器等设备通过流量孔板或者喷嘴实际测量得到。在获得给水流量信号后，可以根据伯努利流量公式得到实际的给水流量。给水扬程信号可以通过生产厂家提供的流量扬程特征图获得，也可以将给水泵控制系统出入口压力的压升作为给水扬程信号。给水泵控制系统出入口压力可以通过现场仪器测量获得。一些实施场景中，通常将给水泵控制系统出入口压力的压升作为给水扬程信号时，需要去除管道、给水泵的高度。主汽流量可以通过测量锅炉蒸发量获得。给水压差通常采用给水泵出口压力与汽包压力(分离器压力)的压力差或者给水泵出口压力与过热器出口压力的压力差，即给水压差＝给水泵出口压力-汽包压力(分离器压力)或者给水压差＝给水泵出口压力-过热器出口压力。其中，给水泵出口压力、汽包压力、过热器出口压力等数据可以通过现场仪器测量获得。
一些实施例中，所述第一控制模块12，可以包括第一控制单元和第二控制单元。其中，第一控制单元，可以用于当给水泵控制系统为亚临界汽包炉时，根据汽包水位控制逻辑方式生成第一控制信号；第二控制单元，可以用于当给水泵控制系统为直流锅炉时，根据锅炉给水流量控制逻辑方式生成第一控制信号。其中，第一控制信号可以用于控制给水泵的出力大小。
一些实施例中，汽包水位控制逻辑方式可以分为单冲量控制和三冲量控制。其中，单冲量控制回路中，首先根据实际需求设定水位设定值，将实际水位处理后的数据作为测量值，然后计算水位设定值和测量值的差值，将其作为控制调节器的输入，最后经过控制调节器的运算获得第一控制信号，即获得实际给水控制系统中阀门或给水泵的控制信号。三冲量控制回路可以分为主控制调节器和副控制调节器。三冲量控制回路中，主控制调节器除了水位设定值以及测量值，还加入了主汽流量作为前馈量，其中，水位设定值以及测量值与单冲量控制中一致。副控制调节器的设定值为主控制调节器的输出，测量值为给水流量，副控制调节器的输出作为第一控制信号，即实际给水控制系统中阀门或给水泵的控制信号。一些实施场景中，单冲量控制和三冲量控制可以通过切换逻辑来完成。其中，控制调节器中包括PID运算。PID是Proportional(比例)、Integral(积分)、Differential(微分)的缩写，PID是结合比例、积分和微分三种环节于一体的控制算法。当然，上述控制调节器中还可以包括其它运算，上述只是进行示例性说明，所属领域技术人员在本说明书实施例技术精髓的启示下，还可能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本说明书实施例相同或相似，均应涵盖于本说明书实施例保护范围内。
一些实施例中，针对直流锅炉，特别是(超)临界直流锅炉给水系统通常采用锅炉给水流量控制逻辑方式。锅炉给水流量控制逻辑方式中，控制调节器与汽包水位控制逻辑方式中三冲量控制回路中的主控制调节器相似，其水位设定值为上级控制回路生成的给水需求量，测量值为锅炉侧的实际给水流量测点，前馈量采用主汽流量作为给水的工质平衡的需求量。一些实施场景中，根据控制调节器应用场景不同，可以输出不同形式的控制信号。例如，控制调节器输出到电动给水泵时，控制信号可以为勺管控制指令或变频指令等；控制调节器输出到汽动给水泵时，控制信号可以为小汽轮机的转速控制指令。一些实施场景中，一次可以输出一个或多个控制信号，这样可以控制一台或多台给水泵。
一些实施例中，所述第一控制模块12还可以根据其它预设方式生成第一控制信号。其中，其它预设方式可以包括但不限于基于先进控制策略的汽包水位、流量控制算法，如模糊控制、神经网络控制、预测控制等。
一些实施例中，所述根据所述给水扬程信号和第一预设函数生成限制第一控制器的设定值，可以包括：获取给水泵的流量扬程特征图；所述流量扬程特征图包括所述给水泵运行的工作区域和非工作区域；根据所述工作区域的边界数据和所述非工作区域的边界数据，获得所述给水泵运行的最小流量曲线函数；根据所述给水扬程信号和所述最小流量曲线函数，获得限制第一控制器的设定值。其中，给水泵的流量扬程特征图通常在给水泵生产时有生产厂家提供。流量扬程特征图中可以包括最大、最小、正常范围流量、扬程等参数。
如图2所示，图2是本说明书提供的变速给水泵的流量扬程特征图，其中，横坐标为流量Q，单位为
纵坐标为扬程H，单位为m。图中所示的区域可以分为1、2、3主要部分，其中，区域1为扬程高，流量较小区域，给水泵工作在不稳定区域，特别是当给水泵体内的液体压力小于液体温度对应的饱和压力时，将产生汽蚀现象，从而会对给水泵本体产生严重的损伤，区域3为扬程低，流量大区域，对于驱动源产生“过流”的问题，同样对给水泵会产生危害。当给水泵的工作点在区域1、3时，称为非工作区域，当给水泵的工作点在区域2时，为正常工作区域。在所有工况下，给水泵的工作点必须要求保证其在区域2内，否则将对系统和机组的安全生产带来巨大危害。其中，系统阻力曲线与给水泵的工作曲线相交汇的点为工作点。系统阻力曲线和给水泵的工作曲线一般由生产厂家的提供。
一些实施场景中，在获取给水泵的流量扬程特征图后，可以根据流量扬程特征图中工作区域的边界数据和非工作区域的边界数据，获得给水泵运行的最小流量曲线函数，在最小流量曲线函数的基础上加一定裕度，可以获得第一预设函数。在获得第一预设函数后，可以将数据采集模块采集的给水扬程信号作为第一预设函数的输入，从而获得限制第一控制器的设定值。其中，在最小流量曲线函数的基础上加一定裕度可以保证给水泵运行安全。最小流量曲线函数为给水扬程信号与给水流量信号的曲线，如图2中所示的最小流量。限制第一控制器的设定值可以理解为是与给水流量具有相同量纲的物理量。
一些实施例中，所述根据所述给水流量信号和所述限制第一控制器的设定值，生成第二控制信号，可以包括：计算所述给水流量信号和所述限制第一控制器的设定值的差值；根据所述差值和第一预设控制算法，生成第二控制信号。其中，第二控制信号可以用于控制给水泵的出力大小。
一些实施例中，所述根据所述差值和第一预设控制算法，生成第二控制信号，可以包括：根据下述公式获得第二控制信号：
其中，out1为第二控制信号，error1为给水流量信号和限制第一控制器的设定值的差值，kp1为比例系数，Ti1为积分时间，t表示时间。
一些实施例中，所述根据所述主汽流量信号和第二预设函数生成限制第二控制器的设定值，可以包括：获取给水泵的最小给水压差曲线函数；根据所述主汽流量信号和所述最小给水压差曲线函数，获得限制第二控制器的设定值。其中，最小给水压差曲线函数用于表征给水压差信号与主汽流量信号的关系。最小给水压差曲线函数也可以称为锅炉汽水侧的阻力函数，其可以根据实际场景确定。限制第二控制器的设定值可以理解为是与给水压差具有相同量纲的物理量。
一些实施例中，所述根据所述给水压差信号和所述限制第二控制器的设定值，生成第三控制信号，可以包括：计算所述给水压差信号和所述限制第二控制器的设定值的差值；根据所述差值和第二预设控制算法，生成第三控制信号。其中，第三控制信号可以用于控制给水泵的出力大小。
一些实施例中，所述根据所述差值和第二预设控制算法，生成第三控制信号，可以包括：根据下述公式获得第三控制信号：
其中，out2为第三控制信号，error2为给水压差信号和限制第二控制器的设定值的差值，kp2为比例系数，Ti2为积分时间，t表示时间。
当然，上述只是进行示例性说明，上述获取控制器的设定值、计算控制信号的方式不限于上述举例，所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下，还可能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似，均应涵盖于本申请保护范围内。
本说明书实施例中，控制模块在获得控制信号后，可以将控制信号发送到选择模块18，选择模块可以判断每个时刻不同控制模块发送的控制信号，并选择其中最大值发送至控制柜，以便控制柜根据接收的控制信号控制给水泵的处理大小。
需要说明的是，通常给水泵系统工作在正常工况时，第二控制信号和第三控制信号比第一控制信号较小。当给水泵系统出现异常工况(如系统阻力增大或者流量突然减小等)时，第二控制信号和第三控制信号分别增大，抑制第一控制信号减小。当给水泵系统状态恢复正常后，第一控制信号将再次增大到大于第二控制信号和第三控制信号。
如图3所示，图3是本说明书提供的一种给水泵控制系统的具体结构示意图。下面结合具体实施例对本说明书实施方案进行说明，然而，值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本申请，并不构成对本申请的不当限定。
其中，原有控制器(标记为“1”)对应第一控制模块，限制回路1对应第二控制模块，限制回路2对应第三控制模块，PID1对应第一预设控制算法，PID2对应第二预设控制算法，F1(x)对应最小流量曲线函数与预设裕度的和，F2(x)对应最小给水压差曲线函数，指令1对应第一控制信号，指令2对应第二控制信号，指令3对应第三控制信号，指令4对应指令1、指令2、指令3中的最大值，标记为“2”的模块对应判断模块，限制回路1中SP对应限制第一控制器的设定值，PV对应给水流量信号，限制回路2中SP对应限制第二控制器的设定值，PV对应给水压差信号。本实施例中，预先设定PID1、PID2的作用为正作用。其中，PID1、PID2的作用为正作用可以理解为当SP-PV>0，PID1、PID2的输出结果增大。预设裕度可以根据实际场景设定，本说明书对此不作限定。
本实施例中，给水泵正常的工作时，即工作在正常工作区域2时，限制回路1设定值SP远远小于实际给水流量PV值，error＝SP-PV<0，通过设定PID1的作用为正作用，PID1的输出指令2为0或者低于指令1的输出。同样地，限制回路2设定值SP远远小于实际给水压差PV值，error＝SP-PV<0，通过设定PID2的作用为正作用，PID2的输出指令3为0或者低于指令1的输出。因而，此时指令1为最大值，原有控制器完成主要控制作用，指令1作为最终的控制指令(指令4)控制现场给水泵的出力。
当系统发生大幅扰动，例如机组发生RB(Runback，辅机故障减负荷)工况或者其他异常工况时，出现系统阻力突然增大，此时原有控制器的输出指令1减小，在一定条件下，特别是机组给水流量较小的情况，给水泵工作点向最小流量曲线附近移动，极端工况下，有可能越过最小流量曲线，工作在区域1。这样，给水泵工作在低流量高阻力(扬程)情况下，限制回路1设定值SP逐渐大于实际给水流量PV值，PID1的正作用下，指令2逐渐增大，当达到某种程度，PID1输出的指令2大于指令1，此时判断模块2的输出为指令2，控制作用权限交予限制回路1的PID1进行控制，即给水泵的出力将按照限制回路1输出的控制信号进行输出，从而避免给水泵出力过快下降导致出现工作点在不稳定工作区。
同理，当汽水侧阻力增大，压差减小，限制回路2设定值SP逐渐大于实际给水压差PV值，PID2的正作用下，指令3逐渐增大，当达到某种程度，PID2输出的指令3大于指令1的作用，此时选择模块2的输出为指令3，控制作用权限交予限制回路2的PID2进行控制，即给水泵的出力将按照限制回路2输出的控制信号进行输出，从而避免给水泵出力过快下降导致出现工作点在不稳定工作区。
当然，上述给水流量增大或压差减小过程中，限制回路1的PID1指令2或限制回路2的PID2指令3会逐渐减小，从而会使给水泵工作点恢复到正常工作区域2，此时，原有控制器输出的指令1将达到指令2与指令3中的最大值，这样，通过选择模块2后最终输出为指令1，给水泵的控制交予原有控制器控制。
当然，上述只是进行示例性说明，所属领域技术人员在本说明书实施例技术精髓的启示下，还可能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本说明书实施例相同或相似，均应涵盖于本说明书实施例保护范围内。
从以上的描述中可以看出，本申请实施例提供了一种给水泵控制系统，数据采集模块可以采集给水流量信号、给水扬程信号、主汽流量信号、给水压差信号，将给水流量信号和给水扬程信号发送至第二控制模块，将主汽流量信号和给水压差信号发送至第三控制模块；第一控制模块可以根据预设方式生成第一控制信号，预设方式包括汽包水位控制逻辑方式和锅炉给水流量控制逻辑方式；还可以将第一控制信号发送至选择模块；第二控制模块可以根据给水扬程信号和第一预设函数生成限制第一控制器的设定值；还可以根据给水流量信号和限制第一控制器的设定值，生成第二控制信号；还可以将第二控制信号发送至选择模块；第三控制模块可以根据主汽流量信号和第二预设函数生成限制第二控制器的设定值；还可以根据给水压差信号和限制第二控制器的设定值，生成第三控制信号；还可以将第三控制信号发送至选择模块；选择模块，可以比较第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号的大小，将最大值发送至控制柜；控制柜可以根据控制信号控制给水泵的运行，从而解决了针对机组全工况下，特别是在事故工况下，汽包水位、给水流量控制的问题，不仅为机组安全生产提供有利的保障，而且可以大大提高机组的经济效益，为电网接纳新能源提供必要的支持。
基于上述所述一种给水泵控制系统，本说明书还提供另一种给水泵控制系统的实施例，如图4所示，图4是本说明书提供的另一种给水泵控制系统的结构示意图。所述给水泵控制系统可以包括系统包括数据采集模块30、第一控制模块32、第二控制模块34、选择模块36以及控制柜38；
所述数据采集模块30，可以用于采集给水流量信号和给水扬程信号，还可以用于将所述给水流量信号和所述给水扬程信号发送至所述第二控制模块；
所述第一控制模块32，可以用于根据预设方式生成第一控制信号，所述预设方式包括汽包水位控制逻辑方式和锅炉给水流量控制逻辑方式；还可以用于将所述第一控制信号发送至选择模块；
所述第二控制模块34，可以用于根据所述给水扬程信号和第一预设函数生成限制第一控制器的设定值；还可以用于根据所述给水流量信号和所述限制第一控制器的设定值，生成第二控制信号；还可以用于将所述第二控制信号发送至选择模块；
所述选择模块36，可以用于比较所述第一控制信号和第二控制信号的大小，将最大值发送至控制柜；
所述控制柜38，可以用于根据控制信号控制给水泵的运行。
需要说明的，上述给水泵控制系统实施例的具体实现方式可以参照前述系统实施例的描述，在此不作一一赘述。
如图5，图5是本说明书提供的另一种给水泵控制系统的结构示意图。所述给水泵控制系统可以包括数据采集模块40、第一控制模块42、第三控制模块44、选择模块46以及控制柜48；
所述数据采集模块40，可以用于采集主汽流量信号和给水压差信号，还可以用于将所述主汽流量信号和所述给水压差信号发送至所述第三控制模块；
所述第一控制模块42，可以用于根据预设方式生成第一控制信号，所述预设方式包括汽包水位控制逻辑方式和锅炉给水流量控制逻辑方式；还可以用于将所述第一控制信号发送至选择模块；
所述第三控制模块44，可以用于根据所述主汽流量信号和第二预设函数生成限制第二控制器的设定值；还可以用于根据所述给水压差信号和所述限制第二控制器的设定值，生成第三控制信号；还可以用于将所述第三控制信号发送至选择模块；
所述选择模块46，可以用于比较所述第一控制信号和第三控制信号的大小，将最大值发送至控制柜；
所述控制柜48，可以用于根据控制信号控制给水泵的运行。
需要说明的，上述给水泵控制系统实施例的具体实现方式可以参照前述系统实施例的描述，在此不作一一赘述。
本说明书实施例可以将给水泵控制系统配置在控制侧，将给水泵配置在现场侧。其中，控制侧逻辑可以在DCS(分散控制系统)上实现，控制侧中给水泵控制系统输出的控制信号可以控制现场侧给水泵的变工况运行。
请参阅图6，图6是本说明书提供的一种给水泵控制方法的一个实施例的流程示意图。虽然本说明书提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤或装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者部分合并后更少的操作步骤或模块单元。
本说明书提供的一种实施方案可以应用到客户端、服务器等中。所述客户端可以包括终端设备，如智能手机、平板电脑等。所述服务器可以包括单台计算机设备，也可以包括多个服务器组成的服务器集群，或者分布式系统的服务器结构等。
需要说明的是，下述实施例描述并不对基于本说明书的其他可扩展到的应用场景中的技术方案构成限制。具体的一种实施例如图6所示，本说明书提供的一种给水泵控制方法的一种实施例中，所述方法可以包括以下步骤。
S0：采集给水泵的运行信息，所述运行信息包括给水流量信号、给水扬程信号、主汽流量信号、给水压差信号；
S2：根据所述运行信息和预设控制逻辑方式生成控制信号；
S4：根据所述控制信号控制给水泵的运行。
一些实施例中，给水流量信号可以由现场差压变送器等设备通过流量孔板或者喷嘴实际测量得到。在获得给水流量信号后，可以根据伯努利流量公式得到实际的给水流量。给水扬程信号可以通过生产厂家提供的流量扬程特征图获得，也可以将给水泵控制系统出入口压力的压升作为给水扬程信号。给水泵控制系统出入口压力可以通过现场仪器测量获得。一些实施场景中，通常将给水泵控制系统出入口压力的压升作为给水扬程信号时，需要去除管道、给水泵的高度。主汽流量可以通过测量锅炉蒸发量获得。给水压差通常采用给水泵出口压力与汽包压力(分离器压力)的压力差或者给水泵出口压力与过热器出口压力的压力差，即给水压差＝给水泵出口压力-汽包压力(分离器压力)或者给水压差＝给水泵出口压力-过热器出口压力。其中，给水泵出口压力、汽包压力、过热器出口压力等数据可以通过现场仪器测量获得。当然，给水泵的运行信息除了可以包括给水流量信号、给水扬程信号、主汽流量信号、给水压差信号，还可以包括其他信息。
一些实施例中，在采集给水泵的运行信息后，可以根据运行信息和预设控制逻辑方式生成控制信号。其中，预设逻辑控制方式至少可以包括上述给水泵控制系统中第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块中包括的逻辑方式中的一种，如，汽包水位控制逻辑方式、锅炉给水流量控制逻辑方式等。
一些实施例中，当预设逻辑控制方式包括上述给水泵控制系统中第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块中包括的两种或者两种以上逻辑方式时，可以在分别生成控制信号，然后选择最大的控制信号，利用最大的控制信号控制给水泵的运行。
从以上的描述中，可以看出，本申请实施例可以实现如下技术效果：可以采集给水泵的运行信息，其中，运行信息包括给水流量信号、给水扬程信号、主汽流量信号、给水压差信号，根据运行信息和预设控制逻辑方式生成控制信号，进而根据控制信号控制给水泵的运行。由于本说明书提供的控制系统在生成控制信号时，考虑了给水泵在不同运行工况中的情形，使得本申请方案不仅可以在保证机组安全运行的基础上，为给水泵控制提出更为合理的控制方案，而且可以提高机组的变负荷能力和适应性，提高机组各项指标的调节性能。
本说明书中上述方法的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分可以参见系统实施例的部分说明即可，在此不作一一赘述。
本说明书所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端、服务器或者类似的运算装置中执行。以运行在服务器上为例，图7是本说明书提供的一种给水泵控制服务器的一个实施例的硬件结构框图，该服务器可以是上述实施例中的给水泵控制系统。如图7所示，服务器10可以包括一个或多个(图中仅示出一个)处理器100(处理器100可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)、用于存储数据的存储器200、以及用于通信功能的传输模块300。本领域普通技术人员可以理解，图7所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，服务器10还可包括比图7中所示更多或者更少的组件，例如还可以包括其他的处理硬件，如数据库或多级缓存、GPU，或者具有与图7所示不同的配置。
存储器200可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本说明书实施例中的给水泵控制方法对应的程序指令/模块，处理器100通过运行存储在存储器200内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器200可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器200可进一步包括相对于处理器100远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输模块300用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输模块300包括一个网络适配器(Network Interface Controller，NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输模块300可以为射频(Radio Frequency，RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书提供的上述实施例所述的方法或系统可以通过计算机程序实现业务逻辑并记录在存储介质上，所述的存储介质可以计算机读取并执行，实现本说明书实施例所描述方案的效果。所述存储介质可以包括用于存储信息的物理装置，通常是将信息数字化后再以利用电、磁或者光学等方式的媒体加以存储。所述存储介质可以包括：利用电能方式存储信息的装置如，各式存储器，如RAM、ROM等；利用磁能方式存储信息的装置如，硬盘、软盘、磁带、磁芯存储器、磁泡存储器、U盘；利用光学方式存储信息的装置如，CD或DVD。当然，还有其他方式的可读存储介质，例如量子存储器、石墨烯存储器等等。
本说明书提供的上述给水泵控制系统或方法实施例可以在计算机中由处理器执行相应的程序指令来实现，如使用windows操作系统的c++语言在PC端实现、linux系统实现，或其他例如使用android、iOS系统程序设计语言在智能终端实现，以及基于量子计算机的处理逻辑实现等。
需要说明的是说明书上述所述的装置、设备根据相关方法实施例的描述还可以包括其他的实施方式，具体的实现方式可以参照对应方法实施例的描述，在此不作一一赘述。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个时可以把部分模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置、设备的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现，可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
本领域技术人员应明白，本说明书一个或多个实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。
以上所述仅为本说明书一个或多个实施例的实施例而已，并不用于限制本本说明书一个或多个实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在权利要求范围之内。
Claims (11)
1.一种给水泵控制系统，其特征在于，所述系统包括数据采集模块、第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块、选择模块以及控制柜；
所述数据采集模块，用于采集给水流量信号、给水扬程信号、主汽流量信号、给水压差信号，还用于将所述给水流量信号和所述给水扬程信号发送至所述第二控制模块，将所述主汽流量信号和所述给水压差信号发送至所述第三控制模块；
所述第一控制模块，用于根据预设方式生成第一控制信号，所述预设方式包括汽包水位控制逻辑方式和锅炉给水流量控制逻辑方式；还用于将所述第一控制信号发送至选择模块；
所述第二控制模块，用于根据所述给水扬程信号和第一预设函数生成限制第一控制器的设定值；还用于根据所述给水流量信号和所述限制第一控制器的设定值，生成第二控制信号；还用于将所述第二控制信号发送至选择模块；
所述第三控制模块，用于根据所述主汽流量信号和第二预设函数生成限制第二控制器的设定值；还用于根据所述给水压差信号和所述限制第二控制器的设定值，生成第三控制信号；还用于将所述第三控制信号发送至选择模块；
所述选择模块，用于比较所述第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号的大小，将最大值发送至控制柜；
所述控制柜，用于根据控制信号控制给水泵的运行。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一控制模块，包括：
第一控制单元，用于当给水泵控制系统为亚临界汽包炉时，根据汽包水位控制逻辑方式生成第一控制信号；
第二控制单元，用于当给水泵控制系统为直流锅炉时，根据锅炉给水流量控制逻辑方式生成第一控制信号。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述根据所述给水扬程信号和第一预设函数生成限制第一控制器的设定值，包括：
获取给水泵的流量扬程特征图；所述流量扬程特征图包括所述给水泵运行的工作区域和非工作区域；
根据所述工作区域的边界数据和所述非工作区域的边界数据，获得所述给水泵运行的最小流量曲线函数；
根据所述给水扬程信号和所述最小流量曲线函数，获得限制第一控制器的设定值。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述根据所述给水流量信号和所述限制第一控制器的设定值，生成第二控制信号，包括：
计算所述给水流量信号和所述限制第一控制器的设定值的差值；
根据所述差值和第一预设控制算法，生成第二控制信号。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述根据所述差值和第一预设控制算法，生成第二控制信号，包括：
根据下述公式获得第二控制信号：
其中，out1为第二控制信号，error1为给水流量信号和限制第一控制器的设定值的差值，kp1为比例系数，Ti1为积分时间，t表示时间。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述根据所述主汽流量信号和第二预设函数生成限制第二控制器的设定值，包括：
获取给水泵的最小给水压差曲线函数；
根据所述主汽流量信号和所述最小给水压差曲线函数，获得限制第二控制器的设定值。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述根据所述给水压差信号和所述限制第二控制器的设定值，生成第三控制信号，包括：
计算所述给水压差信号和所述限制第二控制器的设定值的差值；
根据所述差值和第二预设控制算法，生成第三控制信号。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述根据所述差值和第二预设控制算法，生成第三控制信号，包括：
根据下述公式获得第三控制信号：
其中，out2为第三控制信号，error2为给水压差信号和限制第二控制器的设定值的差值，kp2为比例系数，Ti2为积分时间，t表示时间。
9.一种给水泵控制系统，其特征在于，所述系统包括数据采集模块、第一控制模块、第二控制模块、选择模块以及控制柜；
所述数据采集模块，用于采集给水流量信号和给水扬程信号，还用于将所述给水流量信号和所述给水扬程信号发送至所述第二控制模块；
所述第一控制模块，用于根据预设方式生成第一控制信号，所述预设方式包括汽包水位控制逻辑方式和锅炉给水流量控制逻辑方式；还用于将所述第一控制信号发送至选择模块；
所述第二控制模块，用于根据所述给水扬程信号和第一预设函数生成限制第一控制器的设定值；还用于根据所述给水流量信号和所述限制第一控制器的设定值，生成第二控制信号；还用于将所述第二控制信号发送至选择模块；
所述选择模块，用于比较所述第一控制信号和第二控制信号的大小，将最大值发送至控制柜；
所述控制柜，用于根据控制信号控制给水泵的运行。
10.一种给水泵控制系统，其特征在于，所述系统包括数据采集模块、第一控制模块、第三控制模块、选择模块以及控制柜；
所述数据采集模块，用于采集主汽流量信号和给水压差信号，还用于将所述主汽流量信号和所述给水压差信号发送至所述第三控制模块；
所述第一控制模块，用于根据预设方式生成第一控制信号，所述预设方式包括汽包水位控制逻辑方式和锅炉给水流量控制逻辑方式；还用于将所述第一控制信号发送至选择模块；
所述第三控制模块，用于根据所述主汽流量信号和第二预设函数生成限制第二控制器的设定值；还用于根据所述给水压差信号和所述限制第二控制器的设定值，生成第三控制信号；还用于将所述第三控制信号发送至选择模块；
所述选择模块，用于比较所述第一控制信号和第三控制信号的大小，将最大值发送至控制柜；
所述控制柜，用于根据控制信号控制给水泵的运行。
11.一种给水泵控制方法，其特征在于，包括：
采集给水泵的运行信息，所述运行信息包括给水流量信号、给水扬程信号、主汽流量信号、给水压差信号；
根据所述运行信息和预设控制逻辑方式生成控制信号；其中，所述控制信号包括第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号中至少两种；所述第一控制信号根据预设方式生成，所述预设方式包括汽包水位控制逻辑方式和锅炉给水流量控制逻辑方式；所述第二控制信号通过下述方式生成：根据所述给水扬程信号和第一预设函数生成限制第一控制器的设定值，根据所述给水流量信号和所述限制第一控制器的设定值，生成第二控制信号；所述第三控制信号通过下述方式生成：根据所述主汽流量信号和第二预设函数生成限制第二控制器的设定值，根据所述给水压差信号和所述限制第二控制器的设定值，生成第三控制信号；
根据所述控制信号控制给水泵的运行；其中，所述根据所述控制信号控制给水泵的运行，包括：比较所述控制信号中包括的至少两种信号的大小，将最大值发送至控制柜，以使控制柜根据控制信号控制给水泵的运行。
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