CN1587820A - 锅炉智能控制系统及其多煤种控制方法 - Google Patents
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Abstract
锅炉智能控制系统及其多煤种控制方法属于计算机管理控制技术领域。该系统由数据采集系统、智能控制器及报警系统、工业控制计算机、实时以太网接口、数据通信网络、远程监控服务、数据管理系统和不同煤种燃烧计算与管理系统等软硬件构成,特别是系统增加实时以太网络接口和“定炉/动炉“模型解决了实时数据的传送和多炉的协调工作;多煤种控制方法是,输入所选择的煤种,系统自动选择该煤种的神经网络或计算其不同负荷所需的一次风量、二次风量和燃料量等,建立初始的神经网络,并在线学习,实现了变煤种的锅炉自动控制,满足了生产参数的要求,另外,增加远程监控服务,提高了生产管理水平。
Description
技术领域
本发明属于计算机管理控制技术领域。
背景技术
电厂的锅炉控制工作的劳动强度非常大,而且很重要,是热电厂发电的主要环节。它需要司炉时刻监视锅炉燃烧的情况,根据相应的情况控制调节锅炉燃烧,达到节约、安全、稳定的效果。目前,多数已实现了自动控制。但是,燃料的价格不断变化,每段时间所购进的燃煤就不同。有时还可能几种煤混合来用,以降低发电和供热成本。相应的,锅炉燃烧的控制质量就会下降,使整个系统很不稳定,出现事故的可能性也提高了。另外,在多台炉同时进行发电供热时,司炉需要通过电话相互联系,进行协调控制,十分不方便。
目前,国内外,多数锅炉控制系统是针对大型电厂或动力锅炉而设计的,采用现场总线或专用总线。投资成本大,而且对燃煤又有非常高的要求。对于中小型热电厂特别是多种燃煤的控制正在研究和探讨,以提高控制质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种能对变煤种锅炉燃烧的控制,并且最大限度满足发电需求的锅炉智能控制系统及其多煤种控制方法,提供了母管制多锅协同的控制模型,实现了多炉实时控制及负荷平衡自动分配,增加了语音报警性能和故障数据的在线记录,并提供了远程监视服务,增强企业的现代管理水平。
本发明的技术解决方案是:变煤种锅炉燃烧控制系统的控制解决方案或由数据采集系统2将现场状态数据采集,经工业控制计算机1中的智能处理与记录送到报警输出及控制系统3、实时以太网络接口4、数据通信网络5、监控服务器6处理。其中报警输出及控制系统3由多个煤种的神经网络之一和仿人控制策略以及控制装备构成。实时以太网络接口4是将以太的核心态驱动转移为用户态驱动,工业控制计算机1处理的实时数据调用实时以太网络接口4的用户态程序,解决了实时的传输的任务。将本机的某些数据传送给另外几台同时工作的控制计算机。
控制策略对控制装备控制的参数,可以由数据采集系统2输出的数据经工业控制计算机1处理,在线的修正现行网络,使系统的控制精度越来越高。
多炉协调是由人机界面与对话来设定各台锅炉的运行模式是“定炉”或“动炉”的状态,多炉系统中可设多个定炉,但至少要有一个是动炉。
系统控制情况分两种:单炉控制和多炉控制。
发电供热系统有多台锅炉工作时,计算机处于多炉控制方式。控制时计算机根据发电机的负载变化,报警输出及控制系统3控制锅炉的燃烧情况,使锅炉产生的蒸汽流量符合发汽轮机的要求。由于汽轮机的负载不断的变化,就要求计算机实时的控制锅炉的燃烧,并能动态负载分配。
多炉时能动态负载分配,利用人工智能中的神经网络技术,通过神经网对当前数据的分析,智能控制器及报警系统软件产生合理的控制信息送报警输出及控制系统3,完成经济有效的燃烧过程控制;特别是完成了多煤种的神经网络控制。
而发电供热系统有一台锅炉工作,这时计算机处于单炉控制方式。单炉控制与多炉控制系统的控制策略一致。系统运行时,用户给定一个汽包压力的标准值,控制的目的就是使汽包压力稳定,并满足负荷有求。由于汽轮机的实际负荷的不断波动,经数据采集系统2将现场状态导致母管压力和汽包压力以及其他测试信号相应的变化,经神经网分析母管压力、汽包压力和其他测试信号的变化,智能控制器及报警系统软件处理得出的结果,输出给报警输出及控制系统3控制本炉的燃烧。
多炉控制比较困难。如果多炉都随负荷的变动调整本炉的燃烧,势必由于多台炉的不协调导致系统的更大波动。本系统的控制策略是,系统运行前,用户制定一台动炉,其余都为定炉;然后,根据总负荷,各台炉平均分配负荷,即蒸汽流量额定值;定炉只保持额定的蒸汽流量,而不随汽包压力、母管压力的变动控制本炉燃烧;动炉则担负调节的任务,针对负荷的变化,调节本炉燃烧,使汽包压力、母管压力趋于稳定;当负荷波动范围超过一个设定的负荷平分量,则系统自动重新分配各炉的负荷,将定炉的额定蒸汽流量相应降低或升高,以保证各个炉的负担分配均匀和保证动炉在一定的范围内进行调节。
在线监控服务器接收传送过来的数据和其它计算机传送过来的数据,经整理显示到界面上供锅炉监控工作人员监视使用。对数据进行判断,显示报警信号,同时在报警数据库中写入报警记录,供管理人员查询,考核司炉的工作情况。
提供用户界面,设定神经网参数、曲线拟合参数。
提供用户界面,察看报警记录、后台数据。提供神经网学习的模块,使计算机更好的模拟人的控制。
在控制过程中,计算机自动修改被控设备,如送风、输煤等,以便锅炉保证汽机所需的蒸汽量和工作压力。
人工神经网控制:系统采用了先进的人工神经网络技术、模糊控制技术,并结合专家经验。系统采集正常控制情况下的各路数据,进行有选择的抽取特征数据,送入神经网络分析、记录,从而“学习”到应付此种负荷状态下的控制方法。
本发明所达到的有益效果是,技术先进可行,经济实用。该技术保证了发电设备工作在理想状态下,使得锅炉的输出数据参数趋于稳定和准确。系统运行后大大降低工人的劳动强度,同时系统还提高了报警性能,体现了以人为本的管理理念,增强企业的现代管理水平。该系统可与多种设备相配合使用,升级十分方便。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的计算机连接简图。
图2是本发明的自动检测控制界面图。
图3是本发明的三机两炉连接简图。
图中,1.工业计算机,2.数据采集系统,3.智能控制器及报警系统,4.实时以太接口,5.数据通信网络6.监控服务器7.在线监控8.一号炉,9.二号炉,10.三号炉,11.母管,12.一号机,13.二号机。
具体实施方式
DUTGK-11热电厂锅炉自动控制系统:
本系统实现了计算机对热电厂的3台炉控制,计算机根据发电机的负载变化,控制锅炉的燃烧情况,使锅炉产生的蒸汽流量符合汽轮机的要求。本系统采用每台炉的控制系统都将数据采集系统2、报警输出及控制系统3、实时以太网络接口4与工业控制计算机1连接,通过实时以太网络接口4和数据通信网络5连接。数据通信网络5与其他的路控制系统连接。
输入给定的汽包压力的标准值,选择所用燃料的煤种,系统自动地将多煤种神经网络中该煤种的神经网络选出,或计算该煤种不同负载所需的一次风量、二次风量和燃料量等数据并建立新的神经网络作为现行控制网络,通过内存共享,控制系统使用该网络。同时还要设置3炉中的两炉为定炉,一台炉为动炉。数据采集系统2将蒸汽流量、炉膛负压、炉膛温度、烟气含量以及泡汽压力等38个现场数据进行采集,经数据采集及数据处理系统软件处理,智能控制及报警系统对当前数据的分析,生成合理的控制信号,使锅炉燃烧始终趋于有效的优化受控状态,达到安全、节能、增效的目的。多神经网与燃烧计算及在线学习系统,通过设置整个控制系统所需要的动态参数;针对各种负荷标准,它通过采集正常控制情况下的各路数据,最后通过神经网对当前数据的分析,进行有选择的抽取特征数据,送入神经网络分析、记录,从而“学习”到应付此种负荷状态下的控制方法。利用系统过去的数据记忆可对网络进行训练,使网络处于最佳工作状态,以建立起符合当时锅炉燃烧状况的最佳神经网络。变煤种时,只需选择新煤种即可,系统能自动完成各种参数的变换。
实时通信管理系统、远程监控管理系统。通过计算机网络,它直接将现场的实时数据定时发送出去。这样,组织生产的高层领导就可以直接观测到现场的生产情况,从而增加了安全生产的保障系数,减少了出现事故的可能性。完成经济有效的多炉变煤种锅炉燃烧过程的控制。
Claims (7)
- 【权利要求1】锅炉智能控制系统及其多煤种控制方法,其特征在于,是由硬件与软件两部分构成;硬件包括:数据采集系统(2)、报警输出及控制系统(3)、工业控制计算机(1)、实时以太网络接口(4)、数据通信网络(5)、远程监控服务器(6)、生产在线监控服务和客户端(7),数据采集器(2)、报警输出及控制系统(3)和工业控制计算机(1)连接,工业控制计算机(1)和实时以太网络接口(4)连接,实时以太网络接口(4)、远程监控服务器(6)、生产在线监控服务和客户端(7)和数据通信网络(5)连接;软件包括:数据采集及数据处理系统、智能控制及报警系统、多神经网与燃烧计算及在线学习系统、实时通信管理系统、远程监控管理系统;软件系统是多任务多进程的系统,数据采集及数据处理系统件的数据交换是采用DDE,智能控制及报警系统、多神经网与燃烧计算及在线学习系统的数据交换是采用共享内存,实时通信管理系统、远程监控管理系统数据交换是采用优先级的中断处理。
- 【权利要求2】根据权利要求1所述的锅炉智能控制系统,其特征在于,将工业控制计算机(1)、数据采集系统(2)、报警输出及控制系统(3)、实时以太网络接口(4)连到数据通信网络(5)上能够完成系统硬件的扩充,经以太网络接口的实时驱动,构成多炉的协调控制系统,该系统具有语言报警与故障现场的数据的保存、远程监控,能够直接进行生产量的统计及消耗的统计与分析。
- 【权利要求3】使用权利要求1所述的锅炉智能控制系统的多煤种控制方法,其特征在于,能够动态修正控制系数,输入煤的发热量或新煤种,系统自动从多神经网络系统中选择该煤的网络提供给控制系统;或计算其不同负载所需的一次风量、二次风量和燃料量等,建立新的神经网络,并在线学习,提高其控制精度。
- 【权利要求4】根据权利要求3所述的多煤种控制方法,其特征在于,智能控制系统包括后台服务器和前台锅炉监控两部分:a、后台服务器程序的主要功能:实现实时数据的采集;对采集到的数据进行转换、滤波、累计等处理;通过DDE技术,将处理好的数据传送给前台锅炉监控程序;将处理好的数据写入历史数据库中,b、前台锅炉监控程序的主要功能:将后台服务器传送过来的数据发给监控服务器,供厂长和其他管理人员察看;将本机的某些数据实时地传送给另外几台同时工作的控制计算机,实现“动炉/定炉”的协调控制;接收后台服务器传送过来的数据和其它计算机传送过来的数据,经整理显示到界面上供锅炉监控工作人员监视使用;通过神经网对数据进行分析,产生合理的控制信号,控制锅炉燃烧;可对现场数据进行实时判断,语音报警并显示报警信号,同时将报警数据写入数据库记录,供管理人员查询,供考核司炉的工作情况;用户界面,提供设定神经网参数、曲线拟合参数;提供察看报警记录、后台数据;系统提供神经网学习的模块,使计算机更好的模拟人的控制。
- 【权利要求5】根据权利要求3所述的多煤种控制方法,其特征在于,多煤种不同负载所需的一次风量、二次风量和燃料量等的计算并建立新的神经网络,多煤种神经网的选择和网络在线学习,以太网络接口的驱动由核心态移到用户态,远程监控服务,语音报警并显示报警信号,同时将报警数据中写入数据库,多炉时的“动炉/定炉”的协调控制,达到了多炉变煤种的计算机锅炉智能控制。
- 【权利要求6】根据权利要求3所述的锅炉智能控制系统,其特征在于,以太网络实时驱动,以太网络接口的驱动由核心态移到用户态,工业控制计算机(1)处理的实时数据调用实时以太网络接口(4)的用户态程序,解决了实时性的要求。
- 【权利要求7】根据权利要求3所述的锅炉智能控制系统,其特征在于,远程监控服务器与生产在线监控服务和客户端,解决了控制与管理数据同网,并实现了数据的共享。
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C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |