CN204832906U - 一种焦炉分烟道控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焦炉分烟道控制系统，包括监控操作端、服务器、PLC、PID调节器、电动执行单元、废气分析仪、热值仪和流量计；所述服务器内置神经网络模块和模糊控制模块；所述废气分析仪、热值仪和流量计分别采集实际过剩空气系数数据、煤气热值数据和煤气流量数据，并发送给PLC，PLC连接服务器，监控操作端连接服务器，神经网络模块和模糊控制模块配合获得分烟道吸力调整值，并发送给PLC，PLC将分烟道吸力调整值发送给PID调节器，PID调节器控制连接电动执行单元，并根据分烟道吸力调整值对电动执行单元的开度进行调整；该焦炉分烟道控制系统灵活性高，响应速度快，操作方便，通用性强，减少对工艺和人工经验的依赖。

Description

一种焦炉分烟道控制系统

技术领域

本实用新型涉及焦炉技术领域，具体是一种焦炉分烟道控制系统。

背景技术

焦炉是一种通常由耐火砖和耐火砌块砌成的炉子，用于使煤炭化以生产焦炭，用煤炼制焦炭的窑炉，是炼焦的主要热工设备。现代焦炉是指以生产冶金焦为主要目的、可以回收炼焦化学产品的水平室式焦炉，由炉体和附属设备构成。焦炉炉体由炉顶、燃烧室和炭化室、斜道区、蓄热室等部分，并通过烟道和烟囱相连。整座焦炉砌筑在混凝土基础上。现代焦炉基本结构大体相同，但由于装煤方式、供热方式和使用的燃料不尽相同，又可以分成许多类型。

焦炉分烟道的开度控制是调整煤气燃烧状态、调整废气排放量的重要手段。现有的焦炉分烟道控制系统主要侧重于逻辑判断控制，控制灵活性低，控制精度低，通用性低，另外所采用的数学模型准确度低，系数修改频繁，操作不便，对工艺和人工经验依赖性强。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种焦炉分烟道控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种焦炉分烟道控制系统，包括监控操作端、服务器、PLC、PID调节器、电动执行单元、废气分析仪、热值仪和流量计；所述服务器内置神经网络模块和模糊控制模块；所述废气分析仪、热值仪和流量计分别采集实际过剩空气系数数据、煤气热值数据和煤气流量数据，并发送给PLC，PLC连接服务器，PLC将获得的数据发送给神经网络模块和模糊控制模块，监控操作端连接服务器，并将标准空气过剩系数数据发送给服务器的神经网络模块，神经网络模块和模糊控制模块相互配合对获得的数据进行处理获得分烟道吸力调整值，并将分烟道吸力调整值发送给PLC，PLC连接PID调节器，并将分烟道吸力调整值发送给PID调节器，PID调节器控制连接电动执行单元，并根据分烟道吸力调整值对电动执行单元的开度进行调整。

作为本实用新型进一步的方案：所述PLC将煤气热值数据和煤气流量数据发送给神经网络模块，将实际过剩空气系数数据发送给模糊控制模块。

作为本实用新型再进一步的方案：所述神经网络模块对煤气热值数据、煤气流量数据和标准空气过剩系数数据进行处理得到分烟道吸力设定值，同时模糊控制模块对实际过剩空气系数数据进行处理获得分烟道吸力调整值。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该焦炉分烟道控制系统解决焦炉多变量非线性关系难以确定问题，提高系统控制灵活性、响应速度、收敛速度、操作方便性、通用性和准确性，减少对工艺和人工经验的依赖。

附图说明

图1为焦炉分烟道控制系统的结构示意图。

图2为焦炉分烟道控制系统中神经网络模块和模糊控制模块的示意图。

图3为系数自校正模糊控制算法的流程图。

图中：1-监控操作端、2-服务器、3-神经网络模块、4-模糊控制模块、5-PLC、6-PID调节器、7-电动执行单元、8-废气分析仪、9-热值仪、10-流量计。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～2，本实用新型实施例中，一种焦炉分烟道控制系统，包括监控操作端1、服务器2、PLC5、PID调节器6、电动执行单元7、废气分析仪8、热值仪9和流量计10；所述服务器2内置神经网络模块3和模糊控制模块4；所述废气分析仪8、热值仪9和流量计10分别采集实际过剩空气系数数据、煤气热值数据和煤气流量数据，并发送给PLC5，PLC5连接服务器2，PLC5将煤气热值数据和煤气流量数据发送给神经网络模块3，将实际过剩空气系数数据发送给模糊控制模块4，监控操作端1连接服务器2，并将标准空气过剩系数数据发送给服务器2的神经网络模块3，神经网络模块3对煤气热值数据、煤气流量数据和标准空气过剩系数数据进行处理得到分烟道吸力设定值，同时模糊控制模块4对实际过剩空气系数数据进行处理获得分烟道吸力调整值，并将分烟道吸力调整值发送给PLC5，PLC5连接PID调节器6，并将分烟道吸力调整值发送给PID调节器6，PID调节器6控制连接电动执行单元7，并根据分烟道吸力调整值对电动执行单元7的开度进行调整，从而完成分烟道的控制调节。

所述模糊控制模块4采用系数自校正模糊控制算法，输入值为实际过剩空气系数与其标准值偏差和偏差变化率，输出值为分烟道吸力调整值。该方法使空气量随着煤气量和煤气热值的变化实时变化达到最佳燃烧比，结合实际过剩空气系数实时反馈调节，既让煤气充分燃烧，又能减少废气排放。

图3为系数自校正模糊控制算法的流程图，输入实际过剩空气系数与标准过剩空气系数的偏差和偏差变化率，输出分烟道吸力的调整值。模糊算法的输入语言变量论域均为[-7℃，7℃]，输出变量的论域均为[-7，7]，论域依据不同的现场可灵活调整。算法系数自校正满足了不同控制阶段的不同控制策略，即大误差时，加大控制量调节范围，提高系统响应速度，小误差时减少控制量调节范围，避免超调，提高系统精度。

分烟道吸力的计算公式如下：

Press_{分烟道吸力}＝BP(GasV_煤气流量，AirRate标准_{过剩空气系数，}Corl_煤气热值)+Fuzzy(OE_{过剩空气系数偏差}，OE_{过剩空气系数偏差变化率})

本实用新型的工作原理是：所述废气分析仪8、热值仪9和流量计10分别采集实际过剩空气系数数据、煤气热值数据和煤气流量数据，并发送给PLC5，PLC5连接服务器2，PLC5将煤气热值数据和煤气流量数据发送给神经网络模块3，将实际过剩空气系数数据发送给模糊控制模块4，监控操作端1连接服务器2，并将标准空气过剩系数数据发送给服务器2的神经网络模块3，神经网络模块3对煤气热值数据、煤气流量数据和标准空气过剩系数数据进行处理得到分烟道吸力设定值，同时模糊控制模块4对实际过剩空气系数数据进行处理获得分烟道吸力调整值，并将分烟道吸力调整值发送给PLC5，PLC5连接PID调节器6，并将分烟道吸力调整值发送给PID调节器6，PID调节器6控制连接电动执行单元7，并根据分烟道吸力调整值对电动执行单元7的开度进行调整，从而完成分烟道的控制调节。

所述焦炉分烟道控制系统解决焦炉多变量非线性关系难以确定问题，提高系统控制灵活性、响应速度、收敛速度、操作方便性、通用性和准确性，减少对工艺和人工经验的依赖。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种焦炉分烟道控制系统，其特征在于，包括监控操作端(1)、服务器(2)、PLC(5)、PID调节器(6)、电动执行单元(7)、废气分析仪(8)、热值仪(9)和流量计(10)；所述服务器(2)内置神经网络模块(3)和模糊控制模块(4)；所述废气分析仪(8)、热值仪(9)和流量计(10)分别采集实际过剩空气系数数据、煤气热值数据和煤气流量数据，并发送给PLC(5)，PLC(5)连接服务器(2)，PLC(5)将获得的数据发送给神经网络模块(3)和模糊控制模块(4)，监控操作端(1)连接服务器(2)，并将标准空气过剩系数数据发送给服务器(2)的神经网络模块(3)，神经网络模块(3)和模糊控制模块(4)相互配合对获得的数据进行处理获得分烟道吸力调整值，并将分烟道吸力调整值发送给PLC(5)，PLC(5)连接PID调节器(6)，并将分烟道吸力调整值发送给PID调节器(6)，PID调节器(6)控制连接电动执行单元(7)，并根据分烟道吸力调整值对电动执行单元(7)的开度进行调整。

2.根据权利要求1所述的焦炉分烟道控制系统，其特征在于，所述PLC(5)将煤气热值数据和煤气流量数据发送给神经网络模块(3)，将实际过剩空气系数数据发送给模糊控制模块(4)。

3.根据权利要求2所述的焦炉分烟道控制系统，其特征在于，所述神经网络模块(3)对煤气热值数据、煤气流量数据和标准空气过剩系数数据进行处理得到分烟道吸力设定值，同时模糊控制模块(4)对实际过剩空气系数数据进行处理获得分烟道吸力调整值。