鞍鋼礦業(yè)公司工業(yè)鍋爐測控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用.pdf

1、工業(yè)鍋爐在生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要作用，也消耗著大量的能源。對其進行優(yōu)化控制，可以節(jié)約大量生產(chǎn)經(jīng)費，減輕工人勞動強度，符合現(xiàn)在的低碳節(jié)能發(fā)展方向。本項目結(jié)合現(xiàn)場需求，采用多種控制方案，克服眾多干擾信號，解決了系統(tǒng)非線性等技術(shù)問題。在關(guān)鍵環(huán)節(jié)上根據(jù)現(xiàn)場積累的典型數(shù)據(jù)和經(jīng)驗值建立模糊控制規(guī)則表，采用不需要精確數(shù)學(xué)模型的模糊控制技術(shù)并結(jié)合經(jīng)典自動控制理論，來實現(xiàn)對過程控制對象的有效實時控制，形成了一個典型的優(yōu)化控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)硬件方面，根據(jù)現(xiàn)場已

2、有的硬件基礎(chǔ)并按實際要求進行必要的擴展，組成完整的硬件系統(tǒng)配置。在軟件方面采用先進成熟的西門子PCS7過程控制系統(tǒng)，并將上面得到的模糊控制數(shù)學(xué)模型與其它控制策略結(jié)合，利用PCS7系統(tǒng)編制應(yīng)用程序，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的優(yōu)化控制。
　　首先對工業(yè)燃煤鍋爐的工作原理、結(jié)構(gòu)、具體工作過程、控制對象的特點和控制要求以及與鍋爐相關(guān)的附屬設(shè)備進行了介紹，分析了工業(yè)鍋爐的工藝需求，根據(jù)現(xiàn)場不同特點選擇相應(yīng)控制策略，并提出了系統(tǒng)安全設(shè)計方案。
　

3、　然后詳細介紹了西門子S7300 PLC硬件系統(tǒng)的組成、模塊功能、硬件組態(tài)，對如何與第三方設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接、上位機組態(tài)軟件WinCC6.0的編制、變頻器控制回路和網(wǎng)絡(luò)拓撲組成等進行了詳細說明。為保證鍋爐安全運行，對關(guān)鍵設(shè)備進行了軟件聯(lián)鎖等程序設(shè)計。
　　其次針對鍋爐汽包水位的工藝特性，經(jīng)過現(xiàn)場實際調(diào)研，決定采用串級給水三沖量“典型”控制方案。并對該方案進行了原理性說明，詳細分析了控制算法，構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型；針對串級PID控制系統(tǒng)特點，進

4、行了大量的參數(shù)調(diào)整，結(jié)合系統(tǒng)進行了局部和整體調(diào)試，并給出了程序的相應(yīng)說明。
　　最后介紹了模糊控制在鍋爐給煤燃燒中的應(yīng)用，分析了鍋爐燃燒控制特性，用Matlab計算軟件確定模糊關(guān)系控制表，設(shè)計了數(shù)學(xué)模型并將其轉(zhuǎn)換為PCS7編程語言，實現(xiàn)了鍋爐給煤燃燒的“優(yōu)化”控制。使整個系統(tǒng)在完成總體控制思想的同時，又解決了關(guān)鍵部位的復(fù)雜控制和疑難問題。經(jīng)過現(xiàn)場的實際驗證，系統(tǒng)各項性能良好。本項目的有效實施，可以為改進其他單位的控制系統(tǒng)積累經(jīng)驗。