PDF《D调节在 电厂控制系统的应用》

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6 年9月PLC.

工控 机 与集 散控 制 系统 PL C. I P C &

DCS 可编程控制器的 P I D调节在电厂控制系统的应用 A p p l i c a t i o n o f P I D A d j u s t me n t f o r P L C i n P o we r p l a n t S y s t e m 浙江天工科技工程有限公司 赵国尧 竺竺摘要:通过 AB公刊的 C o n t r o l l J o g i x P I c系统征浙江某电厂水务控制系统的应用案例 ,着重介绍 P

1 D指令对加 药1 一 艺过程 自动控制,论及 PI D指令的调节参数没错经验方法. 关键词:水务控制系统 C o n t F O I 【 J o g i X P I D 町编程控制器 Ab s t r a c t : Al o ng wi t h t h e d e v e l o p me nt o f t e c h n o l o g y a n d ma n a g e me n t , t h e e n t i r e a u t o ma t i o n b e c o me s i mp o r t a n t i n p o we r pl a n t . Ge n e r a l l Y , t h e a u t o ma t i z a t i o n c a n b e a c t u a l i z e d b y u s i n g t h e p r o g r a mma b l e c o n t r o l l e r ( P L C) f o r a u x i l i a r y c o n t r o l s y s t e m i n p o w e r p l a n t . T h i S a r t i c l e ma i n l y e l a b o r a t e d t h e a p p l i c a t i o n o f C o n t r o l L o g i x P L C s y s t e m i n o n e p o w e r p l a n t i n Z h e j i a n g . T h e P I D a d j u s t me n t f o r t h e a u t o ma t i c c h e m i s t r y c o n t r o l s y s t e m i s e m p h a s i z e d , a n d f i n a l l Y a n e x p e r i e n c e w a y o f s e t t i n g t h e PI D pa r a me t e r i s i n t r o d u c e d. Ke y wo r d s : Wa t e r s e r v i c e c o n t r o l s y s t e m Co n t r o l Lo g i x P I D P LC I 中 分类 号I TM6

2 1 l 文献体识码{I

3 文章编号 l

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0 4 l 引言 浙江某发电厂三期工程( 2*3

0 0 MW 机组) 的水务控制 系统主要作 用是控制和改善 电厂的水质 ,包括 凝结水精 处理控制系统 、渣水处理控制系统 、酸碱再生控制系统 、 加药控制系统 、取样控制系统、工业水泵房控制系统 .其 中的 自动加药系统是整个水务控制系统 中最重要的系统 , 本文着重讲 C o n t r o l L o g i x在 自动加药系统的运用.控制系 统采用 AB公司的 C o n t r o l L o g i x可编程控制器进行顺序控 制 ,双机热备 、双 网冗余的形式使系统稳 定高效 .

2 控制要求 加 药控制系统 包括加磷酸 盐、加联 氨 、加 氨、加十 八胺

4 个子系统 .

2 . 1加磷酸盐系统 加磷 酸盐系统包 括三 台磷酸盐计量 泵( 二 用一备 ) 、 三个磷酸盐溶液箱 、三 台磷 酸盐溶液箱搅 拌器.根据 炉水磷酸根 信号 来 调节 磷酸盐计量 泵 .采 用计量 泵将磷44IProgr a mma b l e c o n t r ol l e r &

f a c t or y a u t o ma t i o n 酸盐药液直接加入锅炉汽包 内 ,维护磷酸根含量 0. 5~

3 .

0 mg /L.当炉水 PH异常时 ,或机组处于低负荷运行 时 ,可实施炉水协调处理.把磷酸氢二钠 溶液或 N a

0 H 的综合溶液加入炉水 中,调节炉水 PH 值达 9.

0 ~l

0 .

0 . 泵与泵联锁 ,当酸盐溶液箱液位 高、低 时报警 , 低低 时 自动停泵 ,参见 图l.

2 .

2 加联氨系统 加联氨系统 包括六台联 氨 计量 泵 、二 个联 氨溶液箱、二台联氨溶 液箱搅拌器 .泵 与泵联锁 ,当溶液箱液 位高、低 时报警 ,低 低时 自动停 泵.其中三台泵( 二用一备) 将浓度为 0.

1 ~0.

2 %的联氨 溶液加入 除 氧器 下降管,加 药量 由 自动控 制 的方 式来完成,控 制 信号 来源于给 水 流量 信 号和 除 氧器 水箱出口溶 氧表 信号 . 另三 台泵 ( 二用一备 ) 根据需要手动 将联氨加入 闭式 循环 冷却水 中,参见 图2所示 .

2 .

3 加氨系统 维普资讯 http://www.cqvip.com P L C 、工控机 与集散 控制系统 PL C. I P C &

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0 6年 9月 图1磷酸盐系统 图2 联氨系统 加氨系统包括

6 台氨计量泵 、2个氨溶液箱 、2台氨 溶液箱搅拌器 .氨加 药装置将给水 P H 值调节在 8. 8~ 9. 3范围内, 以达到 中和给水 中的 C 0, , 缓 解金属腐蚀 , 同时 ,也是 给后 级水系统提 供 良好 的水质条件 . 按工艺 过程要 求 ,把加 氨装 置划分 为 两个 工作 单元:其中 3台泵( 二用一备 ) 向凝结水精处理 出 口母 管加 入0. 3~0. 5%氨溶液 ,取凝结水流量信号及凝结水精 处理 出口 P H 表控 制计量泵加药量 ,实现凝结水精处理 加氨过程的 自动控制 ,调节性能的不确定度小于 0.

2 PH 值 .泵与泵 联锁 ,当溶 液箱液位 高 、低 时报警 ,低低 时 自动停 泵.向除氧器 下降管中加入

0 .

3 ~0.

5 % 的氨溶液 ,采用 双 电控 的方 式来进行控 制 .当给水流量 波动 时 ,由给水 流量 信 号控 制变 频器 进行比例 调节,有 效抑制由于 负 荷变化而引起 的PH值波 动. 由省煤器 P H 表发送的电 流信号( 4~2

0 mA) 为反馈信号 ,调整计量泵冲程 ,修正 PH 值 的偏差量 ,控制PH 值不确定度小于 0.

2 PH 值. 泵 与泵联 锁 ,当溶 液箱液位 高 、低 时报警 ,低 低时 自动 停泵 ,参见 图 3所示 : 图3氨系统

2 .

4 加十八胺 系统 加 十八胺系统包括 2台十八胺计量泵( 一用 一备) 、2 个十八胺溶 液箱 、2 台十八 胺溶液箱 搅拌器 . 加药是 通 过计量 泵手动调节 的方 式进行 ,在停炉 前 3小时 ,按1. 5~2% 浓度 比加入给 水母 管,保持给水 中十八 胺含量 为2~3 mg /L.泵与泵联 锁 ,当溶液箱液位 高、低 时报警 , 低低 时 自动停泵 ,参见 图4所示:图4 胺系统

2 _

5 问题分析 此控制系统 中的联锁和报警功能很容易在 C

0 n t r

0 l L0 g i x 中实现 ,现场碰到 的问题主要是如何实现 自动加 药的问题 . 磷酸盐自动 加药系统 根据炉水磷 酸盐浓度来调 节计量泵 频率,计 量泵转速 改变从而改 变磷酸盐的加 药量,使 炉 水磷 酸盐 浓 度维 持在 设 定值 附近.Pr o g r amma b l e c o n t r o l l e r&

f ac t o r y a u t oma t i o n f

4 5 维普资讯 http://www.cqvip.com ( P L C &

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6 年9月PLC.工 控机 与集 散控 制 系统 PL C. I P C &

DCS 自动加 氨 系统 是 根据 凝结 水精处理 混床出El的凝 结水 P H 信号来调节 计量泵 频率 ,计量泵转速改变从 而 改变 氨的加药量 ,使出ElPH维持 在设定值 .

3 系统设计 [

1 】

3 . 1控制结构 运用 C o n t r o l L o g i x中的 P I D指令 ,来控制过程变 量:PID指令接 受来 自模 拟量输入模 块的过程变量 P V (出口 P H 值),并且通 过模 拟量输 出模 块调 节控制 变量CV( 计量泵 频率 ) 输出, 以保持 过程 变量 在希 望的 设 定点 S P( P H 期望值 ) .具体控 制系统 工艺参见 图5所示:图5 工艺控制系统图

3 .

2 P I D配置f I C o n t r o l L o g i x P L C的P I D 组态设计参见图 6所示 : 图6PIDiJE置指令 在PID设置框中可设置 比例( KC ) 、积分( Ti ) 、微分 ( Td ) 系数值 ,参见 图 7所示.

4 P I D 参数整定

4 .

1 P I D对系统性能的影响 (

1 ) 比例系数 P对系统性能的影响 比例 系数加大 ,使系统 的动作灵敏 ,速度 加快 ,稳 态误差 减小 ;

P 偏大,振荡次数加多 ,调节 时间加 长;

P太大 时,系统 会趋于不 稳定 ;

P 太小 ,又会使 系统 的动 作 缓慢 . (

2 ) 积分控制 I 对系统性能的影响

4 6 I Pr og r a mma b l e c on t r o l l e r&

f ac l O r y a u t o ma t i o n 设一P I D僵图7 设置 P I D值 积分作 用使系统 的稳定性 下降 ,I小( 积分作 用强 ) 会使系统不 稳定 ,但能消除稳态 误差 ,提 高系统 的控制 精度 . (

3 ) 微分控制 D对系统性能的影响 微分作用可 以改善动 态特性 ,D 偏大时 ,超调 量较 大 ,调节 时间较短 ;

D 偏小时,超 调量 也较 大 ,调 节时 间也较长 ;

只有 D 合适,才能使超调量 较小 ,减短调 节时间.

4 .

2 P I D参数整定『

4 ] 一 般工程项 目的 PI D 参数整定方法都采用经验 公式 或 经验 数据 来 设置 . (

1 ) 首先将 I 、D设置为 0,只用纯 比例 ,调 P值在 控制范 围内成 临界 振荡状态 ,记下临界 振荡 的周期 T S;

(

2 ) 设定 Kc值 =纯 比例时的 P值(3)在一定的控制度下通过公式计算得 到参数 T i 、 T d值 .其中一种经验公式为 : 控制精度 =1.

0 5 % ,则Ti =0.

4 9 Ts 、Td=0.

1 4 Ts (

4 ) 也可参照 P I D经验数据 温度 T:P =

2 0 ~

6 0 %, T =1

8 0 ~6

0 0 s , D =

3 ~1

8 0 s l 压力 P:P =

3 0 ~7

0 %, T =

2 4 ~1

8 0 s l 液位 L:P =

2 0 ~8

0 %, T =

6 0 ~3

0 0 s l 流量 L:P =

4 0 ~1

0 0 %, T =6 ~

6 0 s .

5 结束语 可编程控制器( PLC) 系统运用于电厂辅控控制系统 , 具有集成度高 ,组网灵活 ,管理能力强的特点.P L C 中的PID调节配置 内容丰富、控 制调节精度高 ,充分体现 了系统的高灵活性和稳定性 .本文提 出的 P I D 调节方法 具有设置迅速 、控 制质量 好的特点 .其控 制可靠性 和准 确性得到 电厂 业 主好 评.(下转第

1 O 3页) 维普资讯 http://www.cqvip.com v o i d S t d D I B b y Re c t () 车牌字符尺寸归一 图7是字符 尺寸 归一效 果图. 机器 视觉Ma c h i n e V i s i on 图7 字符尺寸归―效果 HD I B A u t o Al i g n () 车牌字符紧缩重排 图8是字符 紧缩重排 效果 图. 图8 宇符紧缩重排效果 字符 特 征提 取double**code() 字符特征提取 训练 神经网络 v o i d B p T r a i n ― Ha n Z i () 汉字网络训练 v o i d B p T r a i n ― c h a r () 字母 网络训练 v o i d BpTr a i n― c h a r A n d N u m() 字母数字网络训练 v o i d B p T r a i n () 数字网络训练 车牌识别voidCodeRecognize() 车牌字符分类识别

4 .

3 系统测试 软件测试过程中应 该故意地去促使错误的发生 , 也就是事情在不该出现的时候出现 或者 在应该出现的时候没 有 出现 .从 本质 上说,软 件 测试 是 探测 ,在 探测 中发现 软件 的 毛病 .包 括对 系统 的功 能测 试和性能测试,其 中功 能测试包括对 本系统的图像 预处理方 法 、字 符 分割 及相关处 理 、字符 特 征提 取和车牌字符识别 四 个模 块 进行 测试 ;

性 能测 试 包括 对网络训练 和字 符识别进 行测试.测试 完成标准:功 能性 测试用例通 过率达 到l00%;

非功 能性测 试用例通 过率 达到

9 5 % , 对于本系统 的性能测试用例处理时间应该 在ls之 内.

4 .

4 实验结果与分析 本 系统 在 现场 试用中采集 了大量 汽车 图片样 本进行实验 测试 ,经过实例分 析 发现该系 统有 以下特点 : 在 车牌 定 位状 况 良好 和 字符 比较 清 ........