PDF《电厂锅炉燃烧系统先进过程控制实验仿真平台1》

②基于模糊推理控制、自适应控制、解耦控制、广义预测控制、神经网络等 APC 控制 策略,其输出可对过程控制层的控制器模型进行修正或是直接取代控制器的输出. ⑵上位监控层:即为锅炉燃烧系统 APC 控制策略和 PLC 顺序逻辑控制的动态监视层. 上位监控系统基于 Kingview 组态软件进行搭建,该软件具有较好的图形动画设计功能,且6.5 以上版本提供大量现场设备(PLC)的接口驱动程序,并支持 OPC 通信,从而简化上位 机与现场控制系统 PLC 之间的接口驱动开发和组态界面开发工作. 但Kingview 的数据处理 能力不强,难以实现 APC 等复杂控制算法的构建.主要功能如下: ①上位监控系统作为 OPC 通信的 Server 端,可实时接收来自过程控制层和实时优化层 的过程数据,进行动态显示和数据备份;

②上位监控系统作为人机交互的平台,具有人工设定过程层的 PID 参数,人工选择优 化层的 APC 控制策略,以及人工模拟锅炉燃烧系统的设备操作过程. ⑶过程控制层: 该层包括基于 S7-300 PLC 的过程控制系统以及基于 Matlab 的虚拟对象 仿真平台.锅炉燃烧系统的 PID 控制回路以及顺序逻辑控制功能主要在 PLC 中实现.西门 子的 S7-300 系列 PLC 支持 OPC 通信,且可通过 Simatic .Net(专用 OPC 服务软件)实现 与虚拟对象系统和实时优化层进行数据传输[6][7].而与上位监控系统(Kingview)之间的 通信可通过 Kingview 自带的 S7-300 以太网驱动模块实现数据交换.基于 Matlab 仿真软件 的虚拟对象系统主要实现对包含执行机构、过程对象的广义对象进行建模,并模拟温度、压力、液位及流量等传感器信号. 实验仿真平台的实物组成如图 3(b)所示,基于三台 PC 机分别开发上位监控系统、实时 优化仿真平台以及虚拟对象仿真平台,它们与 S7-300 控制系统之间通过 Ethernet 网络实现 互联互传[5][6]. (a) (b) 图3实验仿真平台 4. 实验设计及其仿真结果 4.1 被控对象实验设计 为了验证本文提出的实验仿真平台的有效性,建立了如式(1)所示的锅炉燃烧系统数学 模型[8]: (1) 其中, 为锅炉出口蒸汽压力, 为锅炉烟气含氧量, 为炉膛负压, 为燃料阀 开度, 为送风机转速, 为引风机转速.且如图2所示, , ,分别为燃料流量........