一种集中供热锅炉节能控制系统的制作方法
【专利说明】一种集中供热锅炉节能控制系统发明领域
[0001]本发明涉及锅炉智能控制系统，具体地说是涉及一种集中供热锅炉节能控制系统。
【背景技术】
[0002]锅炉的燃烧系统是一个多参数对象，多扰动，各参数交叉影响的系统。链条式锅炉存在较大的不确定性、复杂性、不稳定性，以及较大的容量滞后和较长的滞后时间。因此，采用常规的PID调节很难达到控制要求，甚至无法投入自动运行。分析现有许多锅炉自动控制系统和链条式热水锅炉的运行情况，确实存在以下控制难点:
(I)链条式热水锅炉从进煤量的变化到其燃烧产生热量，并使锅炉出口水温度发生变化需要较长的时间，即锅炉出口水温度纯滞后时间长、容量滞后大，用简单的PID控制算法很难获得理想的效果。
[0003](2)煤质的变化，造成风-煤比的改变，采用一般的定值控制系统无法使系统始终运行在最佳或次最佳的燃烧状态。
[0004](3)燃烧过程机理复杂，影响燃烧工况的因素较多，对象变化较大，很难准确地建立单一的控制模型；
如何克服以上难点，实现集中供热锅炉的智能化控制的同时，实现锅炉燃烧效率的提高，达到节能减排节约能源的目的，并有效地保证锅炉安全、稳定、经济运行是值得研究的。
【发明内容】
[0005]为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种集中供热锅炉节能控制系统。
[0006]为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为:
一种集中供热锅炉节能控制系统，包括位于控制中心的基于PLC的上位机控制系统、位于锅炉现场的基于PLC的下位机控制系统，还包括完成基于PLC的上位机控制系统与基于PLC的下位机控制系统通信的交换机系统，所述交换机系统包括位于锅炉现场的多个交换机一和位于控制中心的交换机二，所述的多个交换机一分别对应于每个锅炉现场的PLC控制器，其特征在于:所述位于锅炉现场的基于PLC的下位机控制系统包括单独控制监控每台锅炉状况参数的PLC控制器一以及控制各台锅炉公共部分参数的PLC控制器二，所述位于控制中心基于PLC的上位机控制系统包括PC工程师站、多个打印机以及多个PC客户端，所述的PLC控制器一和PLC控制器二分别通过普通以太网和与之对应的交换机一通信，各交换机一之间通过相互连接的光纤电缆通讯的同时，还通过光纤电缆和位于控制中心的交换机二通信，所述的PC工程师站、多个打印机以及多个PC客户端通过普通以太网与交换机二通信，所述位于锅炉现场的基于PLC的下位机控制系统中还设有锅炉燃烧系统自寻化控制算法以及组织运行策略，实现集中供热锅炉的锅炉燃烧系统控制、锅炉炉膛压力调节控制，起到集中供热锅炉的自动节能高效控制。
[0007]所述PLC控制器一控制监控每台锅炉状况参数包括控制参数和监控参数，控制参数包括锅炉进出水温度、炉膛压力、进出水压力、鼓风量、引风量、炉排转速以及分层给煤量参数；监控参数包括对束管入口烟压、对束管入口烟温度、炉膛出口烟压、炉膛出口烟温度、鼓风机运行状态、引风机运行状态、炉排运行状态以及分层给煤运行状态参数；所述PLC控制器二控制各台锅炉公共部分参数包括循环栗与补水栗的运行，室外温度、一次网总供水温度、一次网总回水温度、出口母管压力、一次网总供水压力与一次网总回水压力的信号参数。
[0008]所述的PC工程师站为基于PLC的PC机，设有人界面，内置有工控软件和数据存储库，用于数据存储、显示和管理，可实时监控全厂的工艺变化、设备运行、故障发情况，并通过人机界面进行多种操作实现调控，同时负责日常生产报表打印、事故打印。
[0009]所述的人机界面包括监控界面、调节回路显示界面、报警显示界面、历史数据检索以及检索结果分析显示界面、可编辑参数显示界面、报表显示和打印界面、系统安全管理界面。
[0010]所述多个PC客户端分别用于客户监控数据。
[0011]所述的交换机系统采用的是SLM224G2交换机。
[0012]所述的自寻化控制算法的工作流程如下:
(O判断锅炉的稳态情况:当锅炉炉膛温度的实测值Tt与燃烧理论值Ts之差在稳态偏差ε T带内，且无大的负荷扰动量，即|Tt-Ts| < εΤ，AD < ε D，则锅炉稳态，其中:A D为负荷的扰动量，ε T和ε D的取值与炉型及运行方式有关，可根据实际情况调整；
(2)定时器^开始定时，在规定时间内都满足稳态条件，则寻优开始，否则ti清零，重新定时；
(3)判断最佳风-煤比:如果寻优指标T找到最大值，则表示具有最佳风-煤比，当寻优指标T2、T1满足|Τ2-Τ1| < ε，ε为无穷小值，则表示已搜索到最佳工作点K。
[0013]本发明的有益效果:
本发明采用模块化设计，每个模块都可以单独的优化，便于整个系统的升级、控制管理和日后的维护，并且具备完全的开发性，保证了系统有良好的可扩充性，保护了用户投资，整个系统安装维护方便，运行稳定、可靠、人机界面友好。经过运行实践表明，本文设计的控制系统实现了锅炉燃烧过程的自动控制，满足生产工艺要求，有效地降低了能耗，提高了生产管理水平。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的自寻化控制算法流程图；
图3为本发明的锅炉燃烧系统控制图；
图4为本发明的锅炉炉膛压力调节控制图；
其中:1、位于控制中心的基于PLC的上位机控制系统；2、位于锅炉现场的基于PLC的下位机控制系统；3、交换机一 ；4、交换机二 ；5、PLC控制器一 ；6、PLC控制器二 ；7、PC工程师站;8、PC客户端；9、打印机。
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
[0016]一种集中供热锅炉节能控制系统，包括位于控制中心的基于PLC的上位机控制系统1、位于锅炉现场的基于PLC的下位机控制系统2，还包括完成基于PLC的上位机控制系统与基于PLC的下位机控制系统通信的交换机系统，所述交换机系统包括位于位于锅炉现场多个交换机一 3和位于控制中心的交换机二 4，所述的多个交换机一 3分别对应于每个锅炉现场的PLC控制器，其特征在于:所述位于锅炉现场的基于PLC的下位机控制系统2包括单独控制监控每台锅炉状况参数的PLC控制器一 5以及控制各台锅炉公共部分参数的PLC控制器二 6，所述位于控制中心基于PLC的上位机控制系统I包括PC工程师站7、多个打印机9以及多个PC客户端8，所述的PLC控制器一 5和PLC控制器二 6分别通过普通以太网和与之对应的交换机一 3通信，各交换机一 3之间通过相互连接的光纤电缆通讯的同时，还通过光纤电缆和位于控制中心的交换机二 4通信，所述的PC工程师站7、多个打印