一种基于dcs和matlab的火电机组燃烧自动调节方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于DCS和MATLAB的火电机组燃烧自动调节方法。
【背景技术】
[0002]目前工业控制方案90%以上采用PID控制，在复杂多变的工况下，PID控制的效果往往不理想。燃烧自动调节系统是火电机组自动控制的重要子系统，其控制目标是通过调整燃料量指令实现对主蒸汽压力的精确控制，以满足机组的安全经济运行。随着近年来火电机组脱硫、脱硝等改造工作的开展，其锅炉的燃烧对象特性已经发生较大的变化，常规的PID控制方案渐渐不能满足不断变化的负荷工况的需要。火电机组采用分散控制系统(DCS)，其逻辑组态功能比较简单，复杂的控制方案和计算环节不能够实现，控制品质不高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于DCS和MATLAB的火电机组燃烧自动调节方法，DCS侧负责常规PID控制方案的实现，MATLAB侧负责实现复杂控制方案的实现的计算，控制品质加强；DCS和MATLAB通过OPC协议通讯，用户随时可以根据使用情况通过选择块来选用其中一种控制方案。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]一种基于DCS和MATLAB的火电机组燃烧自动调节方法，通过高低限逻辑块来判断主蒸汽压力和主蒸汽压力设定值的偏差是否越限，如果越限，将MATLAB侧的计算结果切除，继续使用DCS侧控制器的计算结果；如果不越限，将MATLAB侧的计算结果写回DCS侧控制器的输出结果中，代替DCS侧控制器的输出结果。
[0006]DCS侧的具体控制方案为:主蒸汽压力和主蒸汽压力设定值的偏差送入DCS侧的控制器中，得到第一燃烧量指令。
[0007]DCS侧的控制器为PID控制器。
[0008]MATLAB侧的具体控制方案为:将主蒸汽压力、主蒸汽压力设定值、机组负荷及主蒸汽温度这些参数送入MATLAB控制器中，MATLAB控制器中进行控制计算；得到第二燃烧量指令。
[0009]主蒸汽压力、主蒸汽压力设定值、机组负荷及主蒸汽温度这些参数通过OPC协议导出，送入MATLAB控制器中。
[0010]MATLAB侧的计算结果通过OPC协议写回DCS侧输出结果中。
[0011]本发明的有益效果:
[0012](I)保留了原有DCS中PID控制器.
[0013](2)火电机组采用分散控制系统(DCS)，其逻辑组态功能比较简单，复杂的控制方案和计算环节可以采用MATLAB来设计和实现，DCS和MATLAB之间通过OPC协议通讯。通过OPC协议，可以将主蒸汽压力、机组负荷、主蒸汽温度等重要参数导出至MATLAB中，进行复杂控制逻辑的设计和计算，与传统单输入PID控制器相比，控制品质加强；
[0014](3)偏差越限时，可随时切换回原来的PID控制器，避免因为MATLAB控制算法的缺陷、OPC通讯故障等原因造成对机组安全运行的影响。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的控制流程图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0017]如图1所示，一种基于DCS和MATLAB的火电机组燃烧自动调节方法，DCS侧的具体控制方案为:主蒸汽压力和主蒸汽压力设定值的偏差送入DCS侧的PID控制器中，得到第一燃烧量指令。
[0018]MATLAB侧的具体控制方案为:将主蒸汽压力、主蒸汽压力设定值、机组负荷及主蒸汽温度这些参数通过OPC协议导出，送入MATLAB控制器中，MATLAB控制器中进行控制计算，得到第二燃烧量指令，将计算结果通过OPC协议送回DCS中。
[0019]用户可以通过用户选择模块进行选择，根据使用情况决定采用第一燃烧量指令或第二燃烧量指令。具体方法为:通过高低限逻辑块来判断主蒸汽压力和主蒸汽压力设定值的偏差是否越限，如果越限，将MATLAB侧的计算结果切除，继续使用DCS侧控制器的计算结果；如果不越限，将MATLAB侧的计算结果写回DCS侧控制器的输出结果中，代替DCS侧控制器的输出结果。
[0020]越限意味着MATLAB侧控制品质不能满足要求才会越限，也就是说此时matlab的计算可能不正确，因此要切换回DCS的结果。
[0021]电厂的控制都是用DCS控制的，但DCS实现的算法比较简单，所以通过OPC协调将数据导出至MATLAB中进行复杂控制方案的设计和计算，再通过OPC协议导入到DCS中，来代替原来的DCS控制方案的计算结果。理论上来说，matlab因为可以设计更复杂和更先进的算法，其控制品质肯定是更好的，但由于是进行了 OPC通讯，如果通讯发生故障，就有可能出现错误的计算结果，所以要设置一个选择，这个时候选用DCS侧的计算结果，虽然品质下降一些，但是安全无错误。
[0022]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种基于DCS和MATLAB的火电机组燃烧自动调节方法，其特征是，通过高低限逻辑块来判断主蒸汽压力和主蒸汽压力设定值的偏差是否越限，如果越限，将MATLAB侧的计算结果切除，继续使用DCS侧控制器的计算结果；如果不越限，将MATLAB侧的计算结果写回DCS侧控制器的输出结果中，代替DCS侧控制器的输出结果。2.如权利要求1所述一种基于DCS和MATLAB的火电机组燃烧自动调节方法，其特征是，DCS侧的具体控制方案为:主蒸汽压力和主蒸汽压力设定值的偏差送入DCS侧的控制器中，得到第一燃烧量指令。3.如权利要求1所述一种基于DCS和MATLAB的火电机组燃烧自动调节方法，其特征是，DCS侧的控制器为PID控制器。4.如权利要求1所述一种基于DCS和MATLAB的火电机组燃烧自动调节方法，其特征是，MATLAB侧的具体控制方案为:将主蒸汽压力、主蒸汽压力设定值、机组负荷及主蒸汽温度这些参数送入MATLAB控制器中，MATLAB控制器中进行控制计算；得到第二燃烧量指令。5.如权利要求4所述一种基于DCS和MATLAB的火电机组燃烧自动调节方法，其特征是，主蒸汽压力、主蒸汽压力设定值、机组负荷及主蒸汽温度这些参数通过OPC协议导出，送入MATLAB控制器中。6.如权利要求1所述一种基于DCS和MATLAB的火电机组燃烧自动调节方法，其特征是，MATLAB侧的计算结果通过OPC协议写回DCS侧输出结果中。
【专利摘要】本发明公开了一种基于DCS和MATLAB的火电机组燃烧自动调节方法，通过高低限逻辑块来判断主蒸汽压力和主蒸汽压力设定值的偏差是否越限，如果越限，将MATLAB侧的计算结果切除，继续使用DCS侧控制器的计算结果；如果不越限，将MATLAB侧的计算结果写回DCS侧控制器的输出结果中，代替DCS侧控制器的输出结果。可随时切换回原来的PID控制器，避免因为MATLAB控制算法的缺陷、OPC通讯故障等原因造成对机组安全运行的影响。
【IPC分类】G05B19/418
【公开号】CN104898619
【申请号】CN201510251277
【发明人】高嵩, 李军, 孟祥荣, 王文宽, 韩英昆, 庞向坤, 林波, 于庆彬, 李克雷, 孙洋
【申请人】国家电网公司, 国网山东省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月15日