模糊PID式仿生锅炉节能控制系统技术方案

本发明专利技术公开了模糊PID式仿生锅炉节能控制系统，包括控制室、现场采集参数装置与被控现场，现场采集参数装置包括变送器、热电阻、热电偶与氧化锆氧量分析仪且均通过光电隔离装置连接锅炉控制中心站；控制室包括锅炉控制中心站、光电隔离装置、变频器、手操器、控制操作台、工业计算机与打印机，变频器、手操器、控制操作台、工业计算机与打印机均与锅炉控制中心站连接，被控现场包括燃烧控制系统、补水控制系统与炉压控制系统。本发明专利技术保证锅炉安全、稳定、经济运行同时，实现了锅炉智能化、自动寻优控制，达到了保护环境，大大提高锅炉燃烧效率，节约能源的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制系统，具体是一种模糊PID式仿生锅炉节能控制系统。
技术介绍
我国燃煤锅炉燃烧系统控制模型算法发展趋势是向国际前沿靠拢，结合燃煤供暖锅炉运行实际，燃煤锅炉燃烧控制系统运行效果一直不很理想，主要表现为不能有效满足负荷需求，热效率不能有效提高，投运时过于依赖有经验操作人员，数据化控制不强。如何结合燃煤锅炉实际运行情况，设计出行之有效的锅炉燃烧系统控制模型，是燃煤锅炉控制系统中一个迫切需要解决课题。任何理论的产生和发展都是人们认识和生产实践需要推动的结果，智能控制理论当然也不例外。传统的控制理论都是建立在数学模型的基础上，无论是控制对象的识别还是控制器的分析设计等。但随着人们认识层面的深化，认识对象范围的扩大，人们发现越来越多的控制对象具有高度的复杂性，高度的不确定性，用常规的控制理论和算法已经无法模拟和实现控制，因而必须引入智能控制理论和算法及相应的模型才能解决实际的高性能控制问题，燃煤热水锅炉模糊PID式仿生锅炉智能专家控制系统正是基于此而诞生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种保证锅炉安全、稳定、经济运行、锅炉智能化、自动寻优控制的模糊PID式仿生锅炉智能专家寻优自动控制系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：模糊PID式仿生锅炉节能控制系统，包括控制室、现场采集参数装置与被控现场，所述现场采集参数装置包括变送器、热电阻、热电偶与氧化锆氧量分析仪，所述控制室包括锅炉控制中心站、光电隔离装置、变频器、手操器、控制操作台、工业计算机与打印机，现场采集参数装置中的变送器、热电阻、热电偶与氧化锆氧量分析仪通过光电隔离装置连接锅炉控制中心站；所述手操器包括炉排手操器、鼓风手操器、补水手操器、引风手操器；所述变频器包括炉排变频器、鼓风变频器、水泵变频器、引风变频器，锅炉控制中心站分别与炉排变频器、鼓风变频器、水泵变频器、引风变频器连接，锅炉控制中心站还通过炉排手操器连接炉排变频器，锅炉控制中心站还通过鼓风手操器连接鼓风变频器，锅炉控制中心站还通过补水手操器连接水泵变频器，锅炉控制中心站还通过引风手操器连接引风变频器；控制操作台连接锅炉控制中心站，打印机通过工业计算机与锅炉控制中心站连接；被控现场包括燃烧控制系统、补水控制系统与炉压控制系统，燃烧控制系统由炉排电机与鼓风电机组成，补水控制系统包括水泵电机，炉压控制系统包括引风电机；炉排电机与炉排变频器连接，鼓风电机与鼓风变频器连接，水泵电机连接水泵变频器，引风电机连接引风变频器。作为本专利技术进一步的方案：锅炉控制中心站采用西门子S7-300系列PLC系统。作为本专利技术进一步的方案：变送器采集现场的供水压力、回水压力、炉膛压力、送风压力、引风量、鼓风量、给煤量、对流烟压，热电阻采集现场的供水温度、回水温度、排烟温度、室外温度、末端温度，氧化锆氧量分析仪采集现场的烟气氧量，热电偶采集现场的对流烟温、炉膛温度。作为本专利技术进一步的方案：控制操作台包括变频器启/停按钮、手/自动转换按钮、软手动操作按钮、禁止停炉按钮、紧急停炉按钮、运行与检修按钮、消音按钮。所述模糊PID式仿生锅炉节能控制系统的控制方法：对于锅炉温度的控制，将锅炉炉膛的加热区分为目标温度A、安全温度B、炉膛温度C三个测温区，其中，A区的测温点为目标温度测温区，该温度是加热工件所需要的试验温度；B区的测温点为安全温度测温区，C区的测温点为加热体所处的炉膛温度测温区，以上温度的测量均通过热电偶或热电阻元件获取温度变化信号后，通过变送器统一变成电流信号上传至锅炉控制中心站，并通过工业计算机进行温度的监控和数据记录，同时锅炉控制中心站据此温度信号的和设定温度曲线的比较结果，经过温控系数修正之后，转化输出为温控仪表能够接受的模拟控制信号，传给手操器、变频器并控制手操器、变频器调节控制电源的输出功率和风机转速，实时调节加热致冷的试验过程。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术保证锅炉安全、稳定、经济运行同时，实现了锅炉智能化、自动寻优控制，达到了保护环境，大大提高锅炉燃烧效率，节约能源的目的。该锅炉燃烧系统实现了智能控制、专家系统、模糊控制以及常规控制有效集成。附图说明图1是本专利技术的结构框图。图2是本专利技术控制温度的原理图。图3是本专利技术的1#操作台。图4是本专利技术的2#操作台。图5是本专利技术的3#操作台。图6是本专利技术的4#操作台。图7是本专利技术的5#操作台。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1、图3-图7，本专利技术实施例中，模糊PID式仿生锅炉节能控制系统，包括控制室、现场采集参数装置与被控现场。现场采集参数装置包括变送器、热电阻、热电偶与氧化锆氧量分析仪。变送器是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。变送器主要有温度变送器、压力变送器、流量变送器、电流变送器、电压变送器等。变送器具有输入过载保护、输出过流限制保护、输出电流长时间短路保护、工作电源过压极限保护≤35V、工作电源反接保护等功能。本专利技术中变送器采集现场的供水压力、回水压力、炉膛压力、送风压力、引风量、鼓风量、给煤量、对流烟压。热电阻与热电偶均是测温元件。热电阻可以远传电信号，灵敏度高，稳定性强，互换性以及准确性都比较好。热电偶是测量范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，更能够远传4-20mA电信号，便于自动控制和集中控制。氧化锆氧量分析仪用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度，同样也适用于非燃烧气体氧浓度测量，具有耐磨耐腐蚀、测量准确、测量范围广、安装方便、使用寿命长等特点。本专利技术中热电阻采集现场的供水温度、回水温度、排烟温度、室外温度、末端温度，热电偶采集现场的对流烟温、炉膛温度，氧化锆氧量分析仪采集现场的烟气氧量。现场采集参数装置中的变送器、热电阻、热电偶与氧化锆氧量分析仪通过光电隔离装置连接锅炉控制中心站。控制室包括锅炉控制中心站、光电隔离装置、变频器、手操器、控制操作台、工业计算机与打印机。手操器包括炉排手操器、鼓风手操器、补水手操器、引风手操器。手操器可自动接系统（或调节仪）的给定信号和阀位的反馈信号，根据二者的偏差进行调节，输出相应的控制量，并可取代小功率伺服放大器直接驱动阀门，可接在各种调节器或计算机控制系统之后作备用仪表。手操器自动校准和人工校准功能，自动到手动的无扰动切换；具有多重保护、隔离设计、抗干扰能力强、可靠性高，良好的软件平台，具备二次能力，配合功能强大的仪表芯片，功能组合、系统升级非常方便。光电隔离装置对输入、输出电信号有良好的隔离作用，信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
模糊PID式仿生锅炉节能控制系统，其特征在于，包括控制室、现场采集参数装置与被控现场，所述现场采集参数装置包括变送器、热电阻、热电偶与氧化锆氧量分析仪，所述控制室包括锅炉控制中心站、光电隔离装置、变频器、手操器、控制操作台、工业计算机与打印机，现场采集参数装置中的变送器、热电阻、热电偶、氧化锆氧量分析仪均通过光电隔离装置连接锅炉控制中心站；所述手操器包括炉排手操器、鼓风手操器、补水手操器、引风手操器；所述变频器包括炉排变频器、鼓风变频器、水泵变频器、引风变频器，锅炉控制中心站分别与炉排变频器、鼓风变频器、水泵变频器、引风变频器连接，锅炉控制中心站还通过炉排手操器连接炉排变频器，锅炉控制中心站还通过鼓风手操器连接鼓风变频器，锅炉控制中心站还通过补水手操器连接水泵变频器，锅炉控制中心站还通过引风手操器连接引风变频器；控制操作台连接锅炉控制中心站，打印机通过工业计算机与锅炉控制中心站连接；被控现场包括燃烧控制系统、补水控制系统与炉压控制系统，燃烧控制系统由炉排电机与鼓风电机组成，补水控制系统包括水泵电机，炉压控制系统包括引风电机；炉排电机与炉排变频器连接，鼓风电机与鼓风变频器连接，水泵电机连接水泵变频器，引风电机连接引风变频器。...

【技术特征摘要】
1.模糊PID式仿生锅炉节能控制系统，其特征在于，包括控制室、现场采集参数装置与被控现场，所述现场采集参数装置包括变送器、热电阻、热电偶与氧化锆氧量分析仪，所述控制室包括锅炉控制中心站、光电隔离装置、变频器、手操器、控制操作台、工业计算机与打印机，现场采集参数装置中的变送器、热电阻、热电偶、氧化锆氧量分析仪均通过光电隔离装置连接锅炉控制中心站；所述手操器包括炉排手操器、鼓风手操器、补水手操器、引风手操器；所述变频器包括炉排变频器、鼓风变频器、水泵变频器、引风变频器，锅炉控制中心站分别与炉排变频器、鼓风变频器、水泵变频器、引风变频器连接，锅炉控制中心站还通过炉排手操器连接炉排变频器，锅炉控制中心站还通过鼓风手操器连接鼓风变频器，锅炉控制中心站还通过补水手操器连接水泵变频器，锅炉控制中心站还通过引风手操器连接引风变频器；控制操作台连接锅炉控制中心站，打印机通过工业计算机与锅炉控制中心站连接；被控现场包括燃烧控制系统、补水控制系统与炉压控制系统，燃烧控制系统由炉排电机与鼓风电机组成，补水控制系统包括水泵电机，炉压控制系统包括引风电机；炉排电机与炉排变频器连接，鼓风电机与鼓风变频器连接，水泵电机连接水泵变频器，引风电机连接引风变频器。
2.根据权利要求1所述的模糊PID式仿生锅炉节能控制系统，其特征在于，所述锅炉控制中心站采用西门子S7-300系列PLC系统。
3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宝明，
申请(专利权)人：天津佳成宝自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12