一种支持控制参数在线调优的脱硝控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种支持控制参数在线调优的脱硝控制系统，包括执行装置、检测装置、控制器和在线调优装置，执行装置用于向脱硝反应过程提供氨气，检测装置用于检测脱销反应后的烟气中的氮氧化物含量，控制器为内置有预测函数控制算法模块的控制器，与执行装置、检测装置和在线调优装置分别连接，用于控制执行装置的喷氨量，在线调优装置与控制器连接，包括可视化界面和参数调节按钮，参数调节按钮与预测函数控制算法模块连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术可以在基于预测函数控制的工业过程中，利用可视化界面通过观察系统的运行曲线，在线调整脱硝控制器的控制器参数，弥补了模型估计不准确的缺点，提高了预测控制效果，提升了控制品质。

【技术实现步骤摘要】
一种支持控制参数在线调优的脱硝控制系统
本技术涉及一种火力发电厂工程控制系统，尤其是涉及一种支持控制参数在线调优的脱硝控制系统。
技术介绍
火力发电厂通常使用传统的比例-积分-微分(PID)控制器来控制脱硝环节，达到环保要求，然而PID参数调整较困难，且缺乏明确的物理意义，往往需要丰富的工程经验。近年来，基于模型的预测控制越来越多的被应用到工业过程控制中，预测控制具有控制精度高，控制过程稳定，抗干扰能力强等优点。类似于PID控制器，模型预测控制器同样需要调整参数来实现控制效果最优。目前基于模型预测控制的脱硝控制器的控制参数往往需要离线分析才能进行优化，因此需要设计出一种支持在线调优的脱硝控制器，缩短控制器调整环节，提高生产效率。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种支持控制参数在线调优的脱硝控制系统，可以根据实时运行曲线，在线调整模型参数，达到提高系统的控制效率的目的。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种支持控制参数在线调优的脱硝控制系统，包括执行装置、检测装置、控制器和在线调优装置，所述的执行装置用于向脱硝反应过程提供氨气，所述的检测装置用于检测脱销反应后的烟气中的氮氧化物含量，所述的控制器为内置有预测函数控制算法模块的控制器，与执行装置、检测装置和在线调优装置分别连接，用于控制执行装置的喷氨量，所述的在线调优装置与控制器连接，包括可视化界面和参数调节按钮，所述的参数调节按钮与预测函数控制算法模块连接。所述的控制器为逻辑控制器。>所述的控制器为PLC控制器。所述的控制器为ABCompactLogix控制器。所述的控制器通过RS485通讯接口连接到检测装置和执行装置。所述的可视化界面为液晶显示屏。所述的参数调节按钮设有三个，分别对应预测函数控制算法模块中的模型增益、时间常数和滞后时间。所述的检测装置包括烟气取样设备和烟气分析设备，所述的烟气取样设备与烟囱入口水平烟道连通，所述的烟气分析设备所述的烟气取样设备连通，用于测量烟气样品中的氮氧化物含量。所述的烟气取样设备为烟气取样探头。所述的烟气分析设备为CEMS烟气检测设备。与现有技术相比，本技术具有以下优点：(1)本系统可以在基于预测函数控制的工业过程中，利用可视化界面通过观察系统的运行曲线，在线调整脱硝控制器的控制器参数，弥补了模型估计不准确的缺点，提高了预测控制效果，提升了控制品质。(2)控制器通过RS485通讯接口连接到检测装置和执行装置，在远距离条件下以及恶劣环境下有效传输信号。附图说明图1为本实施例脱硝预测函数控制在线调参系统结构示意图；图2为本实施例在线调参界面示意图；图3a、3b为本实施例中调节Km过程中阶跃实验结果图；图4a、4b为本实施例中调节Dm过程中阶跃实验结果图；图5a、5b为本实施例中调节Tm过程中阶跃实验结果图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例本实施例以火电厂脱硝优化过程为例，脱硝的基本原理是通过喷氨气与火电废气发生化学反应，减少废气中的一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物，这是一个反作用过程，喷氨气越多，废气中的氮氧化物就越少，把这个过程近似的看成一阶滞后系统，其中喷氨量为操作变量MV，出口一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物浓度为受控变量CV。一种支持控制参数在线调优的脱硝控制系统，包括执行装置1、检测装置2、控制器3和在线调优装置4，执行装置1用于向脱硝反应过程提供氨气，检测装置2用于检测脱销反应后的烟气中的氮氧化物含量，控制器3为内置有预测函数控制算法模块的控制器3，与执行装置1、检测装置2和在线调优装置4分别连接，用于控制执行装置1的喷氨量，在线调优装置4与控制器3连接，包括可视化界面和参数调节按钮，参数调节按钮与预测函数控制算法模块连接。可视化界面为液晶显示屏。参数调节按钮设有三个，分别对应预测函数控制算法模块中的模型增益、时间常数和滞后时间。检测装置2包括烟气取样设备和烟气分析设备，烟气取样设备与烟囱入口水平烟道连通，烟气分析设备烟气取样设备连通，用于测量烟气样品中的氮氧化物含量。烟气取样设备为烟气取样探头，烟气分析设备为CEMS烟气检测设备。如图1所示，控制器3为在ABCompactLogix上使用预测函数控制算法实现的控制器3，控制器3通过RS485通讯接口连接到检测装置2和执行装置1。脱硝过程是一个一阶加纯滞后过程，需要在线调优的控制器参数包括模型的模型增益Km，时间常数Tm，滞后时间Dm。如图2所示，在线调优系统具有可视化界面，在调优系统与控制器3、检测装置2通过通讯接口连接。在线调参系统具有显示操作变量和被控变量实时曲线的功能。点击调节系统增益按钮，系统运行曲线如图3a和3b所示：如图3a，MV(1)＜MV(∞)，模型增益Km增加；如图3b，MV(1)＞MV(∞)，模型增益Km减小；点击调节滞后时间按钮，系统运行曲线如图4a和4b所示：如图4a，MV(1)的斜率为正，Dm减小；如图4b，MV(1)的斜率为负，Dm增加；点击调节时间常数按钮，系统运行曲线如图5a和5b所示：如图5a，MV(n)向上凸起，时间常数Tm减小；如图5b，MV(n)向下凹陷，时间常数Tm减小。实例表明，运用此技术可以在线调整脱硝控制器的控制参数，提升控制品质。以上所述的实施例对本技术的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本技术的具体实施例，并不用于限制本技术，凡在本技术的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支持控制参数在线调优的脱硝控制系统，其特征在于，包括执行装置(1)、检测装置(2)、控制器(3)和在线调优装置(4)，所述的执行装置(1)用于向脱硝反应过程提供氨气，所述的检测装置(2)用于检测脱销反应后的烟气中的氮氧化物含量，所述的控制器(3)为内置有预测函数控制算法模块的控制器，与执行装置(1)、检测装置(2)和在线调优装置(4)分别连接，用于控制执行装置(1)的喷氨量，所述的在线调优装置(4)与控制器(3)连接，包括可视化界面和参数调节按钮，所述的参数调节按钮与预测函数控制算法模块连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种支持控制参数在线调优的脱硝控制系统，其特征在于，包括执行装置(1)、检测装置(2)、控制器(3)和在线调优装置(4)，所述的执行装置(1)用于向脱硝反应过程提供氨气，所述的检测装置(2)用于检测脱销反应后的烟气中的氮氧化物含量，所述的控制器(3)为内置有预测函数控制算法模块的控制器，与执行装置(1)、检测装置(2)和在线调优装置(4)分别连接，用于控制执行装置(1)的喷氨量，所述的在线调优装置(4)与控制器(3)连接，包括可视化界面和参数调节按钮，所述的参数调节按钮与预测函数控制算法模块连接。


2.根据权利要求1所述的一种支持控制参数在线调优的脱硝控制系统，其特征在于，所述的控制器(3)为逻辑控制器。


3.根据权利要求1或2所述的一种支持控制参数在线调优的脱硝控制系统，其特征在于，所述的控制器(3)为PLC控制器。


4.根据权利要求3所述的一种支持控制参数在线调优的脱硝控制系统，其特征在于，所述的控制器(3)为ABCompactLogix控制器。


5.根据权利要求1所述的一种支持...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小强，顾卫东，尹军，程发，龚琨，王俊山，杨晓亮，顾涤枫，王德华，
申请(专利权)人：中电华创电力技术研究有限公司，黄冈大别山发电有限责任公司，中电神头发电有限责任公司，
类型：新型
国别省市：上海;31