自适应船用直流锅炉压力控制系统及其实现方法技术方案

自适应船用直流锅炉压力控制系统，包括操作显示单元、控制单元、两个给水调节阀、给水流量传感器、蒸汽流量传感器、蒸汽温度传感器和三个蒸汽压力传感器，操作显示单元接收来自蒸汽流量传感器和给水流量传感器的信号，并向控制单元发送所述信号以及给水调节阀自动或手动信号，同时操作显示单元向两个给水调节阀发送遥控操作信号；控制单元接收来自两个给水调节阀的阀位反馈信号，以及接收三个蒸汽压力传感器、蒸汽温度传感器采集的信号，控制单元向对应的给水调节阀发送电流驱动信号；本发明专利技术采用三冲量控制，具有对故障的自动识别能力，针对不同的控制模式具有自动适应功能，提高了系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船用锅炉给水控制领域，具体来讲是ー种自适应船用直流锅炉压カ控制系统及其实现方法。
技术介绍
船用给水控制系统是保障船用蒸汽动カ装置运行安全的重要系统。直流锅炉压力控制系统作为给水控制系统的重要组成部分，承担着稳定锅炉压力，维持主辅机正常工作的重要任务。直流锅炉压カ控制系统如果出现故障，将导致船用主机、辅机进汽參数不稳 定，降低主辅汽轮机的工作效率，甚至损坏设备，使蒸汽动カ装置无法正常工作。船用直流锅炉压力控制系统功能是通过控制给水流量，維持直流锅炉出口蒸汽压力，使蒸汽參数满足船用主机、辅机的工作要求。目前国内外在超临界直流锅炉方面研究较多，但是此类型锅炉多用于电厂发电，由于船用直流锅炉需要频繁变负荷，因此这类超临界直流锅炉不适合作为船用直流锅炉使用。另外，船用直流锅内炉部エ质分为预热段、蒸发段、过热段三个区段，在变负荷情况下，三个区段的长度是变化的。通常船用直流锅炉在自动控制过程中，缺乏对传感器、阀门故障情况的适应能力，在出现故障后，需要立即将控制系统解除自动，排除故障后才能够继续运行，导致船舶运行不够稳定。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供ー种自适应船用直流锅炉压カ控制系统及其实现方法，采用三冲量控制，具备多种控制模式，具有对蒸汽流量传感器、给水流量传感器、蒸汽压カ传感器、给水调节阀执行器等故障的自动识别能力；针对不同的控制模式具有直流锅炉压カ控制策略自动适应功能，提高了船用给水控制系统的稳定性，保证了船舶主辅机的正常运行。为达到以上目的，本专利技术提供一种自适应船用直流锅炉压カ控制系统，包括ー个操作显示单元、一个控制単元、两个给水调节阀、一个给水流量传感器、一个蒸汽流量传感器、三个蒸汽压カ传感器和一个蒸汽温度传感器，操作显示单元分别连接两个给水调节阀、蒸汽流量传感器、给水流量传感器以及控制単元；控制单元分别连接两个给水调节阀、三个蒸汽压カ传感器以及ー个蒸汽温度传感器；操作显示单元接收来自蒸汽流量传感器和给水流量传感器的信号，并向控制单元发送所述信号以及给水调节阀自动或手动信号，同时操作显示单元向两个给水调节阀发送遥控操作信号；控制单元接收来自两个给水调节阀的阀位反馈信号，以及接收三个蒸汽压カ传感器、蒸汽温度传感器采集的信号，控制单元向对应的给水调节阀发送电流驱动信号。在上述技术方案的基础上,所述控制单元包括采集单元、控制显示单元、分析单元、模式选择单元、数据计算単元、输出单元，采集单元连接所有与控制单元相连的部件，并采集所述部件的信号，将需要显示信号传送至控制显示单元显示，并将信号传给分析単元，分析単元对接收信号进行故障分析后传入模式选择单元，模式选择单元根据接收信号选择对应的控制模式，并发送至数据计算単元，数据计算単元计算阀位开度控制量，并将结果传至输出单元，输出单元连接两个给水调节阀，并将结果转换为电流驱动信号，发送至相应的给水调节阀。在上述技术方案的基础上,所述操作显示单元包括操作単元,蒸汽流量显示单元和给水流量显示单元，蒸汽流量显示单元连接蒸汽流量传感器，并显示蒸汽流量传感器采集数据；给水流量显示单元连接给水流量传感器，显示给水流量传感器采集数据；操作単元连接两个给水调节阀，向其发送自动或手动信号；操作単元还连接控制单元中的采集单元，将来自蒸汽流量传感器和给水流量传感器的信号、所述自动或手动信号传给采集単元。在上述技术方案的基础上，所述两个给水调节阀相同，均包括遥控单元、驱动单元和阀位反馈单元，遥控单元与操作显示单元中的操作单元连接，接收操作单元的遥控操作 信号；驱动单元与控制单元的输出单元连接，接收输出単元的电流驱动信号；阀位反馈单元与控制单元的采集单元连接，向采集单元发送阀位反馈信号。本专利技术还提供一种自适应船用直流锅炉压カ控制系统的实现方法，包括如下步骤S1.直流锅炉压力控制系统上电并初始化，设置各种变量和接ロ，控制单元对其接受到的各种信号进行采集，并将所述信号显示出来；S2.控制单元判断是否有调节阀投自动，若是，则进入S3 ;若否，进入S10 ；S3.控制单元判断压カ传感器的故障情况，当ー个压カ传感器故障吋，选择另外两个压カ传感器数据平均值作为采集參数，进入S4 ；当所有压カ传感器无故障时，选择三个压カ传感器的平均值作为采集參数，进入S4;当两个或三个压カ传感器故障时，进入S5 ；S4.进ー步判断给水流量传感器或蒸汽流量传感器是否发生故障，若是，进入S5 ;若否，进入S6 ；S5.控制单元选择输出锁定控制作为控制模式，将发生故障前的正常控制输出值传送至对应给水调节阀，并维持不变，同时产生报警信号，转入S2 ；S6.进一歩判断蒸汽温度传感器数值是否超限，若是，进入S7 ;若否，进入S8 ；S7.控制单元采用变权值三冲量控制作为控制模式，进入S9 ；S8.控制单元采用三冲量控制作为控制模式，进入S9 ；S9.判断两个给水调节阀是否故障，若任意给水调节阀故障，则进入S5 ;否则，控制単元计算给水调节阀的控制量，并转换为电流驱动信号发送至对应的给水调节阀，进入S2 ；S10.操作人员通过操作显示单元对未投自动的给水调节阀进行远程手动操作，进入S2。在上述技术方案的基础上，所述三冲量压カ控制是指，通过给水流量、蒸汽流量以及蒸汽压カ三个变量计算给水调节阀的控制量。在上述技术方案的基础上，所述变权值三冲量压カ控制，是指引入可变化的权值，通过权值改变蒸汽压カ因素、蒸汽流量与给水流量因素对于给水调节阀控制量的影响大小，并通过给水流量、蒸汽流量以及蒸汽压カ三个变量计算给水调节阀的控制量。在上述技术方案的基础上,所述控制单元包括采集单元、控制显示单元、分析单元、模式选择单元、数据计算単元和输出单元，采集单元判断是否有调节阀投自动，以及接收两个给水控制调节阀的阀位反馈信号；分析単元判断压カ传感器、给水流量传感器、蒸汽流量传感器以及给水调节阀的故障情況；模式选择单元选择控制模式，数据计算単元计算给水调节阀的控制量，输出单元将电流驱动信号传给对应的给水调节阀。在上述技术方案的基础上，当一个给水调节阀投自动吋，电流驱动信号就送给该给水调节阀；当两个给水调节阀同时投自动时，电流驱动信号就同时送给两个给水调节阀。本专利技术的有益效果在干1.本专利技术自适应船用直流锅炉压カ控制系统及其实现方法，能够对蒸汽压カ传感器故障进行自动适应。为了保证蒸汽压カ的可靠性，采用了三个独立的压カ传感器进行信号采集，当任意一个压カ传感器故障时，将采用另外两个传感器数据进行替代；当两个或三个蒸汽压カ传感器出现故障后，控制系统能够将控制输出锁定，最大限度保持直流锅炉压カ控制系统的正常运行。2.本专利技术能够对给水或蒸汽流量传感器故障进行自动适应。当给水或蒸汽 流量传感器故障时，控制系统能够将控制输出锁定，最大限度保持直流锅炉压カ控制系统的正常运行。3.本专利技术能够对蒸汽温度超限值故障进行自动适应。当蒸汽温度超过正常运行范围时，控制系统能够切換控制模式，采用变权值三冲量控制方式对蒸汽压カ进行控制，最大限度地保证直流锅炉压カ控制系统的安全。4.本专利技术能够对给水调节阀故障进行自动适应。当给水调节阀发生故障后，控制系统能够立即锁定控制输出，保证直流锅炉压カ控制系统的安全。附图说明图1为本专利技术实施例自适应船用直流锅炉压カ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应船用直流锅炉压力控制系统，其特征在于：包括一个操作显示单元、一个控制单元、两个给水调节阀、一个给水流量传感器、一个蒸汽流量传感器、三个蒸汽压力传感器和一个蒸汽温度传感器，操作显示单元分别连接两个给水调节阀、蒸汽流量传感器、给水流量传感器以及控制单元；控制单元分别连接两个给水调节阀、三个蒸汽压力传感器以及一个蒸汽温度传感器；操作显示单元接收来自蒸汽流量传感器和给水流量传感器的信号，并向控制单元发送所述信号以及给水调节阀自动或手动信号，同时操作显示单元向两个给水调节阀发送遥控操作信号；控制单元接收来自两个给水调节阀的阀位反馈信号，以及接收三个蒸汽压力传感器、蒸汽温度传感器采集的信号，控制单元向对应的给水调节阀发送电流驱动信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹海，汪伟，张晓辉，孙建华，邓天勇，江炜，潘艳，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
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