[發(fā)明專利]減溫減壓器控制系統(tǒng)及其控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010171662.7
• 申請日: 2010-05-13
• 公開（公告）號: CN101872159A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王慧;程偉
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海醋酸纖維有限公司
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 紀紹梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種減溫減壓器的控制系統(tǒng)，尤其是應(yīng)用模糊控制的減溫減壓器控制系統(tǒng)以及該控制系統(tǒng)的控制方法。

背景技術(shù)

絲束生產(chǎn)過程中往往需要使用一定壓強的蒸汽，如使用3.5千克/平方厘米的蒸汽，蒸汽的壓力要求控制在0.34-0.40兆帕之間。現(xiàn)有的一些生產(chǎn)流程中使用兩臺背壓式汽輪機并列供氣的方式運行，但消耗的資源較大。為了實現(xiàn)節(jié)能減排、提高設(shè)備使用效率的目的，生產(chǎn)流程中需要一臺背壓式汽輪機單機運行模式工作，但一臺汽輪機單機運行會造成蒸汽壓力波動較大，因此需要使用一臺減溫減壓器與汽輪機并列運行，以調(diào)節(jié)輸出的蒸汽壓力。使用一臺背壓式汽輪機與一臺減溫減壓器并列運行的蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)如圖1所示。

參見圖1，蒸汽供應(yīng)設(shè)備1輸出的蒸汽一部分流經(jīng)背壓式汽輪機2向后級設(shè)備供應(yīng)，汽輪機2的進氣口外設(shè)有一個調(diào)節(jié)閥5，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥5的開度可改變流進汽輪機2的蒸汽量，從而改變汽輪機2輸出蒸汽的氣壓。汽輪機2出氣口外設(shè)有一個壓力變送器3，用于檢測汽輪機2輸出的蒸汽壓力，并將檢測的壓力信號傳輸至I/A(Foxboro公司集散控制系統(tǒng))系統(tǒng)4中。I/A系統(tǒng)4內(nèi)設(shè)有控制單元，根據(jù)壓力變送器3傳輸?shù)膲毫π盘栂螂妱訖C6輸出控制信號，通過電動機6的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥5的開度。

由于一臺汽輪機2單機運行時輸出的蒸汽壓力有較大波動，因此需要一臺減溫減壓器12與汽輪機2并列運行，使用減溫減壓器12調(diào)節(jié)輸出蒸汽的氣壓。

減溫減壓器12的進氣口外也設(shè)有一個調(diào)節(jié)閥15，并且在減溫減壓器12出氣口外設(shè)有壓力變送器13，用于檢測減溫減壓器12輸出蒸汽的壓力。壓力變送器13將檢測到的壓力信號傳送至I/A系統(tǒng)14，I/A系統(tǒng)14內(nèi)設(shè)有控制單元，控制單元根據(jù)壓力變送器13檢測的壓力信號向電動機16輸出控制信號。電動機16與調(diào)節(jié)閥15電連接，并且向調(diào)節(jié)閥15輸出電流信號以控制調(diào)節(jié)閥15的開度，從而調(diào)節(jié)減溫減壓器12輸出蒸汽的壓力。

I/A系統(tǒng)14內(nèi)的控制單元包括有一個輸入模塊以及一個輸出模塊，在輸入模塊與輸出模塊之間設(shè)有一個PID控制模塊，因此現(xiàn)有對減溫減壓器12的控制為PID控制。輸入模塊接收壓力變送器13輸出的壓力信號后，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并傳送至PID控制模塊，通過PID調(diào)節(jié)后向輸出模塊輸出數(shù)據(jù)，輸出模塊根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流信號，并輸出至電動機16，電動機16在電流信號的作用下調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥15的開度。

但是，由于PID控制模塊只能對設(shè)定點附近很小范圍內(nèi)的壓力波動進行快速穩(wěn)定地調(diào)節(jié)，例如在0.37兆帕附近很小范圍內(nèi)對減溫減壓器12輸出的壓力進行調(diào)節(jié)，當減溫減壓器12輸出蒸汽壓力波動比較劇烈時，PID控制模塊則無法迅速地對減溫減壓器12進行調(diào)節(jié)，導(dǎo)致蒸汽壓力波動較大，無法滿足后級設(shè)備工作需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種能快速穩(wěn)定地對減溫減壓器輸出蒸汽壓力進行調(diào)節(jié)的減溫減壓器控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一目的是提供一種使用上述控制系統(tǒng)的減溫減壓器控制方法。

為實現(xiàn)上述的主要目的，本發(fā)明提供的減溫減壓器控制系統(tǒng)包括檢測減溫減壓器輸出氣體壓力的壓力變送器，設(shè)置在減溫減壓器進氣口外的調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥與一電動機連接，電動機用于調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開度，壓力變送器與電動機之間連接有I/A系統(tǒng)，I/A系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有控制單元，控制單元設(shè)有：接收壓力變送器輸出的壓力信號的輸入模塊，向電動機輸出控制信號的輸出模塊，其中，控制單元還設(shè)有模糊控制模組，模糊控制模組包括：接收輸入模塊輸出數(shù)據(jù)的壓力差值計算模塊，壓力差值計算模塊內(nèi)存儲有壓力設(shè)定值；以及接收壓力差值計算模塊輸出數(shù)據(jù)的推理機模塊，推理機模塊存儲有模糊控制規(guī)則數(shù)據(jù)。

由上述方案可見，減溫減壓器控制系統(tǒng)的控制單元設(shè)置模糊控制模組，即調(diào)節(jié)閥的開度使用模糊控制算法控制。由于模糊控制算法對控制對象模型要求較低，且響應(yīng)較快，模糊控制算法對輸入的數(shù)據(jù)進行模糊化處理，并根據(jù)模糊化后的輸入數(shù)據(jù)進行控制，其對輸入數(shù)據(jù)范圍沒有苛刻的要求，即使減溫減壓器輸出的蒸汽壓力波動較大，模糊控制模組也能快速地根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)對模糊控制規(guī)則數(shù)據(jù)計算出合適的控制值，能對調(diào)節(jié)閥進行有效快速的調(diào)節(jié)。

一個優(yōu)選的方案是，模糊控制模組還包括向推理機模塊輸出壓力變化率數(shù)據(jù)的壓力變化率計算模塊。這樣，模糊控制模組不單使用壓力差值作為輸入?yún)?shù)，還使用壓力變化率作為輸入?yún)?shù)建立模糊集，實現(xiàn)二維模糊控制，控制效果更為理想。

進一步的方案是，模糊控制模組還包括接收輸入模塊輸出數(shù)據(jù)的壓力變化率放大模塊，壓力變化率放大模塊向壓力變化率計算模塊輸出數(shù)據(jù)。