[發(fā)明專利]一種串聯(lián)液箱液位控制系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710480056.5
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107219867A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊震力;馮曉露
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學;神華國華（舟山）發(fā)電有限責任公司
• 主分類號: G05D9/12
• 分類號: G05D9/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 鄭海峰,張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動控制系統(tǒng)，尤其涉及一種串聯(lián)液箱液位控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

串聯(lián)液箱是工業(yè)生產(chǎn)生活中經(jīng)常遇到的情形，如串聯(lián)水箱在化學化工、發(fā)電、給水供水等行業(yè)都有非常廣泛的涉及。如圖1所示，為常見的串聯(lián)水箱工藝流程示意圖，但現(xiàn)有的控制方案為一個補水調(diào)節(jié)閥控制一個水箱的水位，水箱水位測量變送器將水位測量值PV值進入調(diào)節(jié)器(DCS)的PID模塊，與給定值SP比較，水位低時開大補水調(diào)節(jié)閥，高時關(guān)小調(diào)節(jié)閥，以控制水箱水位到給定值。用同樣的單回路調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)另一水箱的水位。控制框圖如2所示。從圖1可知，兩個水箱水位有耦合關(guān)系，分別采用2個單回路調(diào)節(jié)器無法達到解耦控制，實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)無法長期穩(wěn)定運行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種串聯(lián)液箱液位控制系統(tǒng)及其控制方法，能實現(xiàn)串聯(lián)液箱液位的解耦自動調(diào)節(jié)，能有效解決水位不能長期自動投運的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明首先提供了一種串聯(lián)液箱液位控制系統(tǒng)，包括相互串聯(lián)構(gòu)成回路的第一液箱和第二液箱、用于向回路補液并與第一液箱相連的第一補液調(diào)節(jié)機構(gòu)、設(shè)置在回路上并與第二液箱相連的第二補液調(diào)節(jié)機構(gòu)、測量第一液箱液位的第一液位測量變送器、測量第二液箱液位的第二液位測量變送器，還包括兩個單回路調(diào)節(jié)器，其中第一單回路調(diào)節(jié)器與第一液位測量變送器、第二液位測量變送器相連，第一單回路調(diào)節(jié)器與第一補液調(diào)節(jié)機構(gòu)相連，第二單回路調(diào)節(jié)器與第二液位測量變送器、第二補液調(diào)節(jié)機構(gòu)相連。第一單回路調(diào)節(jié)器同時接收兩個液位測量變送器的反饋值，并進行比較和反饋輸出，實現(xiàn)了解耦自動調(diào)節(jié)的目的。

優(yōu)選的，所述的回路中的介質(zhì)為水、油或其它化學液體。

優(yōu)選的，所述的回路上還設(shè)置有若干液位獨立控制的液箱。

進一步的，所述的回路上還設(shè)置有若干液體輸送機構(gòu)或用液設(shè)備。

本發(fā)明還提供了一種所述串聯(lián)水箱水位控制系統(tǒng)的控制方法，步驟如下：

1)根據(jù)第一液箱給定液位值H1和第二液箱給定液位值H2得到第一液箱給定液量和第二液箱給定液量；將兩者加和作為第一單回路調(diào)節(jié)器的設(shè)定值；

2)第一液位測量變送器、第二液位測量變送器分別測量第一液箱和第二液箱的實時液位值反饋給第一單回路調(diào)節(jié)器，根據(jù)實時液位值換算得到第一液箱和第二液箱的實時液量，將兩者加和與第一單回路調(diào)節(jié)器的設(shè)定值比較，當實時液量低于設(shè)定值時，第一單回路調(diào)節(jié)器控制第一補液調(diào)節(jié)機構(gòu)開大增加補液流量；當液位高于設(shè)定值時關(guān)小或關(guān)閉補液調(diào)節(jié)閥，減小或關(guān)閉補液流量；

3)第二單回路調(diào)節(jié)器以第二液箱給定液位值H2換算得到的給定液量為設(shè)定值，第二液位測量變送器測量第二液箱的實時液位值反饋給第二單回路調(diào)節(jié)器，根據(jù)實時液位值換算得到第二液箱的實時液量，將其與第二單回路調(diào)節(jié)器的設(shè)定值比較，當實時液量低于設(shè)定值時，第二單回路調(diào)節(jié)器輸出增大第二補液調(diào)節(jié)機構(gòu)的開度，增加向第二液箱補液的流量；反之，控制第二補液調(diào)節(jié)機構(gòu)關(guān)小降低向第二液箱補液的流量。

優(yōu)選的，所述的第二補液調(diào)節(jié)機構(gòu)為調(diào)節(jié)閥門或液泵中的一種或多種；當補液調(diào)節(jié)機構(gòu)為多種或同一種類布置多個時，所述的第二單回路調(diào)節(jié)器與所有的第二補液調(diào)節(jié)機構(gòu)相連，并根據(jù)工況需要驅(qū)動相應(yīng)的第二補液調(diào)節(jié)機構(gòu)工作，以獲得最佳的控制效果。

更加優(yōu)選的，所述的液箱的液位值與液量的換算通過液箱的液位與液質(zhì)量函數(shù)進行，所述的液位與液質(zhì)量函數(shù)為預(yù)先測定的函數(shù)，第一液箱和第二液箱具有各自獨立的液位與液質(zhì)量函數(shù)。液位與液質(zhì)量函數(shù)不是必需的，可直接用液位測量值與液位給定值進行控制，液位到達給定值時液的質(zhì)量也達到給定值，加入的函數(shù)能減小動態(tài)調(diào)節(jié)偏差，提高調(diào)節(jié)品質(zhì)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是：用兩只簡單的單回路調(diào)節(jié)器解決了液位的耦合問題，未加入前饋等復(fù)雜的控制回路，不需要計算機控制系統(tǒng)(DCS或PLC)，也能完成液位自動控制。

火力發(fā)電廠的凝汽器水位與除氧器水位控制是典型的串聯(lián)水箱水位控制系統(tǒng)，目前大都采用給水流量前饋、凝結(jié)水流量前饋等比較復(fù)雜的方法來實現(xiàn)兩水位控制。本發(fā)明方案簡單、實用、調(diào)試方便、參數(shù)整定容易，問題查找方便，投資少。

附圖說明

圖1為串箱液箱液位控制工藝系統(tǒng)圖；

圖2為單回路水位調(diào)節(jié)框圖；

圖3為本發(fā)明的解耦自動調(diào)節(jié)框圖；

圖4為實施例中的火力發(fā)電廠凝結(jié)水流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。