[發明專利]一種基于改進MFAC算法的鍋爐汽包水位控制系統

有效

• 申請號: 201711390384.2
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108180462B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 劉倩;石紅瑞
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: F22B35/02
• 分類號: F22B35/02;F22B37/46;F22B37/78;F22D5/26;G05B11/42
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;錢文斌

本發明涉及一種基于改進MFAC算法的鍋爐汽包水位控制系統，其中所述蒸汽流量前饋控制器根據檢測到的蒸汽流量的變化對上水流量進行計算以確定前饋信號，所述汽包水位控制器根據前饋信號對檢測到的鍋爐汽包水位進行修正；所述上水流量控制器根據修正的結果調節上水流量以控制所述鍋爐汽包水位。汽包水位控制器當被控量的值與設定值的差值較大時，不加入MFAC算法，令輸入值保持為一個定值，使得輸出能迅速跟蹤所述定值；當被控量的值與設定值接近時，加入MFAC算法。本發明不僅能使汽包水位始終處于安全范圍，還能更好地投入實際生產中，提高生產效率。

技術領域

本發明涉及鍋爐控制技術領域，特別是涉及一種基于改進MFAC算法的鍋爐汽包水位控制系統。

背景技術

鍋爐汽包是自然循環鍋爐的關鍵部件，它能否正常工作直接關系到鍋爐內水循環的安全和輸出蒸汽的品質。而汽包水位作為鍋爐重要的運行控制目標之一，是一個反映鍋爐內能量和工質平衡的關鍵參數，對鍋爐的安全運行造成了嚴重的影響。若汽包水位過高則會使蒸汽產生帶水現象，不僅降低蒸汽的產量和質量，而且會使過熱器結垢，影響運行的安全性與經濟型；當水位過低時，輕則影響水汽平衡，重則燒干鍋爐，嚴重時導致鍋爐爆炸。

為了控制鍋爐汽包的水位，相關技術中提出基于無模型自適應控制算法(MFAC)的鍋爐汽包水位控制系統，但是系統開始運行時就啟動無模型自適應控制器，這樣雖然能保證系統的輸出能準確地跟蹤系統的設定值，但是也會造成系統響應速度變慢，調節時間變長，使系統輸出在較長時間內仍不能達到穩定狀態。這在實際生產中會造成生產效率低下，成本增加。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于改進MFAC算法的鍋爐汽包水位控制系統，能夠提高響應速度。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種基于改進MFAC算法的鍋爐汽包水位控制系統，采用串級加前饋的控制策略，將上水流量和汽包水位組成串級，蒸汽流量作為前饋量，包括：包含汽包水位的鍋爐；檢測所述鍋爐汽包水位的水位變送器；檢測所述鍋爐汽包產生的蒸汽流量的蒸汽流量變送器；檢測進入所述鍋爐汽包的上水流量的上水流量變送器；所述水位變送器連接汽包水位控制器，所述蒸汽流量變送器連接蒸汽流量前饋控制器，所述上水流量變送器連接上水流量控制器；所述蒸汽流量前饋控制器根據所述蒸汽流量變送器檢測到的蒸汽流量的變化對上水流量進行計算以確定前饋信號，所述汽包水位控制器根據所述前饋信號對所述水位變送器檢測到的鍋爐汽包水位進行修正；所述上水流量控制器通過上水流量控制閥與所述鍋爐汽包連接，根據修正的結果調節上水流量以控制所述鍋爐汽包水位。

所述汽包水位控制器為主控制器，采用改進的MFAC算法，具體為：當被控量的值與設定值的差值大于閾值時，不加入MFAC算法，即不啟動無模型自適應控制器，并且在此時令輸入值保持為一個定值，使得輸出能迅速跟蹤所述定值；當被控量的值與設定值的差值變小且小于閾值時，加入MFAC算法，此時能保證系統控制精度。

所述汽包水位控制器首先根據具體情況設定閾值α，并且α＞0，接著定義設定定值為rin(k)，當輸出為yout(k)時，偏差值為|error(k)|，當|error(k)|>α時，令輸入值保持在一個定值，加快輸出的響應速度；當|error(k)|<α時，采用MFAC算法控制，保證系統的控制精度。

所述上水流量控制器為副控制器，采用PID控制算法。

所述蒸汽流量前饋控制器采用PI控制算法。

有益效果

由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：本發明不僅能使汽包水位始終處于安全范圍，還能更好地投入實際生產中，提高生產效率。

附圖說明

圖1是本發明實施方式所提供的鍋爐汽包液位控制系統結構示意圖圖；