熱力廠鍋爐集中監(jiān)控的開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用

    1.概述鍋爐是我公司氧化鋁生產(chǎn)所需的重要?jiǎng)恿υO(shè)備，其要求是能提供生產(chǎn)用的合格蒸汽，并使鍋爐產(chǎn)汽量適應(yīng)負(fù)荷的需要。為此，生產(chǎn)過程的各個(gè)主要工藝參數(shù)必須嚴(yán)格控制。我公司八臺(tái)鍋爐原有的操作系統(tǒng)為手工操作，自控系統(tǒng)落后，各臺(tái)爐各自為政，沒有進(jìn)行各爐的負(fù)荷分配和管理，因此，造成生產(chǎn)運(yùn)行不穩(wěn)，波動(dòng)大，設(shè)備利用率低。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理，多臺(tái)鍋爐集中監(jiān)控使生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)負(fù)荷優(yōu)化分配，整個(gè)生產(chǎn)過程運(yùn)行穩(wěn)定，而且還為今后的生產(chǎn)管理和技術(shù)改造了條件。

　　2.系統(tǒng)控制方案鍋爐設(shè)備是一個(gè)復(fù)雜的控制對(duì)象，主要輸入變量是鍋爐給水、燃料量、減溫水、送風(fēng)、引風(fēng)等。主要輸出變量是汽包水位、蒸汽壓力、過熱蒸汽溫度，爐膛負(fù)壓等。這些輸入變量與輸出變量之間互相關(guān)聯(lián)。因此，系統(tǒng)將鍋爐設(shè)備控制分為以下幾方面。

　　2.1鍋爐汽包水位控制水位控制是鍋爐控制中最典型的控制，一般采用三沖量控制。給水調(diào)節(jié)閥，作為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，給水流量作為調(diào)節(jié)量。如，采用蒸汽流量信號(hào)對(duì)給水流量進(jìn)行前饋控制，當(dāng)蒸汽負(fù)荷突然發(fā)生變化，蒸流量信號(hào)使給水調(diào)節(jié)閥一開始就向正確的方向移動(dòng)，既蒸汽流量增加，給水調(diào)節(jié)閥開大，抵消了由于“虛假水位”引起的反方向動(dòng)作，因而減小了水位和給水流量的波動(dòng)幅度。當(dāng)由于水壓干擾使給水流量改變時(shí)，調(diào)節(jié)器能迅速調(diào)節(jié)干擾。另外，給水流量信號(hào)也是調(diào)節(jié)器動(dòng)作后的反饋信號(hào)，能使調(diào)節(jié)器及早知道控制效果，所以本控制方案，調(diào)節(jié)器動(dòng)作快，還可以避免調(diào)節(jié)過關(guān)，減少波動(dòng)和失控。這樣，汽包水位就很少受到影響。

　　2.2過熱蒸汽溫度自動(dòng)控制本方案使用串級(jí)控制策略，選擇以過熱蒸汽溫度為主參數(shù)，在二段過熱器前增設(shè)一個(gè)蒸汽溫度測(cè)點(diǎn)為輔助信號(hào)，組成系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)。如所示，主要用于克服過熱器入口的蒸汽和減溫水的擾動(dòng)，這些擾動(dòng)能在中間變量反映出來，很快就被副環(huán)調(diào)節(jié)器抵消了。與簡(jiǎn)單的PID回路相比，干擾對(duì)被控制量的影響減少許多倍。

　　3.負(fù)荷分配控制系統(tǒng)利用協(xié)調(diào)器的作用來完成負(fù)荷分配控制，即根據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的各臺(tái)鍋爐的蒸汽流量，確定變化的部分，然后按一定的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出每臺(tái)鍋爐的負(fù)荷變化量，并轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的爐出壓為變化值，輸為：荷為：示為：系數(shù)，對(duì)每臺(tái)鍋爐可近似看作為常數(shù)。由以上公式組成了鍋爐負(fù)荷分配協(xié)調(diào)器的數(shù)學(xué)模型。在這個(gè)數(shù)學(xué)模型中，重要的是每臺(tái)鍋爐的負(fù)荷分配系數(shù)Ki的確定，它一般是操作工人根據(jù)每臺(tái)鍋爐各自的爐況來決定其大小。

　　3.1.爐膛安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本系統(tǒng)自動(dòng)采集和預(yù)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將這些3智能控制策略3.1系統(tǒng)配置作為系統(tǒng)下位機(jī)，上位機(jī)選擇德爾計(jì)算機(jī)，配以美國(guó)AB公司的RSVIEW軟件。

　　Controllogix結(jié)構(gòu)體系具有以下特點(diǎn)：易于和現(xiàn)有PLC系統(tǒng)集成，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)用戶可以與其他網(wǎng)絡(luò)上的程序控制器透明的收發(fā)信息；Controllogix結(jié)構(gòu)在背板上提供了高速數(shù)據(jù)傳輸總線，Logix5550控制器提供了高速傳輸?shù)目刂破脚_(tái)；提供了模塊化控制方法，可根據(jù)需要增減控制器和通訊模塊的個(gè)數(shù)；提供了高強(qiáng)度平臺(tái)，可耐受震動(dòng)、高溫及各種工業(yè)環(huán)境下的電器干擾；無需控制器而在網(wǎng)絡(luò)間實(shí)現(xiàn)橋接；在同一個(gè)機(jī)架內(nèi)放置多個(gè)控制器、I/O模塊及通信模塊的任意組合；可帶電插撥一個(gè)模塊而無需斷開系統(tǒng)的其他模塊，并保持輸出量，保證系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)示意圖如。

　　3.2系統(tǒng)功能系統(tǒng)上位機(jī)、下位機(jī)實(shí)現(xiàn)了以下功能：對(duì)鍋爐生產(chǎn)的主要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)視并進(jìn)行超限報(bào)警。

　　　對(duì)蒸汽壓力等參數(shù)進(jìn)行在線補(bǔ)償。對(duì)火焰情況、水位等重要參數(shù)使用工業(yè)電視監(jiān)視并進(jìn)行超限報(bào)警。

　　具有手、自動(dòng)無擾動(dòng)切換功能。

  實(shí)現(xiàn)汽包水位、過熱蒸汽溫度的自動(dòng)控制。

　　3.3實(shí)現(xiàn)鍋爐的負(fù)荷分配。

　　4.采用鍋爐集中監(jiān)控，可充分（下轉(zhuǎn)第14頁）中國(guó)車牌的字符模板為漢字，英文字母和數(shù)字，字符模板匹配過程如下：根據(jù)所判斷的車型知道字符組合的先后順序（如漢字一字母一數(shù)字），從字符模板庫(kù)中取字符模板。

　　模板在車牌字符區(qū)最左邊為起點(diǎn)向右滑動(dòng)幾個(gè)像素，計(jì)算SjSj為第I個(gè)位置與第J個(gè)字符模板的相似函數(shù)。若Sj=mpxSj Si=maxSk>T，T為確認(rèn)字符閾值則字符I為識(shí)別字符，否則轉(zhuǎn)（4），且最佳匹配時(shí)模板在車牌字符區(qū)的右邊界位置S，。

　　以S，為匹配起點(diǎn)，若S，達(dá)到字符匹配區(qū)右邊界時(shí)，匹配結(jié)束，否則轉(zhuǎn)（1）。

　　匹配結(jié)束，此時(shí)該車輛以顏色、車型和已識(shí)別字符來判斷，若在線記錄車輛中沒有該車輛，則該車輛為特殊車。

　　5.利用顏色、車型的輔助判斷，基于模板匹配車牌識(shí)別的車輛識(shí)別方法，對(duì)車牌的圖象質(zhì)量較差、解析度較低的車輛，能夠有效的識(shí)別。提高了公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)的監(jiān)控性能。