锅炉机组顺序控制系统设计与研究(2)
1.2.1 国外顺序控制研究现状 国外的顺控发展总体来说比国内的要先进一些，早在 1996年，Shin-ichiro Ie 等 3 人就研究出了设备逻辑控制的控制逻辑自动生成的方法 SFC[2]，此方法不仅减少了输入数据量（仅为传统设计方法的1/3），而且还保证了生成的控制逻辑的可靠性，完全没有人为错误或误差。日本 M.Shirnono 等教授也开发了应用于JT-60U[3]顺序控制的计算机辅助软件设计工程工具。1.2.2 国内顺序控制研究现状 在国内顺序控制 DCS 主要应用于大型设备，尤其在火电厂、变电站中得到了越来越广泛的应用。 火电厂中涉及到顺序控制主要是锅炉机组和汽轮机组的辅机设备系统，其控制系统主要包括风烟系统、给水系统、疏水放气系统和通风系统等等。风烟系统中包含了许多小系统，在控制设计中常采用分级控制。设计顺序控制系统时， 应首先关注系统的理论控制逻辑，特别要注意某个阀门开关的条件，然后根据现场的情报看看是否那些逻辑需要修改或优化，坚持保护锁功能优先于顺序控制功能，坚持顺序控制的设计原则，进而设计出最优化的逻辑顺序控制。[4～7] CFB 循环流化床锅炉机组和传统的锅炉机组有着明显的区别，其顺序控制，由于 CFB 机组燃烧方式的独特性，锅炉特有的大滞后、多耦合的控制难点也需要我们在传统的控制中加入一些修正，可将负荷变化量、给煤量、一次风量、二次风量、床温、床压、烟气含氧量的进行解耦处理，同时在调节上采用 PID 调节，并加入前馈控制，是控制更加准确，波动较小。另外，还需在系统中加入了联保系统，如此 CFB 锅炉机组得以稳定运行，安全保障进一步提升。[8～11] 变电站采用的顺序控制方案主要包括：1）基于态转换的分布式方案；2）基于操作票系统的集中式方案； 3）基于态转换的集中式方案。 [12]三种方式各有优势，集中式实现简单可靠，对现有设备影响较小，而分布式方案执行效率相对较高，可靠性强，但在 220KV 以上变电站中涉及多个 IED，目前尚未有比较完整可靠的方案。 除此之外，汤益琛还将顺控系统投运到加热器中[13]。传统的设计仅实现了按顺序开门的功能，而不能防止由于水温不均等带来的问题。唐教授提出了先水侧后汽侧的设计思路，控制每个加热器内汽侧压力变化及水侧温升率。这有效地降低了人为错误，增加了设备的安全性。郑晗等人也将工业以太网和 PROFIBUS 结合进轧钢厂加热炉的顺序控制[14]中，不仅提高了产量，还能够全自动运行，充分节省了人力。 当然，由 DCS 顺控模块构建的控制逻辑也存在很多弊端，如在锅炉机组的吹灰系统中，传统吹灰方式较为复杂，不仅插入了一些无序回环，无形中增加了系统的复杂性和不确定性，而且逻辑一旦成形，再想改动，所涉及的工作量也会很大。为此郝涛，董建明提出了新型控制逻辑框架[15]。采用序列号编码的顺序控制方式控制吹灰系统，控制程序整体结构简单清晰，依靠简单排序即可完成数量众多的吹灰器设备的顺控控制。而且控制逻辑修改容易，也大幅度降低了出现错误而导致故障的可能性。 本文的主要工作 随着大型机组容量的越来越大，顺序控制系统也显得越来越重要，
本文主要进行了以下几个方面的工作： 1) 论述了顺序控制系统发展现状； 2) 介绍了锅炉机组顺序控制中风烟系统和给水系统的主要控制逻辑； 3) 利用 VB 模拟运行锅炉机组风烟系统和给水系统， 并对运行结果作了详细的分析。 顺序控制系统 在火力发电厂中，顺序控制主要用于锅炉机组、汽轮机组的辅机设备的自启停操作以及局部工艺系统的运行操作。虽然这种操作的量值关系非常简单，但是随着火电机组容量的不断增大和参数的不断提高，辅机设备的数量和热力系统的复杂程度也随之增加，在机组自启停过程中需要控制的对象多，而且控制规律复杂多变，若还是人工操作的话，不仅工作量大，而且容易出现人为差错。而采用顺序控制后源]自=优尔-·论~文"网·www.youerw.com/ ，对一个热力系统和辅机设备的自启停操作控制将由程序代码决定，操作人员只需要按下一个按钮或者点一下鼠标，热力系统的辅助机组和相关设备就可按预先规定的安全自启停顺序和时间间隔自动运行，而运行人员只需要观察各个子程序步骤执行的结果，观察各功能子组的运行状态，从而减轻了操作人员的劳动强度，也保证了操作的及时性和准确性。同时，在顺序控制系统设计中，各个设备的动作都根据自身的安全连锁条件设置了保护机制，无论是自动控制，还是单步操作，只要设备的运行条件不满足，设备将无法被自启动，若设备已在运行，根据保护机制设备将会被连锁关闭，从而降低了运行操作人员的误操作带来的危害，也保证设备的安全运行和操作人员的人身安全。
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