电厂水处理监控系统及其智能控制策略的研究
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
众所周知,电力工业是国民经济重要的基础工业,是国家经济发展战略中的重要和先进产业。目前,我国的电力工业发展迅速,以火力发电为主,约占全国电厂的70%左右。由于水在火力发电厂的生产过程中,既担负着传递能量的作用,同时又担负着冷却介质的作用,因此在发电过程中,水处理占有重要的地位。所以,如何实现电厂水处理的监督与自动控制,提高火电厂的经济效益和社会效益,成为当前火电厂急需解决的重要课题。
     本文结合安徽省安庆电厂二期工程水处理项目的建设,论述了电厂水处理自动控制系统的设计和基于工控组态软件的计算机监控系统的设计。本文首先根据电厂水处理工艺流程;按控制系统要求设计出了控制方案。整个控制系统由锅炉补给水系统、净水站系统、生活污水系统、工业废水系统和雨水泵房系统五个子系统组成,每个子系统都是一套独立的PLC控制系统,各个子系统的控制程序均采用Modicon公司的Concept 2.5编程软件编制。采用MB+(Modbus Plus)网络技术将各个子系统连接在一起,构成了水处理局域网。上位监控画面的开发软件采用美国Wonderware公司的Intouch软件。上位监控画面主要包括各子系统监视画面、趋势画面、报警画面和辅助画面等,并且对其中的画面和功能进行了详细的描述。
     其次,针对水处理过程中的加药系统采用常规控制难以达到理想的控制效果,并参考目前国内外已有的自动加药控制系统,对加药系统控制决策作了进一步地探讨,提出了基于预估模糊控制技术的智能控制策略。
     最后,利用MATLAB中的Simulink对设计的系统进行仿真,并给出了仿真结果的分析。此外还讨论了系统的各个参数变化对系统产生的影响,对今后改进加药控制系统的设计有重要的参考价值。
Its well to known, electric power is important basic industry, and it is important and advanced industry in development strategy of national economy. Now, electric power industry of China grows rapidly, thermal plant account for 70 percent national power plant. Because water plays an important role of transferring the energy and cooling medium in the process of generating electricity, water treatment is very important. The problem of how to supervise and automatic control the water treatment process effectively and thus enhance its economic and social benefit has become important and urgent subject to resolve for thermal plants.
    Firstly, the paper introduces the design of automatic control system and computer Supervisory system by means of industry control configure software in water treatment of thermal plant, based on the building of water treatment in Anqing Power Plant. Then it presents the control scheme. The whole control system composes of supplying water subsystem, purifying water subsystem, life sewage water subsystem, disposing waste water subsystem and rainwater pump room subsystem. Every subsystem is a suit of absolute PLC control system. The programming is programmed using Concept 2.5 software for each subsystem. The water treatment local area network is formed using MB+ network technology. The Intouch software is used to draw supervisory pictures. The supervisory pictures include system pictures trend pictures, alarm pictures accessorial pictures, and so on.
    Secondly, the paper analyzes the defect of control about Adding medicament system; which doesn't achieve perfect effect adopting conventional control strategy, so introduces a new control strategy in Adding medicament by using fuzzy logic controller with predictive model.
    At last, it simulates the design model with Simulink in MATLAB and gives the simulation results and analyses. Further, the paper also discusses the effect of parameter changing to the system; it has important reference value to improve the design of control system in Adding medicament.
引文
【1】钱学森:迎接新的技术革命,人民出版社,1969年
    【2】马克思·恩格斯选集,人民出版社,1971年
    【3】李士勇:模糊控制·神经控制和智能控制论,哈尔滨工业大学出版社,1998年
    【4】李本高等:工业水处理技术,中国石化出版社,2002年
    【5】马国华:监控组态软件及其应用,清华大学出版社,2001年
    【6】郑文波:控制网络技术,清华大学出版社,2001年
    【7】周本省:工业水处理技术,化学工业出版社,2002年
    【8】雷仲存等:工业水处理原理及应用,化学工业出版社,2003年
    【9】郝景泰等:工业锅炉水处理技术,气象出版社,2000年
    【10】邹家庆:工业废水处理技术,化学工业出版社,2003年
    【11】王永初:滞后过程的预估与控制,机械工业出版社,1987年
    【12】刘曙光等:模糊控制技术,中国纺织出版社,2001年
    【13】席爱民:计算机控制系统,高等教育出版社,2004年
    【14】李士勇等:模糊控制和智能控制理论与应用,哈尔滨工业大学出版社,1990年
    【15】席爱民:自动控制系统中被控参数的预测,西安建筑科技大学学报,Vol.29,No.1,1997
    【16】席爱民:滞后过程的预估模糊逻辑控制系统,西安建筑科技大学学报,Vol.34,No.3,2002
    【17】范逸之等:利用Visual Basic实现串并行通信技术,清华大学出版社,2000年
    【18】舒迪前:预测控制系统及其应用,机械工业出版社,1996年
    【19】李伟东:Windows 2000网络服务,清华大学出版社,2001年
    【20】林东:计算机控制技术,哈尔滨工业大学出版社,1995年
    【21】李人厚:智能控制理论和方法,西安电子科技大学出版社,1999年
    【22】刘宝坤:计算机过程控制,机械工业出版社,1997年
    【23】楼顺天等:MATLAB 5.X程序设计语言,西安电子科技大学出版社,2000年
    【24】何衍庆等:集散控制系统原理及应用,化学工业出版社,2002年
    【25】施仁等:自动化仪表与过程控制,电子工业出版社,2003年
    【26】薛定宇:反馈控制系统设计与分析,清华大学出版社,2000年
    【27】蒙以正:MATLAB 5.X应用与技巧,科学出版社,1999年
    【28】袁秀英:组态控制技术,电子工业出版社,2000年
    【29】胡寿松:自动控制原理,科学出版社,2001年
    【30】王树青:先进控制技术及应用,化学工业出版社,2000年
    【31】窦振中:模糊逻辑控制技术及应用,北京航空航天大学出版社,1995年
    
    
    【32】席裕庚:预测控制,国防工业出版社,1993年
    【33】章卫国等:模糊控制理论与应用,西北工业大学出版社,1999年
    【34】王卫兵:可编程序控制器原理及应用,机械工业出版社,2002年
    【35】黄一夫:微型计算机控制技术,机械工业出版社,1999年
    【36】章卫国等:一种高精度模糊控制的设计,自动化与仪器仪表,Vol.5 No.35,1997
    【37】韩启纲等:计算机模糊控制技术与仪表装置,中国计量出版社,1999年
    【38】刘益林:预估控制技术在石化工业中的应用,河南化工,Vol.8 No.12,2000
    【39】D. A. Rutherford and G. C. Bloore: The Implementation of Fuzzy Algorithms for Control in Proc., IEEE, Vol.64, No.4, 1986
    【40】Masaham Miszumto: Fuzzy Control with Various Fuzzy Reasoning Method Information Sciences, 1998, 45:129-151
    【41】Witold Pedrycz: Fuzzy Control and Fuzzy System, RESEARCH STUDIES PRESS LTD, 1989
    【42】K.L. Tang and RA. Mulholland: Comparing Fuzzy Logic with Classical Controller Designs, IEEE Trans. Syst. Man Cybem, Vol. SMC-17, No.1,1987
    【43】Ata-Doss, S. A.et.al: Handing Input and State Constraints in Predictive Functional Control. Proc. 30th CDC,Brighton, England, 1991
    【44】Tanaka K, Sgen M.Stability: Anaysis and Design of Fuzzy Control Systems, Gull Publishing Company, 1998
    【45】Antsaklis P. J. and Passino K. M.: An Introduction to Intelligent and Autonomous Control, Kluwer Academic Publishers, 1993
    【46】De Silva C.W.: Intelligent Control, Fuzzy Logic Applications, New York, CRC, 1995