集中供热热力站微机监控系统的设计.pdf

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2000年第15卷第4期电力学报Vol.15No.42000(总第53期)JOURNALOFELECTRICPOWER(Sum.53)文章编号:1005-6548(2000)04-0308-04①集中供热热力站微机监控系统的设计②李新刚(太原市热力公司)TheDesignoftheSystemofComputerSupervisionandControlinCentralHeatingPowerStationLiXingang(TaiyuanHeatingPowerCompany)Abstract:Theproblemsexistinginthedesignof中图分类号:F407.2;TP182文献标识码:Bautomaticheatnetworksystemincentralheatingen2gineeringisdiscussed.Especiallytocounterthechar2引言actersoftheunevenlydistributionoftheheatnet2某市作为能源重化工基地,厂房遍地、烟囱林workandthegreatrandomproperty,andhowtoim2立,到了排放高峰,整个天空烟气笼罩,而约三分之provethebenefitofheating,theexperts’designing二的烟囱用于采暖供热。怎样才能找到一个更好planforthecontrolsystemareputforwardandthe的方法来解决供热并减少污染呢?城市集中供热valuableexplorationofthedesignofevenlycontrolled就成为一个迫切问题。集中供热由大型火电厂和centralheatingsystemismade大锅炉供热,热效率高,节省能源,且便于用先进手KeyWords:centralheating;thesupervisionand段综合治理煤粉、炉渣、烟气、废水等,减少环境污controlofproductionmanagement;thebankof染,同时又解决了交通运输问题。knowledge城市的集中供热按热源分为单热源、多热源,摘要:就目前集中供热工程中热网自控系统设按热质分为热水、蒸汽和汽水合用;按连接方式分计中存在的问题进行了讨论。特别是针对热网分为直接型和间接型;按调节方式分为质调、量调和布不均匀、随机性强等特点,如何提高供热效益,提质量调节。结合某市实际情况,选择了多热源热水出了专家控制系统设计方案,并就控制规则集的设供热,另外保留市内几座较大的锅炉房作为调峰锅计作了可贵的探索。炉,最冷时分阶段投入。调峰锅炉未纳入一次供关键词:集中供热;调度监控;知识库水,仍由手动切换,自动控制系统仍以单热源设计。①收稿日期:2000-09-28②作者:男,1970年3月出生,本科,工程师,030001 第4期李新刚:集中供热热力站微机监控系统的设计309为加强热力网的科学管理和可靠运行,充分发及时的参数检测,发现故障进行声光报警、显示及挥其经济效益;整个工程采用全网计算机调度监打印。此外,为防止因停电或微机故障而发生事控,配以专家系统故障诊断,及时发现系统故障,防故,热力站控制系统设有常规就地仪表和手动操作患于未然。阀。1热力站微机监控系统小区热力站系统原理图如图1。热力站主要技术指标:水流量为7500t/h;供/回水压力为1400热力站的主要任务是确定和保持热媒介参数kPa/360kPa;供/回水温度为150℃/70℃。(压力、温度和流量),使其达到热力站供热装置安热力站微机监控系统控制电路图如图2所示。全和经济运行所需值。为保证热网稳定运行,通过1—除污器;2—热量表;3—电动调节阀;4—热交换器;5—采暖水泵;6—水喷射泵图1小区热力站系统原理图图2热力站微机监控系统控制电路图 310电力学报2000年111主机的确定动电动调节阀阀门状态开度位置的控制信号。热力站的微机监控系统采用了具有高集成度、114外围设备高性能比,高抗干扰能力的8098单片机,它与其它a)8098内部RAM只有256个字节。因此外接2微机比较有独特之处:电擦除可编程只读存贮器EPROM2764和a)8098单片机本身具有一个10位四通道的模RAM6264。/数转换ADC,并带有采样保持器,可方便地构成数b)为实时显示温度、压力,采用专用于键盘显据采集系统。示器的接口器件82790它能对显示器自动扫描,识b)自身的高速输出端HSO和标准输入/输出接别键号,提高CPU的效率。另外,为数据积累、存口P2均可实现数/模转换,输出脉冲宽度可调的档,配置了GP16微型打印机。PWM波,特别适用于电机调速。c)为保证整个系统可靠运行,配置了声光报警c)有4个高速输入通道,可用来记录外部事件电路,在故障出现时,压电蜂鸣器发出声报警,发光发生时间。6个高速输出通道可以触发外部事件,且二极管闪烁。两者均具有软件定时器功能。2软件设计d)8098有掉电保护电源。当主电源Vrc失电热力站微机监控系统的控制对象为供热管网,时,接+5V电池的掉电保护电源VDD继续供电,管网面积大,分布不均匀,随机性较强,很难建立其可防止数据存贮器(片内RAM)中部分存储单元内数学模型。目前常规的控制算法在此不适用。同时容丢失。在能源供需矛盾日益尖锐;节能工作日趋重要的今112输入通道天,如何在满足生产和生活要求下提高热网的热效利用温度传感器测得一、二次供/回水的温度,率显得更为重要。专家系统是根据特定领域专家的经温度变送器变为0mA～10mA的标准电流信号。知识和经验,模仿其解决问题的方法的计算机系统;一、二次供/回水温度的检测需要能承受一定工作压专家系统不局限于单一格式的知识库;它所关心的力的温度传感器,其测温范围为0℃～200℃,在此是知识的构成、组织和使用,而它所强调的是多层选用WZP-280装配式铂热电阻和DBW-1240热次、多种类型的知识要求,以及对知识推理的灵活计电阻温度变送器。一、二次供/回水压力的检测,直算。鉴于此,我们采用专家系统对热力站进行监控。接由导压管导出,经DBY-130Q和DBY-120Q的专家系统原理框图如图3。电动压力变送器输出0mA～10mA电流信号。一次回水流量的测量,节流装置使用标准孔板,环室取压由导压管导出经DBC-440电动差压变送器转换为0mA～10mA直流电信号。为节省硬件电路,差压变送器后不设开方器,开方器由软件来完成。以上电流信号经I/V变换变成0V～5V电压信号输入8098输入引脚。为了减少干扰对输入信号的影图3专家系统原理框图响,在8098入口处设置了RC低通滤波器及软件数211知识库学滤波。知识库是专家控制的基础,建立知识库即如何113输出通道表达已获取的知识。针对热网系统的特点本专家系利用8098单片机的PWM引脚输出的脉冲宽统的知识库采用产生式规则建立,基本形式如下:度可调波经缓冲器、二级滤波电路、放大电路变成驱IF[condition] 第4期李新刚:集中供热热力站微机监控系统的设计311THEN[action]A,B———允许误差及误差变化率;这种以过程性知识为中心的产生式表达式具有R———系统输入量;很强的模块性,每条产生式规则都可独立地增删、修s———常量改,使知识库便于补充和更新,具有较强的灵活性。V———与输入变量及系统有关的一个量;212控制规则集W———遗忘因子;控制规则集是对被控对象的各种控制方法和经L———预估因子;验的归纳总结,集中反映了工业过程控制的专门知E———e(n)的峰值;识。热网控制规则集的构成如下:D———微分控制系数;规则1:IF┃e(n)┃s·R面,推理机制的任务是模拟专家控制推理的执行和THENu(n)=±V选择推理方式。推理是以知识库的已有知识为基础,通过符号的模式匹配实现的。热力站微机监控规则3:IFe(n)·el(n)<=0AND系统对于基于规则的产生式选用前向推理机构。┃e(n)┃<>0AND用于产生式的前向推理过程的基本思想是从问e(n-l)·el(n-l)>=0AND题已有的事实开始,正向使用规则;当规则的前题被el(n-l)<>0已有事实匹配时,该规则为可用规则,然后通过冲突THEN消解,在可用规则中选择一条启用规则。启用规则u(n)=W·V+(l-w)·u(n-l)结论的增添又导致上下文的改变,从而引起新的规则的匹配。如此循环往复,直到一个问题状态有可规则4:IFe(n)·el(n)<=0AND用规则或求得所要求的解为止。e(n)<>0AND参考文献:┃e(n)┃<=┃E┃·L[1]张毅刚18098单片机应用设计1北京:电子工业出版社,19881THENu(n)=D·el(n)+V[2]邵裕森1过程控制及仪表1上海:上海交通大学出版社,19891规则5:IFe(n)·el(n)<=0AND[3]SaridisG.N.FondationsofIntelligentControlProc.170～┃e(n)┃<>0AND185.┃e(n)┃>┃E┃·L[4]IEEEWorkshoponIntelligenControls.1985(23),89～THENu(n)=M·e(n)+V117.规则6:IFe(n)·el(n)>=0OR┃e(n)┃=0THEN[责任编辑:靳智平]u(n)=M·e(n)+D·el(n)+V其中:u(n)———第n次控制输出;e(n),el(n)———偏差和偏差变化率;