基于信息融合技术工业链条炉智能控制方法

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1、第#,卷第#期仪器仪表学报#&&-年,月基于信息融合技术的工业链条炉智能控制方法!季春光"王朋"李士勇#"$哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院哈尔滨"%&&&"’#$哈尔滨工业大学控制科学与工程系哈尔滨"%&&&"’摘要分析了工业链条锅炉燃烧控制现状及各种影响因素(提出一种基于火焰图像处理及信息融合技术的锅炉炉膛火焰燃烧专家控制方法)实验结果表明*方法对火焰的燃烧状态有较高的识别准确性)同时提出了一种完善的工业锅炉智能控制系统的结构)关键词火焰图像处理信息融合专家控制系统工业链条锅炉燃烧控制+,-./0-1123-/045/06517-0,5895

2、6./8:;062<14,<2/=521-6=<;-85/./956><025/?:;25/""#@ABCDEFDGEFHGEFIJEFKALCAMNEFO$PQRSSTSUVSWXYZ[PQ][^Q[_^‘a^b]^[[]^b(c_d]^e^fZ]ZYZ[SUg[QR^STSbh(c_d]^OijjjO(VR]^_’k$l[X_ZW[^ZSUVS^ZSTPQ][^Q[_^‘a^b]^[[]^b(c_d]^e^fZ]ZYZ[SUg[QR^STSbh(c_d]^OijjjO(VR]^_’mn;06

3、vGswGxNAyJszN{xDqtANEsJzNFEAtANEGEwAEtJyyAFJEtzNEtsNy{JtCNwxGqJwNEA{GFJrsNzJqqAEFGEwAEuNs{GtANEuDqANEGutJsGEGyM

4、AEFtCJAEuyDJEtAGyuGztNsqNEzN{xDqtANENuAEwDqtsAGyzCGAExNAyJs}~!rJsA{JEtsJqDytqCNvqtCGttCJ{JtCNwCGqCAFCzNssJztEJqqNuuyG{JsJzNFEAtANE}"ttCJqG{JtA{JrDtuNsvGswGrJsuJztzNE

5、tsNyqMqtJ{qtsDztDsJNuAEwDqtsAGyxNAyJs}#-$%568;&yG{JA{GFJrsNzJqqAEF’EuNs{GtANEuDqANE~!rJstzNEtsNyqMqtJ{’EwDqtsAGyzCGAExNAyJsBN{xDqtANEzNEtsNy国内在+&年代后期就对工业链条锅炉的控制进(引言行尝试(但一直停留在仿照国外电厂煤粉锅炉的控制方案(通过测量烟气氧含量)炉膛压力以及蒸汽温度)工业链条锅炉的燃烧过程是一个大滞后时变的受炉膛)蒸汽压力等工艺参数进行控制的阶段上)而工业控对象(尤其是煤种)干湿度)颗粒大小)煤层

6、厚度都对链条锅炉的结构)工作机理和燃烧特点均与电厂煤粉燃烧过程有很大的影响(是一个复杂的工业过程)其控锅炉有很大的差别(单纯采用电厂煤粉锅炉的控制方制难度超过电厂煤粉锅炉和燃油锅炉的控制(这是因案(存在很大的弊端(在链条锅炉出现常见的前燃)跑为煤粉$把煤磨成粉状’和燃油是通过喷粉或喷油管喷红火$煤未经充分燃烧就被推下炉排’)断火)煤层板结出后在空中燃烧(能够很容易燃烧且燃烧十分充分(故等问题时不能实现有效的控制(此时工人往往改用手滞后时间常数比链条锅炉小得多)且没有颗粒大小)煤动(凭经验通过直接观察炉膛中的火位和火焰颜色来层板结等因素的影响(因此较

7、易控制)在国外已发展得判断锅炉的燃烧状况(进而控制给煤机的转速和鼓引很成熟(其控制算法也比较通用(已加入*BL$集散系风量等)基于这种状况(控制界先后提出了多种工业锅统’的组态软件中)炉的控制方法(如*模糊控制)专家控制等(取得了一定万方数据!本文于#&&"年""月收到(得到哈尔滨工业大学跨学科交叉研究基金资助$.’p}/*#&&"}-%’)"($仪器仪表学报第$2卷的效果!"#$%这里提出的基于信息融合的智能控制方法可较好&但均以现有工况参数为依据&仍缺少火位和火焰颜色等重要信息&难以有效的解决其燃烧控制的满足以上控制要求&其原理是0由于链条锅炉

8、的预热问题’点燃区.炉前/,燃烧区.炉中/,燃烬区.炉后/的燃烧状态有较大的区别&因此在链条锅炉的前,中,后观察窗处安装(台彩色334摄像机&分别对炉前,炉中,炉后三部分的燃烧进行图像采集&通过图像采集卡传入计算机&采用数字图像处理技术获取火焰面积,火位,火焰颜色等信息&与其它工艺参数&煤种,负荷变化等信息结合&模仿熟练工人的操作&实现燃烧过程的智能控制’具体方案如图"所示’5炉膛火焰的图像处理及特征信息提取炉膛内燃烧火焰的面积,火位,颜色是操作人员控制燃烧过程的重要依据&因此从334摄像机采集的炉膛火焰燃烧图像中将这些信息准确的提取出来&加入图"

9、基于火焰图像处理的链条锅炉链条锅炉的专家控制系统中&能够取得比常规专家控智能控制系统流程图制更理想的控制效果’受电厂锅炉和