智能计算在智能氧量仪控温中的应用.pdf

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1、2013年仪表技术与传感器2013第2期InstrumentTechniqueandSensorNo．2智能计算在智能氧量仪控温中的应用尹星，焦嵩鸣，王东风(华北电力大学自动化系，河北保定071003)摘要：现场总线智能氧量仪是火力发电厂测量尾部烟道氧气含量的一种新型变送器，其性能与氧化锆传感器的工作温度密切相关，控制传感器的工作温度极其重要。针对氧量仪的电加热炉，通过实验获得输入输出特性数据，利用机理和计算智能的混合建模方法建立控制系统模型，在此基础上应用神经网络控制算法自适应整定控制参数。智能控温方法直接应用于现场总线智能氧量仪，通过

2、与常规PI控制结果的比较，验证了智能控制方法的实用性和有效性。关键词：神经网络；粒子群；氧化锆；温度控制中图分类号：TK314文献标识码：A文章编号：1002—1841(2013)02—0087—04ApplicationofComputationalIntelligenceatTemperatureControlofSmartOxygenAnalyzerYINXing，JIA0Song—ming，WANGDong—feng(SchoolofAutomation，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baod

3、ing071003，China)Abstract：Fieldbussmartoxygenanalyzerisanewtransducerwhichmeasurestheoxygencontentinthetailofflueinthermalpowerplants．Controllingthezirconiasensoroperatingtemperatureisextremelyimportantbecauseitcanaffectthetransducer’Sperformancedirectly．Usingtheexperiment

4、alinputandoutputcharacteristicdataoftheoxygenanalyzer’Sreheatingfumaeeestabli—shesacontrolsystemmodelbythewayofhybfdmodelingofmechanismandcomputationalintelligence．Onthisbasis，appliestheneuralnetworkcontrolalgorithmintotuningcontrolparametersadaptively．Thisintelligenttemp

5、eraturecontrolmethodisusedinthefieldbussmartoxygenanalyzerdirectly．ComparingwiththeconventionalPIcontrolresults，thepracticalityandeffectivenessofthisintelligentcontrolmethodisverified．Keywords：neuralnetwork；PSO；Zirconia；TemperatureControl0引言锆氧量计的发送器就是一根氧化锆管。其原理是，以氧化锆作烟气中氧

6、气含量则是衡量一个火力发电企业生产效率的固体电解质，高温下电解质两侧氧浓度不同时形成浓差电池，重要指标。烟气氧量过高说明电厂锅炉在过氧燃烧，给风机输浓差电池产生的电势与两侧氧浓度有关，如一侧氧浓度固定，出功率大，带走的热能多，生产效率低；烟气氧量低则说明燃料即可通过测量输出电势来测量另一侧的氧含量。浓差电池两燃烧不充分，产生的污染物较多。因此，准确测量烟气中的氧端产生的电势E可由能斯特公式计算：含量具有重要的现实意义。Po=n根据氧化锆的工作原理，氧气含量与氧化锆管工作的热力学温度密切相关，因此氧化锆管应处于恒定的温度下工作，以式中：E为

7、氧浓差电势，mV；T为绝对温度，K；Po为参比气体氧使测得的氧气含量不受温度的影响。根据实验发现，当温度漂的容积含量；P为被测气体的容积含量；n，R，F为常数。移1℃时，氧气含量会波动0．2％⋯。由此可知，精确控制氧化在使用氧化锆氧量计时，常用空气作参比气体，其容积含锆的工作温度是准确测量氧量的技术关键之一。量是固定的。如果工作温度一定，则氧浓差电势与被测气体以往氧量仪的控温算法大部分采用常规的PID，但火电厂中的氧含量的对数成反比。因此氧化锆管应处于恒定温度下尾部烟道中风速大，带走热量的速度不稳定，并且烟气中成分工作或在仪表线路中附加温

8、度补偿措施，以使输出不受温度影复杂，热力学参数变化不定，这些因素给常规PID控制器带来响。目前常用的工作温度为700℃左右。不少困难，因此难以得到较好的控制效果。针对氧化锆传感器2温度控制原理