热工调试系统主汽温优化控制

刘强

摘 要：为了能够使火电厂热工调试系统具有着更好的控制方式、在实际运行过程中具有更好的可扩展性以及稳定性，文章将就热工调试系统主汽温优化控制进行一定的研究与分析。

关键词：热工调试系统；主汽温优化控制；分析

1 概述

如果在机组运行过程中主汽温存在超温现象，就很可能因为金属温度过高而对设备安全性产生影响，而如果主汽温过低，就不能够保证机组的运行效率，对此，在实际运行过程中，就需要能够做好主气温的控制工作，保证其能够处于合理的范围之内。在机组实际运行过程中，其会受到很多因素的影响，如汽机负荷、给水流量、锅炉燃烧状况以及主蒸汽流量等，这部分因素的存在，很可能使主汽温出现较大的波动情况，尤其是在机组负荷快速降低的情况下，更是难以对主汽温进行控制。对此，我们则需要通过良好控制方式的应用在控制好主汽温度处于合理范围内的基础上保障机组的稳定运行。

2 热工调试系统

2.1 热工控制系统结构

在热工调试系统中，其主要由对象模型、控制算法接口、性能评价、数据存储、虚拟DPU以及OPC服务器等组成。其中，虚拟DPU的功能是实现组态文件管理、组态建模以及组态文件的执行工作；对象模型能够在完成对象建模的同时将其以模型文件的类型储存在磁盘中，且根据控制策略的不同也可以根据实际情况选择不同的IO接口以及对象模型；OPC服务器的功能是实现对象模型同虚拟DPU之间的通讯，在实际运行中，DPU所发出的指令则会通过OPC传输到对象模型之中，并在处理完成后将对象相关数据反馈到DPU中；图形软件的功能主要是负责系统中曲线、报表以及数据的显示，使数据能够通过虚拟DPU的方式实现读取；控制算法接口则主要是帮助研究人员能够以自定义的方式对相关算法进行运用与控制，并通过动态库形式将其提供给DPU进行调用。在该系统中，主要具有以下特点：首先，其能够对于每一个控制对象建立起针对性的模型，以此在保证模型独立性的基础上降低来自其他系统的干扰；其次，通过虚拟DPU技术的应用，实现了对组态的控制、在线调试以及文件操作等功能；再次，通过控制算法接口程序的应用为系统控制策略的研究与开发提供了好的环境以及新的算法；最后，其为我们提供了历史数据存储功能，能够帮助我们在需要时对历史数据进行调用与分析。此外，其所具有的评价系统也能够实时的对该系统现时性能进行评价，以此帮助系统调试人员能够更好的对这部分数据进行参考。

2.2 虚拟DPU技术

DPU（数据处理单元）是DCS中的一个站点，又称之为多用途控制器，主要负责系统中对于组态的控制以及数据的采集功能，在DCS中可以说具有非常重要的地位。构成方面，DPU主要由过程输出输出设备、功能处理器以及高速数据接口这几部分组成，具有较为复杂的特点，且在生产成本方面也非常昂贵。目前，很多DCS厂家都已经对自家的DPU软件进行了开发，以此实现系统的功能仿真功能。相对真实DPU，虚拟DPU技术则能够将DPU在非硬件环境中通过应用程序显示方式对其进行体现，即能够以软件方式对DPU所具有的功能进行实现，包括主要的I/O通讯以及逻辑运算功能等。热控人员方面，其在虚拟DPU环境下所具有的操作基本同真实DPU环境所具有的操作情况一致，能够较好的对文件操作、在线调试以及逻辑组态等功能进行实现。而在时间响应方面，该方式同真实DPU相比则具有一定的差距，但对于我们对系统组态的研究与控制也能够较好的满足需求。根据上述特点，我们在实际应用中选择了虚拟DPU作为我们对电厂热工系统调试的组态环境。

3 主汽温控制策略

过热汽温具有一定的滞后特征，一般情况下，我们会通过预估控制器的应用对其实现控制。在传统类型的预估器中，其所具有的稳定性相对较差，需要通过滤波器的加入使系统所具有的稳定性能够得到改善。

在图1中我们可以看到，该控制器是在以往控制基础上添加了两个过滤器Fr与F，其中Fr加入的目的是对设定值输入情况进行改善，而过滤器F的加入则能够对控制器自身特性起到改善的效果。

在图2中，我们可以将该复位补偿器视做在PI控制器基础上对CI进行添加，ρreset是CI积分项，能够起到对复位的设置效果，可以说是该补偿器中非常重要的一个部分。对于该种优化方式来说，其同传统PI相比在实际开展复位操作时能够使相位提前50度，尤其在频率较低的情况下能够获得更好的效果。

带滤波器和复位控制的的史密斯预估控制器由两部分组成，如图3所示，分别为外部的史密斯预估（FSP）结构图以及虚线框内的 PI+CI复位补偿器结构图。通过该种控制策略的应用，不仅能够具有复位控制以及滤波控制的优点，也能够在实现小超调、快速响应功能的基础上获得更好的鲁棒预测能力。

4 结束语

可以说，热工调试系统是现今火电厂生产中非常重要的一个环节，对于生产的稳定性、高效性具有十分积极的作用。在上文中，我们对热工调试系统主汽温优化控制进行了一定的研究，获得了较好的控制效果。

参考文献

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[2]陈增吉，李秋风.主汽温及再热汽温控制系统的优化[J].华电技术，2012（7）：77-79.

[3]王秀霞，马进，刘伟，等.基于虚拟DPU的热工控制实验系统研究[J].电力科学与工程，2009（11）：102-104.