淺談DeltaV系統(tǒng)中鍋爐汽包水位的PID調(diào)節(jié)

摘 要:現(xiàn)代鍋爐的特點(diǎn)之一就是蒸發(fā)量顯著提高，汽包容積相對(duì)變小，水位變化速度快，因此鍋爐汽包水位高度，是確保安全生產(chǎn)和提供優(yōu)質(zhì)蒸汽的重要參數(shù)，而對(duì)鍋爐汽包水位的PID調(diào)節(jié)尤為重要。

關(guān)鍵詞:鍋爐汽包水位PID調(diào)節(jié)DeltaV系統(tǒng)

中圖分類號(hào):TK22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)06(a)-0084-01

蒸汽鍋爐是廠礦重要的動(dòng)力設(shè)備，其任務(wù)是供給合格穩(wěn)定的蒸汽，以滿足負(fù)荷的需要。為此，鍋爐生產(chǎn)過程的各個(gè)主要參數(shù)都必須嚴(yán)格控制。而余熱鍋爐利用沸騰爐出來的爐氣作為熱交換對(duì)象，通過余熱鍋爐副產(chǎn)中壓蒸汽供各生產(chǎn)子單位使用，既可以保證生產(chǎn)需要，也可以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。鍋爐是一個(gè)較為復(fù)雜的調(diào)節(jié)對(duì)象，為保證提供合格的蒸汽以適應(yīng)負(fù)荷的需要，與其配套設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)必須滿足各主要工藝參數(shù)的需要。余熱鍋爐工藝流程如圖1所示。

鍋爐汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)是使給水量跟蹤鍋爐的蒸發(fā)量，并維持汽包中的水位在工藝允許的范圍內(nèi)。維持汽包水位在給定范圍內(nèi)是保證鍋爐安全運(yùn)行的必要條件，也是鍋爐正常運(yùn)行的主要指標(biāo)之一。

控制難點(diǎn)分析:由于鍋爐水位系統(tǒng)是一個(gè)設(shè)有自平衡能力的被控對(duì)象，運(yùn)行中存在虛假水位現(xiàn)象，實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)情況采用水位單沖量、水位蒸汽量雙沖量和水位、蒸汽量、給水量三沖量的控制系統(tǒng)。所謂三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是把給水流量W，汽包水位H，蒸汽流量D三個(gè)變量通過運(yùn)算后調(diào)節(jié)給水閥的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。具體調(diào)節(jié)過程方框圖如圖2所示。

隨著使用時(shí)間、組件特性變化或受控負(fù)載或外界工作環(huán)境的變化，開環(huán)回路控制因?yàn)闆]有真實(shí)將受控程序的實(shí)際量反饋到控制器，因此控制結(jié)果可能與實(shí)際期望的結(jié)果會(huì)有些落差，閉環(huán)回路PID過程控制是用來克服并解決上述缺點(diǎn)的極佳選擇。

我公司沸騰爐采用DeltaV控制系統(tǒng)，余熱鍋爐的汽包水位調(diào)節(jié)閥定位器為Fisher定位器。一個(gè)大型的DeltaV控制系統(tǒng)可由多個(gè)服務(wù)器組成，由此將系統(tǒng)劃分為多個(gè)域，完成相對(duì)獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集和控制功能。DeltaV控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)由上到下分為管理網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)三個(gè)層次。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)工程師站、操作員站系統(tǒng)服務(wù)器與現(xiàn)場(chǎng)控制站的互連，控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)主控單元與過程I/O單元的通訊。

采用DeltaV整定程序?qū)刂苹芈愤M(jìn)行整定可實(shí)現(xiàn)回路最優(yōu)化運(yùn)行。DeltaV整定程序采用專利技術(shù)的繼電器振蕩原理測(cè)量過程動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，該技術(shù)可將過程擾動(dòng)的影響降到最低，并且大大縮短整定時(shí)間。DeltaV 整定程序還提供高級(jí)但方便易用的回路仿真和分析功能，從而允許您在采用新的整定參數(shù)之前對(duì)控制回路性能進(jìn)行預(yù)測(cè)。

常見應(yīng)用故障及解決方法:

(1)閥門故障問題

閥門調(diào)節(jié)異常可能由多方面原因引起，首先檢查通訊線路有無故障，氣源是否正常，閥桿、閥座是否卡有異物，如上述均正常，則需檢查閥門定位器。先檢查閥門定位器連桿是否松動(dòng)，再檢查定位器氣路部分是否堵死、是否卡有異物，重新安裝定位器后，需重新標(biāo)定。

(2)歷史視圖中沒有歷史趨勢(shì)

沒有歷史趨勢(shì)一般查看歷史數(shù)據(jù)采集是否已定義，歷史子系統(tǒng)是否已被激活，歷史視圖是否已組態(tài)，有歷史數(shù)據(jù)的工作站是否已下裝。如為某一流量只有實(shí)時(shí)趨勢(shì)，沒有歷史趨勢(shì)，原因是沒有對(duì)歷史數(shù)據(jù)采集定義。處理辦法是對(duì)歷史數(shù)據(jù)采集定義，激活歷史子系統(tǒng)，并下裝工作站。

(3)下裝問題

系統(tǒng)中所有的組態(tài)數(shù)據(jù)都需下裝。在瀏覽器中，控制器或工作站旁若有藍(lán)色三角形標(biāo)記，表示組態(tài)數(shù)據(jù)與運(yùn)行數(shù)據(jù)不匹配，需重新下裝控制器或工作站。報(bào)警和歷史趨勢(shì)組態(tài)完后，也要注意下裝，否則不起作用。

(4)網(wǎng)絡(luò)通信問題

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信有故障時(shí)，在瀏覽器中有紅色X顯示，表示通信有故障。如果數(shù)據(jù)不能共享，一般為光纜通信故障，如光電轉(zhuǎn)換器接頭松動(dòng)或光電轉(zhuǎn)換器的供電電源質(zhì)量有問題。接頭處理后或更換工業(yè)用電源后正常。

DeltaV控制系統(tǒng)功能完善，結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理，能耗小，擴(kuò)展靈活，便于維護(hù)，并且可靠性高，而且還極大地提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。隨著優(yōu)秀可編程控制器和高速計(jì)算元件的快速發(fā)展，鍋爐控制系統(tǒng)將會(huì)更加完善。

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