发电机组智能控制系统研究和应用

发电智能化建设已成为业内共识,并已有不少探索和应用。本文在现有智能控制系统建设经验总结的基础上,从网络架构、硬件配置、智能控制、人机交互和网络安全方面进行了研究和设计,形成了应用于实践的智能控制系统架构,并对发电机组智能控制系统的实际应用进行了阐述。

智能实时供热调度系统设计

针对目前大多数热电厂的供热调度系统虽然结合了信息化,但是难以实现供热机组与热网的协调配合无法进行实时调度的问题,通过合理数据采集与网络架构设计,在控制系统层面实现了供热机组与热网的实时智能调度。

超小型执行器驱动单元散热仿真及实验研究

文章针对超小型执行器国产化程度较低,研究相对较少的现状,对其驱动单元进行定制化的设计及开发。通过瞬态散热仿真及实验研究,对比了不同材料、不同厚度散热基板情况下的温度变化情况,配置散热效果最好的方案,满足温升设计要求及客户的定制化需求。

余热机组水系统协调优化控制

水泥余热发电系统作为水泥生产线的配套系统,是一个典型的随动系统,各水系统之间耦合性强,窑头锅炉(AQC锅炉)汽包水位、窑尾锅炉(PH锅炉)汽包水位、闪蒸器水位、AQC锅炉省煤器出口水温和冷凝器水位控制相互干扰,控制难度较大。但通过合理的控制策略设计和解耦控制设计,可以实现整个水系统的协调控制,提高机组运行的自动化水平,提高机组运行的经济技术效益。

高密度DCS机柜散热仿真分析与试验研究

针对高密度DCS机柜散热研究较少且分析复杂的现状,提出了基于SolidWorks Simulation进行仿真分析的方法。通过瞬态散热仿真及试验研究,对比了不同模块配置、不同散热工况下的高密度机柜内部温度变化,配置出针对高密度机柜散热效果较好的方案,以满足温升要求及客户定制化需求。

钢铁烧结智能控制系统的开发与应用

钢铁行业是制造强国的重要支撑,也是我国工业的核心基础产业,然而,烧结作为钢铁冶炼的重要环节,所用的大部分控制系统依赖进口;随着全球性芯片供应短缺,进口控制系统产品造价昂贵,各型号产品也处于缺货、断货状态,国内工业控制命脉受到极大威胁。因此,研发自主可控国产化控制系统至关重要。本文详细介绍了国产化NT6000 DCS和烧结智能控制系统的开发,以及在迁安市九江线材有限责任公司烧结机的应用情况。

主汽温多模型扰动抑制预测控制方法

电站汽温控制系统结构复杂,机组运行过程中影响主汽温稳定的因素众多。主蒸汽流量变化、锅炉燃烧状况改变等因素均可能干扰主汽温稳定,影响机组运行的经济性和安全性。基于模型的预测控制算法在应对诸如煤质变化引起的烟气侧不可测扰动时,由于缺乏对扰动的建模,控制效果不理想。针对该问题,通过对过热器进行机理建模,并在额定工况点进行局部线性化获得状态空间模型,提出基于多模型集的主汽温扰动抑制预测控制方法。当不考虑不可测扰动时,其等价于普通的预测控制算法。仿真结果表明,该方法能够有效抑制进入汽温系统的不可测扰动,进一步提高汽温的调节品质。

塔式太阳能电站定日镜场优化调度的光功率控制研究

针对定日镜场优化调度的光功率控制问题,鉴于目前调度数学模型不准确、算法运行效率低、速度慢等缺点,改进并优化设计调度模型和调度算法,通过考虑镜场的能耗因素,提高模型的精度和准确性;设计一种混合式遗传算法,采用惩罚项建立适应度函数,引入自适应搜索空间提高算法效率和运行速度。仿真结果验证了该调度模型和算法的准确性和快速性。

生活垃圾焚烧炉ACC系统设计

往复式炉排的自动燃烧控制(ACC)系统是生活垃圾焚烧炉的核心,是垃圾发电厂成为智慧电厂所不可或缺的组成部分。为了实现垃圾发电厂的运行智能化、提升运行经济性,对ACC系统进行了研究和设计。通过对垃圾发电厂燃烧过程的机理分析,以及对以往国外ACC系统的研究,结合国内实际运行经验,创新性地提出了一种针对炉排燃烧过程的自适应调整方式。对燃烧系统进行数据分析和挖掘。以负荷和氧量作为目标值、炉温作为目标范围,采用渐进预估补偿的方式,利用多维变量的整体变化趋势作为目标值动态变更依据,实现对炉排系统侧的控制。在此基础上,进一步对风系统侧作协调适应调整,从而消除垃圾焚烧过程的大延迟、大滞后影响;同时,加入了多变量拟合下的层厚软测量值作为修正,以实现全自动运行。ACC系统的实际应用提升了全厂智能化水平、提高了蒸汽产量、提升了经济效益。多变量控制方式对其他火电燃烧的优化有一定的借鉴。

热应力引发的轴颈中心位置测量误差分析

为了研究滑动轴承轴瓦变形对轴颈中心位置测量结果的影响,考虑气液两相流、温黏效应等因素,建立了滑动轴承温度场、压力场求解模型,以某滑动轴承为例,对轴瓦内温度、压力及两者导致的轴瓦变形量进行了计算,分析了轴瓦变形对轴颈中心位置测量结果的影响。结合某工程实例,解释了升速和带负荷运行过程中发生的轴颈中心位置异常偏移现象。结果表明:温度和压力均会导致轴瓦变形,温度导致的变形量远大于压力导致的变形量,若不考虑温度导致的轴瓦热变形,会对轴颈中心位置测量结果产生较大误差。

基于线性自抗扰控制技术的PMSM仿真研究

自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Controller,ADRC)是在继承经典PID不依赖于对象模型优点的基础上,并改进PID控制器固有的缺陷而形成的新型控制器。将线性自抗扰控制技术应用于永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motors,PMSM)的伺服控制系统,并通过Matlab/Simulink进行仿真试验。通过仿真研究发现,线性自抗扰控制器的结构简单,且对永磁同步电机的控制效果明显,对于突加负载、粘性阻尼等不同因素均具有良好的控制效果,体现了超强的鲁棒特性,性能明显优于扩张卡尔曼滤波器;此外,控制器需要整定的参数只有一个,解决了传统自抗扰控制器参数整定复杂的问题。

基于工况传递路径的旋转机械振动源分析

工况传递路径技术(operational transfer path analysis,OTPA)可以根据运行工况下的振动数据对故障进行溯源分析,该方法需要有大量不同工况下的运行数据,这对于航空发动机等很多旋转机械而言是不现实的。为解决运行工况数量不足问题,提出一种基于频响函数的工况传递路径分析方法。以航空发动机转子试验台为例,试验获取整机状态下激励点到轴承座和机匣测点的频响函数矩阵,将其作为OTPA模型的输入和输出,通过奇异值分解技术消除输入之间的串扰导致的矩阵病态,进而求出传递率矩阵。根据传递率系数确定机匣各部位对各轴承座的振动敏感度,根据振动贡献量确定机匣振动来源。在航空发动机双转子试验台上开展了试验研究,验证了该方法的可靠性。

激光吸收光谱技术应用于锅炉优化控制研究

为了提高电站锅炉自动化程度,为真实锅炉的优化控制提供新颖的实时在线测量手段,采用计算机层析重建和激光吸收光谱技术相结合的方法,进行了理论分析和实验验证。仿真实验证明了仅采用2个投影方向即能够实现温度峰值位置的重建及其相对高低的分辨;布置6条测量路径形成测量网格,得到真实锅炉炉膛的实时在线2-D温度场重建数据。结果表明,炉膛平均温度与锅炉蒸汽流量的相关系数达到0.91,回归分析得到决定系数为0.88;可将平均温度作为炉膛内实时的总辐射能的表征,用于避免锅炉超调,根据温度可获知燃料总的热值波动,2-D温度场的重建可用于锅炉调平。该研究为锅炉提供了非接触式测量手段,为提高锅炉自动化程度和研究燃烧优化控制提供了重要支持。

孔轴不同轴工况下O型圈压缩量的计算方法

针对孔轴浮动或不同心的情况,提出了O型圈密封的合理压缩量的计算公式,解决了孔轴在不同轴的情况下,关于O型密封圈的压缩量的计算方法。

执行器用翅片散热器的多参数尺寸优化设计

翅片式散热器在执行器的控制元件散热领域被广泛应用。针对定制型的翅片式散热器设计,对散热器的四种关键尺寸进行了多参数优化仿真,以质量最小为目标,以温升为约束,同时考虑铸造工艺影响,设计出了温升满足设计要求且质量最优的翅片散热器,经实验测量,仿真与试验结果吻合较好,有效降低研发成本、缩短研发周期。

隔爆型接线盖加强筋的优化设计及实验研究

针对目前隔爆型执行机构接线盖隔爆结合面变形要求较高,而其加强筋设计缺乏理论依据的现状,开展接线盖的筋型系统优化仿真分析。采用拓扑优化与尺寸优化技术相结合的系统优化方法,从加强筋最初布局设计到详细尺寸优化设计,并结合铸造工艺、力传递的连续性理论,确定最优加强筋筋型。静压实验证明优化后接线盖隔爆结合面变形圆度降低71%,优化效果明显,不仅实现了轻量化设计,降低经济成本,而且提高了整体的隔爆性能,为隔爆型执行机构接线盖的加强筋设计提供理论依据。

冗余设备数据的热备监控方案

本技术针对工业控制领域存在的冗余设备数据可靠性低、服务可持续性差、监控难度大的问题,提出了结合计算机多线程、现场设备及网络冗余、热备监控等机制的设备数据监控解决方案。在工业控制领域起到对我国无人化监控起到了启示和指导作用。现已投入生产,极大程度解决了我国钢厂等复杂现场多种设备之间的集中控制问题,极大提升了我国工业智能化、少人化控制水平。

NT6000控制网络结构及控制器节点间通信设计及实现

NT6000分散控制系统具有控制器节点可动态扩充、删减、灵活配置的优点。本文在介绍NT6000分散控制系统控制网络结构的基础上,分析了控制网络结构的特点,阐述了控制器节点之间数据交互的机制,给出了控制器节点间跨网络域数据通信的实现方法。

适用于高温环境的分体式电动执行机构工程设计与研究

电动执行机构应用场合较广,但在70℃以上高温环境中长期使用会损坏。为了满足高温环境应用要求,提出将编码器和信息采集电路板置于机械传动本体并进行耐高温设计,所采集信息转换为RS-485通信信号并远距离输送到控制单元的分体式方案。试验表明,分体式电动执行机构在105℃的高温环境中长期使用性能可靠,信号传输距离达到50 m,解决了高温情况下信号采集不易及远距离传输信号失真的问题。

滑动轴承内轴颈截面温度影响因素分析与试验研究

针对转子同步涡动带来的不稳定振动现象,搭建试验台,通过试验研究了转速、涡动幅度和静偏心率对滑动轴承内轴颈截面温差的影响,并利用热平衡模型进行了计算分析。结果表明:轴颈同步涡动时,油膜最薄处和最厚处黏性剪切应力差导致轴颈截面出现温差并引发热变形;轴径截面最大温差随着转速增大近似线性增加,随着涡动幅度增大非线性增加;轴颈静偏心率增大后,轴颈截面温差和油膜刚度提高,油膜刚度增加带来的振动抑制效果大于轴颈截面温差带来的热变形影响,总体振动幅值变小。