热电站DCS设计与智能控制在组态软件中实现方法研究

摘要

本课题来源于浙江雷甸热电厂监控管理系统工程。以中小型热电站控制系统为研究对象，根据当前集散控制系统的发展方向和形式，本文设计开发了热电站网络化的分布式监控系统。 作为实际工程的课题，自然有它繁重的设计任务。论文首先分析热电站机组DCS的特点，设计了功能完善的雷甸热电站集散控制系统。设计涉及到应用的方方面面。 电站控制系统的重点是锅炉尤其是锅炉主蒸汽压力控制。本文提出了一种叫(模糊+模糊自适应PID)-PI串级控制方案，并以一个典型的例子仿真验证了该方案的可行性。 开发该监控管理系统的难点是如何将智能控制策略实现于以组态软件为基本框架的DCS中的问题。这是一个到目前为止几乎无人敢轻易涉足的领域。文章以软件接口技术分析为基础，独创性地研究了如何在组态软件中实现智能控制的各种方法，并将它们加以比较。第6章以第4章设计的主蒸汽压力智能控制策略和第5章的组态软件接口技术为基础，开发了一个智能化的虚拟软设备(进程内动态链接库)并成功地加入到MCGS设备窗口中，实现了主蒸汽压力智能控制。 文章末尾提供了几个该工程操作员站(兼监控站)监控界面和采用两种控制方案下主蒸汽压力对比历史曲线。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明和本论文使用授权说明

第一章绪论

1.1本课题来源

1.2控制对象发展及研究现状

1.3本课题研究内容及选题意义

1.3.1研究内容

1.3.2选题意义

第二章火力发电生产过程控制简介

2.1锅炉控制

2.1.1锅炉设备的主要工艺流程

2.1.2锅炉作为被控对象的特点

2.2汽轮机控制

2.3锅炉和汽轮机协调控制

第三章基于DCS的热电站监控管理系统设计

3.1 DCS控制系统

3.1.1 DCS概述

3.1.2 DCS的发展方向及在我国的应用

3.1.3在中小型热电站中应用DCS的必要性

3.2热电站监控管理系统功能设计

3.2.1在线监控

3.2.2运行档案

3.2.3打印功能

3.2.4远程访问

3.2.5系统维护

3.2.6控制功能

3.3电站控制系统硬件设计

3.3.1硬件选型

3.3.2 DCS网络拓扑结构

3.4软件选择与设计

3.4.1操作系统选择

3.4.2组态软件的选择

3.4.3存档数据库软件的选择

3.4.4 DCS软件结构设计

3.5 DCS系统的可靠性与抗干扰措施

3.5.1 DCS系统的可靠性设计

3.5.2 DCS系统的抗干扰措施

本章小结

第四章智能控制及其在火电站DCS中的应用

4.1传统PID控制器简介

4.1.1 PID控制原理

4.1.2 PID控制器参数整定

4.2智能控制及智能PID控制器

4.2.1智能控制和智能控制系统

4.2.2智能PID控制器及其自整定

4.2.3模糊控制器和模糊自适应PID控制器

4.3锅炉主蒸汽压力控制系统的设计

4.3.1锅炉饱和蒸汽压力控制系统的任务

4.3.2锅炉蒸汽压力控制系统的性能

4.3.3主蒸汽压力串级控制系统设计

4.3.4(模糊+模糊自适应PID)型主控制器的设计

本章小结

第五章智能控制在组态软件中的实现方法研究

5.1组态软件的开放性和可扩充性

5.2在组态软件中实现智能控制方法研究

5.2.1开发动态链接库扩充控制功能

5.2.2开发具有DDE功能程序扩充组态软件的控制功能

5.2.3利用OPC技术扩充组态软件的控制功能

5.2.4开发ActiveX控件扩充组态软件的控制功能

5.3组态软件中实现智能控制方案的比较

本章小结

第六章锅炉主蒸汽压力智能控制的实现

6.1开发通用自适应模糊控制器组件

6.1.1在Matlab中创建所需的智能控制器

6.1.2将智能控制器的m文件转换成C++代码

6.1.3利用VC++6.0开发智能控制器控件

6.2在组态软件中实现智能控制

6.2.1安装智能控制器控件

6.2.2在组态软件中实现主蒸汽压力智能控制

6.3在实际工程中的应用

本章小结

总结与展望

1全文总结

2有关研究展望

参考文献

作者在攻读学位期间公开发表的论文

作者在攻读学位期间所做的项目

致谢