基于参数自整定模糊PID的火电厂输煤控制系统应用研究

摘要

近年来,随着我国经济的持续快速发展及生产制造业规模的不断扩大,居民及企业用电量日渐增加,为此国内也新建了许多大型燃煤火力发电机组。由于社会用电负荷量在不同的时间段有较大的波动变化,所以火力发电厂的发电用煤量在不同时段时也相差很大,加之所用燃煤的品质区别较大,因此需要对火力发电厂的输煤给煤过程进行精确智能的控制和管理。这就要求火力发电厂的输煤给煤控制系统需要具有多样化、灵活化的运行方式,且在不同的现场条件下均可以稳定、可靠、精确的完成输煤给煤操作控制。在这种技术需求背景下,采用传统的继电接触器和人工手动控制的半自动化输煤系统已不能满足现代发电厂的需求。因此,研发一套基于PLC和模糊控制技术的高效的输煤给煤控制系统对于火力发电厂提升生产效率来说是行业的迫切需求,具有十分重要的意义。
　　本文以国华准格尔发电厂实际生产情况为背景,研发了一套基于可编程序控制器(PLC)和上位机组成的控制网络的输煤给煤系统。文章对系统的硬件构成和软件实现做了介绍,并重点论述了模糊控制的控制器设计方法,针对输煤给煤控制系统具有时变性,滞后性等特点,创新性提出了参数自整定Fuzzy-PID方法,并与常规PID进行了对比仿真研究。仿真结果表明:参数自整定Fuzzy-PID相比常规PID控制具有调节时间短、超调量低、稳态误差小等优点,且对对象特性中的参数变化具有很强的适应能力,能够满足系统提出的控制性能指标要求。参数自整定Fuzzy-PID控制方案不仅大大提高了系统的控制精度和自动化水平,而且降低了输煤给煤系统的日常维护工作量和维护成本,具有十分重要的工程应用价值。

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第一章 绪论

1.1 课题的背景与意义

1.2 国内外输煤控制系统的现状

1.3 PLC控制系统的国内外现状

1.4 系统控制方案的发展

1.5 模糊PID控制在国内外的技术发展现状

1.6 本课题研究的主要内容

第二章 给煤控制系统总体设计

2.1 输煤给煤系统的设计

2.2 系统的主要硬件搭建

2.3 系统的先进性和创新性设计

2.4 本章小结

第三章 模糊PID控制理论

3.1 PID控制

3.2 模糊控制技术

3.3 模糊PID控制器的理论基础

3.4 本章小结

第四章 系统建模及参数自整定Fuzzy-PID的设计

4.1 输煤系统简介

4.2 给煤机系统模型的建立

4.3 参数自整定Fuzzy-PID控制器的设计

4.4 参数自整定Fuzzy-PID控制器的MATLAB仿真

4.5 仿真结果分析

4.6 本章小节

第五章 给煤系统PLC控制程序设计

5.1 PLC主控程序整体设计

5.2 给煤系统的控制流程说明

5.3 模糊量化及推理子程序

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

参 考 文 献

致谢

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