从控制功能上看www.cechina.cn,DCS系统解决了常规对象的控制问题,而对于复杂的被控对象,其不确定性、非线性以及非精确性对于DCS控制系统和对生产工艺及设备知之不多的自动化工程师是一个难题,而专家优化系统可以解决这一问题。专家优化系统是由生产工艺专家、生产设备专家和自动化控制专家共同研发的,是融入了专家经验和现代控制技术的智能系统,专家优化控制系统包括专家控制、多模式控制和自校正PID控制等工作方式。
Industrial IT控制系统
Industrial IT是ABB公司的控制系统,它使工业技术和信息技术相结合,构建了以属性目标平台为基础的、开放的应用系统。Industrial IT不仅提供控制功能控制工程网版权所有,而且是贯穿企业生产、管理、决策等行为的工作平台。
Industrial IT的系统结构参见Industrial IT系统结构图(见图1)。
图1: Industrial IT系统结构图
根据专家优化系统对Industrial IT系统硬件要求的不同CONTROL ENGINEERING China版权所有,专家优化系统可以完全集成到Industrial IT系统的硬件之中,把优化程序集成到控制器中,利用工程师站及操作员站进行组态、调试和操作;专家优化系统也可以独立配置一套SERVER/CLIENT结构,增加一个Application Server作为专家优化系统的服务器,增加几台Workplace作为专家优化系统的工作站。ACC系统和EO系统是两套应用于不同过程控制的专家优化系统,ACC系统完全集成到Industrial IT控制系统之中进行工作;EO系统独立配置一套SERVER/CLIENT硬件结构。
自动燃烧控制系统(ACC)
自动燃烧控制系统(ACC)是由TAKUMA公司为炉排式垃圾燃烧炉的控制而研制的燃烧优化控制系统,其目的是保持燃烧稳定、高效利用能源。自动燃烧控制系统(ACC)的主要任务是获得稳定的蒸汽量,同时,严格控制废气中的氧含量,需要同时调节一次风量、二次风量、喂料速度和炉排速度。
自动燃烧控制系统(ACC)由蒸汽流量控制子系统、炉排速度控制子系统、燃烧用空气流量控制子系统和氧含量控制子系统构成。
蒸汽流量控制子系统
垃圾燃料的质量即其卡路里含量受时间和季节的影响很大,燃烧过程中通过调节燃烧用空气流量以及每段炉排的速度来减小垃圾燃料热量的波动,稳定炉膛温度、蒸汽流量、日处理垃圾数量并控制飞灰质量。
蒸汽流量控制可以通过最小化燃烧波动的方法来实现,当垃圾燃料热值变化时,要求投入适量的燃烧用空气到炉膛,同时保证适量的垃圾燃料在燃烧区域。
目标蒸汽流量是由操作员设定的,燃烧用空气流量的计算是在设定目标蒸汽流量值和目标氧含量值的基础上自动计算出来的。然后,根据蒸汽流量值、燃烧用空气流量值计算出炉排速度值。
因此,蒸汽流量控制是通过炉排速度控制和燃烧用空气流量控制来实现的。
炉排速度控制
炉排速度的控制有手动方式和自动方式,在手动方式下,操作员可以直接设定速度。在自动方式下,目标速度的设定来自于ACC程序。在完成调试之后,每段炉排的速度基本上是不变的,其整定值在调试期间确定。
燃烧段炉排的速度是根据目标蒸汽流量和实际流量与目标流量的偏差校正计算之后得到的。另外,该速度也受控于空气与燃料之比和燃尽段传感器的测量值。
燃烧段炉排的燃烧波动是由专用传感器检测的,如果燃尽段的燃烧波动是由于垃圾燃料质量的大幅度变化或由于其他极端条件引起的,为防止增加未燃尽的垃圾量www.cechina.cn,燃烧炉排的速度将被减慢。
干燥段炉排的速度基本上与燃烧段炉排的速度成正比例,同时也受垃圾料层厚度值的修正CONTROL ENGINEERING China版权所有,垃圾料位开关位于燃烧段的上部,用于检测垃圾层厚度,同时用于校对干燥段炉排的速度,保证料层厚度不变。
进料器速度基本上与干燥段炉排的速度成正比例,同时也受料层厚度修正。
ACC不控制燃尽段的炉排速度。其速度是一个常量值,并且操作员可以根据飞灰条件改变该值。
燃烧用空气流量控制子系统
必要的燃烧用空气流量是根据目标蒸汽流量和规定的氧含量值计算得到的。一次风和二次风被适当地分配到每一个炉排。其分配比例在调试整定之后基本不变。燃烧用空气流量的控制有手动方式、自动方式以及串级控制方式。操作员在手动方式下可以直接打开控制空气的挡板到一定位置;在自动控制方式下,操作员可以根据目标流量控制空气流量为一个常量;在串级控制方式下,目标空气流量值由ACC设定。二次风空气流量通过含氧量和炉膛烟气温度值进行补偿。
ACC系统与Industrial IT控制器的集成
图2为Industrial IT系统组态的界