火电厂化学水处理控制系统设计与开发

论文摘要

论文设计的是一套面向火电厂化学水的控制系统。由于水在火力发电的生产过程中担负着传递能量和冷却介质的作用,因此在发电过程中,化学水处理占有十分重要的地位。它们安全、可靠、高效的运行,对火力发电厂中的锅炉、汽机等设备的安全性能及其使用寿命有重大的影响。因此,对火电厂化学水处理系统的研究一直受到有关专家和厂家的高度重视。本文结合铁岭发电厂化学水系统项目的改造,论述了电厂化学水自动控制系统的设计和基于工控组态软件的计算机监控系统的设计。论文首先分析了电厂化学水处理工艺流程,按控制系统要求给出了控制设计方案。分别设计了整个控制系统的4个子系统,包括预处理消防水系统、补给水系统、中和池系统和凝结水系统,每个子系统都是一套独立的PLC控制系统。采用CX-Programmer编程软件分别编制了各个子系统的控制程序。采用工业以太网技术,将各个子系统连接在一起,构成了水处理局域网。采用InTouch软件工具,开发了上位机监控人机交互界面。上位监控画面主要包括各子系统监视画面、趋势画面、报警画面和辅助画面等,给出了各交互界面的功能描述。针对火电厂加药过程的复杂性,较大的迟延性及难以确切描述的非线性,提出了基于模糊控制技术的智能控制策略。通过现场实际采集的历史数据,对系统进行仿真分析。结果表明这种新的控制策略可以很好地处理PH中和过程的非线性和滞后性问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究内容及现实意义
• 1.3 火电厂化学水处理控制系统研究现状与发展动态
• 1.4 火电厂化学水处理控制系统工艺简介
• 1.5 论文主要工作
• 第2章 化学水处理控制系统总体方案设计
• 2.1 化学水处理控制系统设计思想
• 2.1.1 铁岭电厂化学水处理控制系统现状
• 2.1.2 化学水处理控制系统方案
• 2.1.3 化学水处理控制系统的主要功能
• 2.2 所需系统软件平台结构
• 2.2.1 PLC编程软件
• 2.2.2 监控软件
• 2.2.3 通讯软件
• 2.3 小结
• 第3章 化学水处理控制系统的硬件设计
• 3.1 上位机硬件设计
• 3.2 PLC的选型及模块配置
• 3.2.1 下位机PLC的选型
• 3.2.2 PLC的模块配置
• 3.3 小结
• 第4章 化学水处理监控系统开发
• 4.1 化学水处理监控系统的技术要求
• 4.2 化学水处理监控系统的设计方法
• 4.3 化学水处理监控系统设计与实现
• 4.3.1 监控画面组成
• 4.3.2 监控系统功能实现
• 4.3.3 监控画面应用效果
• 4.4 小结
• 第5章 化学水处理控制系统下位机程序设计
• 5.1 混床自动控制程序设计
• 5.2 混床控制及阀门开关状态设计
• 5.3 运行调试
• 5.4 小结
• 第6章 加药系统智能控制策略研究
• 6.1 加药过程分析
• 6.2 时滞系统控制策略研究
• 6.2.1 大林控制算法
• 6.2.2 Smith控制算法
• 6.3 加药系统模糊控制理论研究
• 6.3.1 模糊控制基本原理
• 6.3.2 模糊自适应理论基础
• 6.4 模糊自适应控制在加药系统中的应用
• 6.4.1 模糊自适应PID控制器的设计
• 6.4.2 系统仿真与分析
• 6.5 小结
• 第7章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文