换热机组智能控制装置的研究

论文摘要

我国北方广大地区,冬季供暖需要消耗大量的能源,而且如果处理不当还会造成严重的环境污染。为了解决这些问题,在许多大中城市都采用了集中供热的方式。换热站是集中供暖系统中最重要的环节之一,实现换热站的自动控制,对节约能源,降低环境污染具有重要意义。本文通过对现场采集的大量数据进行分析,总结出供暖系统的热负荷随着室外气象条件的变化而不断变化的规律。即大气温度偏高时,供暖热负荷就应偏低;相应的当大气温度偏低时,供暖热负荷就应偏高。这一规律为供暖系统运行调节提供了主要依据。目前换热站控制基本上都采用了经验控制法,有的采用经验控制法为主,室外温度补偿控制为辅的控制方法,室外温度经验控制法很多都采用了供回水温度等温差控制法。由于等温差控制法有许多不足,本文提出了供回水温度分阶段等温差控制法,并给出了理论依据,此方法不仅可以弥补等温差控制法的许多不足之处,而且可以根据现场实际情况及时优化供回水温度控制规律,得到更好的控制效果,而且此方法可以直接作为换热站主要的控制方法。为了根据现场实际情况及时优化供回水温度控制规律,本文还开发以Visual Basic 6.0软件为工具的数据管理系统控制界面,即现场数据采集与显示控件界面、数据处理及规律优化控件界面、在线参数修改控件界面,实现了现场数据的采集、显示、供回水温度控制规律优化和各个参数的在线修改等功能。本文还简要介绍了模糊PID的原理,模糊PID控制器的设计过程,以及智能控制器的硬件电路部分和软件部分,并对各个部分的功能和作用进行了简要说明。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 论文的研究背景及意义
• 1.2 目前发展现状
• 1.2.1 国外发展现状
• 1.2.2 国内发展现状
• 1.3 换热站供热系统简介
• 1.3.1 集中供热系统概述
• 1.3.2 换热站控制系统
• 1.3.3 换热站换热机组配置及运行的发展趋势
• 1.4 论文任务及主要内容
• 2 换热站供暖系统的运行调节
• 2.1 供暖系统运行调节的意义
• 2.2 供暖系统运行调节的数学模型
• 2.3 供暖系统运行的几种调节方式
• 2.4 大流量运行的利弊
• 2.5 本章小结
• 3 换热站供暖系统的控制规律及控制方法
• 3.1 现场采集的数据及分析
• 3.2 控制供回水温度规律及方法的改进
• 3.2.1 供回水温度的等温差控制法
• 3.2.2 供回水温度的等温差控制法的改进
• 3.2.3 分阶段等温差控制法的控制过程
• 3.3 供回水温度控制规律的优化方法
• 3.3.1 优化方法的理论依据
• 3.3.2 优化方法的实例分析
• 3.4 本章小结
• 4 换热站供回水温度控制的实现
• 4.1 模糊PID 算法原理
• 4.1.1 模糊PID 控制器设计
• 4.1.2 换热机组模型的MATLAB 仿真
• 4.2 硬件设计
• 4.2.1 换热站智能控制系统主电路
• 4.2.2 换热站智能控制系统控制电路
• 4.3 软件设计
• 4.3.1 数据采集处理及报警
• 4.3.2 模糊PID 运算
• 4.3.3 压力控制
• 4.4 本章小结
• 5 控制算法模块的开发
• 5.1 系统控制界面设计软件—Visual Basic 6.0
• 5.2 MSComm 控件
• 5.3 控制规律算法模块的开发
• 5.3.1 现场数据采集与显示控制界面
• 5.3.2 数据处理及规律优化控件界面
• 5.3.3 参数修改控件界面
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 参考文献
• 附录A 电路原理图
• 在学研究成果
• 致谢