Устройство для регулирования температуры пара котлоагрегата

 

Устройство предназначено для автоматического регулирования температуры пара котлоагрегата. Устройство содержит задатчик, блок суммирования, состоящий из двух сумматоров, регулятор, опережающий участок, инерционный участок, демпфер, первый дифференциатор, второй дифференциатор. При этом вход первого сумматора связан с выходом задатчика и выходами инерционного участка и демпфера, вход второго сумматора связан с выходом первого сумматора, выход первого сумматора подключен к входу второго дифференциатора. В устройство введен нечеткий корректирующий элемент, выход которого связан с входом второго сумматора, первый вход - с выходом первого сумматора, а второй вход подключен к выходу второго дифференциатора. Такое выполнение устройства позволит повысить динамическую точность системы регулирования. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и теплотехнике, преимущественно предназначено для автоматического регулирования температуры пара котлоагрегата.

Известно устройство для регулирования температуры пара котлоагрегата, содержащее задатчик, блок суммирования, состоящий из двух сумматоров, регулятор, опережающий участок, инерционный участок, демпфер, первый дифференциатор, блок формирования динамического задания, второй дифференциатор, умножитель, интегратор, где для обеспечения более высокой чувствительности системы к ошибке и характеру ее изменения осуществлена динамическая коррекция, при которой выход первого сумматора подключен к входам второго дифференциатора и умножителя, выход которого через интегратор подключен к входу второго сумматора, при этом умножитель связан с выходом второго дифференциатора (Патент РФ N 2044215, F 22 G 5/00, публ. 20.09.95). Недостаток этого устройства в том, что динамическая точность регулирования снижается при быстрых изменениях возмущающих воздействий.

Технический результат заявляемого устройства заключается в повышении динамической точности системы регулирования.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство, содержащее задатчик, блок суммирования, состоящий из двух сумматоров, регулятор, опережающий участок, инерционный участок, демпфер, первый дифференциатор, второй дифференциатор, при этом вход первого сумматора связан с выходом задатчика и выходами инерционного участка и демпфера, вход второго сумматора связан с выходом первого сумматора, выход первого сумматора подключен к входу второго дифференциатора, дополнительно введен нечеткий корректирующий элемент, выход которого связан с входом второго сумматора, первый вход - с выходом первого сумматора, а второй вход подключен к выходу второго дифференциатора.

Введенный элемент представляет собой нечеткий логический контроллер, включенный на параллельную коррекцию входного сигнала регулятора. Нечеткий логический контроллер использует программный нечеткий интерфейс по принципу Мамдани, содержащий две входные переменные, одну выходную переменную и набор управляющих правил. Количество термов для каждой переменной одинаково. Области определения термов выбраны с учетом технологических особенностей объекта регулирования. Функции принадлежности для всех переменных имеют стандартную форму с равномерным перекрытием соседних термов. Принцип применения нечеткого логического "И" организован по методу минимума. Импликация проведена методом минимума. Агрегация проведена методом максимума. Дефаззификация проведена методом центроида.

Нечеткий корректирующий элемент позволяет формировать функциональную зависимость входного сигнала регулятора от ошибки регулирования и скорости ее изменения. Сформированный устройством корректирующий сигнал функционально связан с величиной возмущения, что, в конечном итоге, повышает быстродействие системы.

На фиг. 1 представлены графики переходных процессов температуры перегретого пара (t) при возмущении расходом пара, где 1 - график переходного процесса некорректированной системы, 2 - с учетом коррекции. Устройство с корректирующим элементом имеет большее быстродействие, что уменьшает динамическую ошибку.

На фиг. 2 изображена структурная схема предложенного устройства регулирования.

Выходной сигнал задатчика 1 подключен к первому входу первого сумматора 2, выход которого подключен к первому входу второго сумматора 3, к входу второго дифференциатора 9 и к первому входу нечеткого корректирующего элемента 10. Выход второго дифференциатора 9 подключен ко второму входу нечеткого корректирующего элемента 10, выход которого подключен на второй вход второго сумматора 3. Выход второго сумматора 3 подключен на вход регулятора 4, выход которого подключен на вход опережающего участка 5. Выход опережающего участка 5 подключен к входу инерционного участка 6, к входу первого дифференциатора 8, выход которого подключен на вход демпфера 7. Выход демпфера 7 подключен на третий вход первого сумматора 2. Выход инерционного участка 6 подключен на второй вход первого сумматора 2.

Задатчик 1 формирует сигнал, величина которого пропорциональна желаемой величине температуры пара котлоагрегата.

Блок суммирования состоит из первого сумматора 2 (с тремя входами) и второго сумматора 3 (с двумя входами).

Регулятор 4 формирует регулирующее воздействие из критерия минимума среднеквадратичной ошибки.

Выходной сигнал инерционного участка 6 соответствует величине температуры пара на выходе пароперегревателя и воздействует на расход охлаждающей воды. Дополнительный сигнал с выхода опережающего участка 5 соответствует температуре пара в промежуточной точке непосредственно за пароохладителем, изменение которого определяется дифференциатором 8 и через демпфер 7 передается в блок суммирования для упреждения изменения температуры на выходе пароперегревателя при изменении энтальпии частично перегретого пара.

К возмущающим воздействиям относятся изменения расхода потребляемого пара и изменение количества теплоты, воспринимаемой паром в трубопроводах от топочных газов. Возмущающие воздействия частично компенсируются нечетким корректирующим элементом.

В статическом режиме выходная величина температуры пара соответствует сигналу с выхода задатчика 1. Сигнал с выхода нечеткого корректирующего элемента равен нулю. Нагрузка постоянна.

Измененное задание расхода пара на входе системы подачи тепловой нагрузки вызывает ее изменение, которое происходит с задержкой. Сигнал регулирования температуры корректируется с упреждением.

Для компенсации возмущающих воздействий выходной сигнал первого сумматора 2 дифференцируется дифференциатором 9 и поступает на второй вход введенного нечеткого корректирующего элемента 10, на первый вход которого поступает выходной сигнал первого сумматора 2. Нечеткий корректирующий элемент 10 подает на вход второго сумматора 3 корректирующий сигнал, который формируется в результате логико-лингвистических преобразований информации об ошибке регулирования и скорости ее изменения.

Если сигнал ошибки с выхода первого сумматора положительный и возрастает, то корректирующий сигнал положительный, а величина его пропорциональна величине скорости изменения ошибки. Если положительный сигнал ошибки уменьшается, то корректирующий сигнал нулевой. Если сигнал ошибки отрицательный и возрастает по абсолютной величине, то корректирующий сигнал отрицательный, а величина его пропорциональна величине скорости изменения ошибки. Если отрицательный сигнал ошибки уменьшается по абсолютной величине, то корректирующий сигнал нулевой.

Таким образом обеспечивается повышение быстродействия регулирующего воздействия и плавность изменения регулируемой величины вблизи заданного значения при изменении возмущающих воздействий быстрыми темпами.

Это повышает экономичность работы турбины и энергоблока в целом, принося экономический эффект.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры пара котлоагрегата, содержащее задатчик, блок суммирования, состоящий из двух сумматоров, регулятор, опережающий участок, инерционный участок, демпфер, первый дифференциатор, второй дифференциатор, при этом вход первого сумматора связан с выходом задатчика и выходами инерционного участка и демпфера, вход второго сумматора связан с выходом первого сумматора, выход первого сумматора подключен к входу второго дифференциатора, отличающееся тем, что введен нечеткий корректирующий элемент, выход которого связан с входом второго сумматора, первый вход - с выходом первого сумматора, а второй вход подключен к выходу второго дифференциатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2