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新型锅炉智能PID控制系统的设计分析

2020-09-15冯洁空军军医大学第一附属医院院务处营房组

环球市场 2020年16期
关键词:热汽模糊控制锅炉

冯洁 空军军医大学第一附属医院院务处营房组

新型锅炉智能PID控制系统可以实现对锅炉运作各个过程的智能控制,比如再热汽温、汽包水位、炉膛负压等,除此之外,还可以实施自动检测、实时控制,是一种控制力较强的系统。新型锅炉智能PID控制系统主要是以汉字方式呈现,并且在各个操作环节中会有相应的提示,能够实时记录24小时运行情况。而在软件设计中,以模块化结构为主,满足了不同用户的不同需求,通过常规PID控制与智能控制相互融合的方式,最终形成智能PID控制,再加上抗干扰模块,可以在很大程度上提高了系统的抗干扰能力。

一、新型锅炉智能PID控制系统硬件组成

图1 系统原理图

如(图1)所示,当锅炉水位计、流量计、温度传感器等仪表发出信号后,测试模块会进行接收,由于A/D转换器对电压信号有一定要求,所以,测试模块会将接收到的信号转化为0到lOV的电压信号,而后传送到A/D转换器中。接着A/D转换板为了满足隔离模拟量需求,会运用高速线性光电耦合器[1]。

对于输入信息号的分析、处理过程,主要运用了89C51单片机。当信号被处理后,借助D/A转换实现信号的接受,并进行转换,得到0到lOV的模拟电压信号,而后借助LM324作用,将其放大到0到24V DC,最终传输到控制模块中。在此基础上,结合输出的控制信号,控制系统执行相应工作,同时发出声光报警。在这一操作过程中,处理过的信息会在液晶显示器中反复显示,并着重突出重要参数曲线,可以根据操作人员需求,打印生产指标报表。

二、新型锅炉智能PID控制系统软件设计

对于新型锅炉智能PID控制系统软件设计部分,主要是以模块化结构为主,这样可以促使系统功能形成随意组合,有利于实际使用。其中包含了初始化管理程序、定时中断服务程序、时钟管理程序等。

中断服务程序,主要包含了报警模块、控制算法模块等。在新型锅炉智能PID控制系统中,在常规PID控制基础上,结合智能控制,实现对参数的控制,形成智能PID控制,此种方式非常有利于控制平稳性、准确性的提升。

在智能控制中,模糊控制作为其中重要方式,可以在计算机融合专家经验、推理,促使计算机形成人的思维,进而实现有效控制。对于工业锅炉工作系统而言,其本身就属于非线性的复杂系统,所以,在调节各变量时,可以充分使用模糊控制。PID控制以及模糊控制相互融合作用下,可以在很大程度上提升系统灵活性、促使其更好的适应各种环境, 进而有效提升PID控制精准度。在新型锅炉智能PID控制系统中,主要通过改变烟气挡板位置、喷水减温的方式实现对再热汽温的控制。设再热汽温偏差为,的数值较大时,可以借助判断器判断,实施模糊控制;当小时,运用PID控制器。

(一)模糊控制

(二)智能PID控制

在该结构中,具备性能评价功能,主要目的是可以及时掌握智能控制器性能情况,并实时修正参数。而对于逆对象增量模型,主要是上传修正值△U,促使系统性能评价结果得到控制。

三、新型锅炉智能PID控制系统抗干扰措施

在新型锅炉智能PID控制系统中,为保证该控制系统不受环境影响保证正常运行,设计了一系列抗干扰措施。比如,可以选择绝对跳转指令运用子程序和程序块衔接处;将空操作指令插入到程序中。而在硬件方面:选择开关电源作为主机电源;在输入与输出方式上运用光电隔离措施;合理配置接地系统,以此来避免出现共态干扰。除此之外,可以充分运用“看门狗”电路,促使单片机在实际运作过程中,如果遭受强干扰,可以立即恢复工作,保证系统运行安全性、可靠性。

四、结语

总而言之,通过新型锅炉智能PID控制系统的运用,可以实现对锅炉生产过程的智能控制。能够在很大程度上帮助锅炉操作人员提升工作成效,结合实际需求,随时对生产过程进行在线干预。在实践运行、调试过程中,充分体现新型锅炉智能PID控制系统设计合理,突显出较高的可靠性,同时在维护维修方面也非常方便,具有较强适应性,可以满足不同环境下的使用,值得推广使用。

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