Автоматизація процесів керування прямоточними котлоагрегатами з врахуванням технологічних обмежень
Вантажиться...
Дата
2011
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 – Автоматизація процесів керування. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2011.
Дисертацію присвячено питанням створення автоматизованої системи керування з врахуванням обмежень.
У дисертаційній роботі висвітлені наступні проблеми: доведена необхідність врахування обмежень на керуючі та керовані сигнали в алгоритмах керування; запропоновані нелінійні структурні рішення, в основі яких типові локальні системи керування з можливістю введення технологічних обмежень; запропонований розрахунок локальних нелінійних систем регулювання з врахуванням обмежень; розроблена методика врахування обмежень при синтезі багатоконтурних систем керування; визначені формули розрахунку додаткових параметрів налаштування в запропонованих алгоритмах керування; досліджені питання абсолютної стійкості запропонованих рішень; розроблена система керування температурою за ходом водопарового тракту прямоточного котлоагрегату з врахуванням технологічних обмежень.
Запропоновано в двозв’язній системі керування тепловим навантаженням і температурним режимом використовувати нелінійне структурне рішення з розробленими алгоритмами, що дозволяє змінювати витрату палива відповідно до завдання за тепловим навантаженням таким чином, щоб забезпечити значення температури робочого середовища в ВРЧ в заданому технологічному діапазоні.
Результати роботи пройшли дослідно-промислові випробування та прийняті для реалізації на Трипільській ГРЕС, а також розроблені алгоритмічні рішення використовуються в програмному забезпеченні контролера S7586-XX ТОВ «Нейро Сістем».
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.07 – Автоматизация процессов управления. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2011. Диссертация посвящена повышению эффективности функционирования энергоблоков ТЭС с прямоточными котлоагрегатами путем создания автоматизированной системы управления с учетом ограничений. Научная новизна работы заключается в получении новых научно-обоснованных результатов для решения актуальной проблемы, которая заключается в разработке решений по учету ограничений на регулирующие и регулируемые переменные в алгоритмах локальных систем управления прямоточным котлоагрегатом: впервые исследована возможность расчета нелинейных систем регулирования с учетом технологических ограничений для прямоточного котлоагрегата; впервые предложены структурные решения по усовершенствованию систем регулирования температуры рабочей среды по ходу водопарового тракта котлоагрегата с возможностью введения постоянных и переменных ограничений на температуру; разработана методика учета ограничений в локальных системах управления прямоточным котлоагрегатом; определены формулы расчета дополнительных параметров для алгоритмов управления на базе модифицированных ПИ и ПИД законов, которые отличаются от стандартных формированием пропорциональной и дифференциальной составляющих по регулируемым переменным с реализацией алгоритма компенсации интегрального насыщения. В результате исследований выявлено, что в действующих системах управления прямоточными котлоагрегатами учет технологических ограничений реализуется на уровне защит, которые срабатывают мгновенно или с выдержкой во времени, но в самих алгоритмах управления меры по предотвращению выхода переменных за пределы допустимого диапазона в процессе регулирования не предусмотрены. На основе анализа существующих проблем, обусловленных выходом регулирующих органов на предельные положения, предложено использовать в качестве закона управления модификации ПИ и ПИД алгоритмов. От стандартных они отличаются формированием пропорциональной и дифференциальной составляющих по регулируемым переменным и реализуют компенсацию интегрального насыщения путем изменения постоянной интегрирования, если управляющий сигнал находится на предельном значении рабочего диапазона. В предложенных алгоритмах появился дополнительный параметр настройки, для которого были определены формулы расчета, которые обеспечивают абсолютную устойчивость нелинейных систем управления с учетом технологических ограничений для основных контуров прямоточного котлоагрегата. 19 Разработана методика учета технологических ограничений в процедуре синтеза многоконтурных типовых систем управления основными технологическими переменными прямоточного котлоагрегата, которую можно использовать как в рамках малозатратной модернизации, так и при проектировании автоматизированной системы управления. Определение дополнительных параметров настройки в предложенных алгоритмах проводилось с помощью анализа абсолютной устойчивости нелинейной системы с учетом технологических ограничений по круговому критерию. Предложено нелинейное структурное решение с разработанными алгоритмами для системы управления температурой первичного пара с учетом технологического диапазона на температуру пара после пароохладителя, которая позволяет повысить качество регулирования за счет более плавного и точного изменения температуры в пароперегревателе. Предложено в двухсвязной системе управления тепловой нагрузкой и температурним режимом использовать нелинейное структурное решение с разработанными алгоритмами, которое позволяет изменять расход топлива в соответствии с заданием тепловой нагрузки таким образом, чтобы обеспечить значение температуры рабочей среды в рассечке верхней радиационной части в заданном технологическом диапазоне. Модельные и опытно-промышленные испытания показали, что применение структурных и алгоритмических решений по учету ограничений в алгоритмах управления основными технологическими переменными прямоточного котлоагрегата существенно улучшает качество переходных процессов, уменьшает количество включений исполнительного механизма, повышает надежность и экономичность оборудования и системы управления. Результаты работы прошли опытно-промышленные испытания и приняты для реализации на Трипольской ГРЭС, а также разработанные алгоритмические решения используются в программном обеспечении контроллера S7586-XX «Нейро Систем».
Dissertation for a candidate degree by specialty 05.13.07 - Automation of control processes. National Technical University of Ukraine ―Kyiv Polytechnic Institute‖. In the dissertation was considered the folowing problems: the necessity of taking in account constraints on control and output signals into the control algorithms; it was proposed nonlinear structural solutions, based on typical local control systems, with the possibility of using technological constraints; it was proposed design of local nonlinear control systems with regard to restrictions of the limitations in synthesis of the multiloop control systems with the proposed control algorithms; it was investigated the problems of absolute stability of all nonlinear solutions; it has developed a system of temperature control along the path water-steam boiler direct flow, taking into account technological constraints. It was proposed in MIMO system of heat load and temperature control to use a nonlinear structural solution based on the developed algorithms which are providing a possibility to change the fuel input according to the reference of the heat load to keep the steam temperature in the crosscut in the upper radiation section of a boiler in the given technology range.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.07 – Автоматизация процессов управления. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2011. Диссертация посвящена повышению эффективности функционирования энергоблоков ТЭС с прямоточными котлоагрегатами путем создания автоматизированной системы управления с учетом ограничений. Научная новизна работы заключается в получении новых научно-обоснованных результатов для решения актуальной проблемы, которая заключается в разработке решений по учету ограничений на регулирующие и регулируемые переменные в алгоритмах локальных систем управления прямоточным котлоагрегатом: впервые исследована возможность расчета нелинейных систем регулирования с учетом технологических ограничений для прямоточного котлоагрегата; впервые предложены структурные решения по усовершенствованию систем регулирования температуры рабочей среды по ходу водопарового тракта котлоагрегата с возможностью введения постоянных и переменных ограничений на температуру; разработана методика учета ограничений в локальных системах управления прямоточным котлоагрегатом; определены формулы расчета дополнительных параметров для алгоритмов управления на базе модифицированных ПИ и ПИД законов, которые отличаются от стандартных формированием пропорциональной и дифференциальной составляющих по регулируемым переменным с реализацией алгоритма компенсации интегрального насыщения. В результате исследований выявлено, что в действующих системах управления прямоточными котлоагрегатами учет технологических ограничений реализуется на уровне защит, которые срабатывают мгновенно или с выдержкой во времени, но в самих алгоритмах управления меры по предотвращению выхода переменных за пределы допустимого диапазона в процессе регулирования не предусмотрены. На основе анализа существующих проблем, обусловленных выходом регулирующих органов на предельные положения, предложено использовать в качестве закона управления модификации ПИ и ПИД алгоритмов. От стандартных они отличаются формированием пропорциональной и дифференциальной составляющих по регулируемым переменным и реализуют компенсацию интегрального насыщения путем изменения постоянной интегрирования, если управляющий сигнал находится на предельном значении рабочего диапазона. В предложенных алгоритмах появился дополнительный параметр настройки, для которого были определены формулы расчета, которые обеспечивают абсолютную устойчивость нелинейных систем управления с учетом технологических ограничений для основных контуров прямоточного котлоагрегата. 19 Разработана методика учета технологических ограничений в процедуре синтеза многоконтурных типовых систем управления основными технологическими переменными прямоточного котлоагрегата, которую можно использовать как в рамках малозатратной модернизации, так и при проектировании автоматизированной системы управления. Определение дополнительных параметров настройки в предложенных алгоритмах проводилось с помощью анализа абсолютной устойчивости нелинейной системы с учетом технологических ограничений по круговому критерию. Предложено нелинейное структурное решение с разработанными алгоритмами для системы управления температурой первичного пара с учетом технологического диапазона на температуру пара после пароохладителя, которая позволяет повысить качество регулирования за счет более плавного и точного изменения температуры в пароперегревателе. Предложено в двухсвязной системе управления тепловой нагрузкой и температурним режимом использовать нелинейное структурное решение с разработанными алгоритмами, которое позволяет изменять расход топлива в соответствии с заданием тепловой нагрузки таким образом, чтобы обеспечить значение температуры рабочей среды в рассечке верхней радиационной части в заданном технологическом диапазоне. Модельные и опытно-промышленные испытания показали, что применение структурных и алгоритмических решений по учету ограничений в алгоритмах управления основными технологическими переменными прямоточного котлоагрегата существенно улучшает качество переходных процессов, уменьшает количество включений исполнительного механизма, повышает надежность и экономичность оборудования и системы управления. Результаты работы прошли опытно-промышленные испытания и приняты для реализации на Трипольской ГРЭС, а также разработанные алгоритмические решения используются в программном обеспечении контроллера S7586-XX «Нейро Систем».
Dissertation for a candidate degree by specialty 05.13.07 - Automation of control processes. National Technical University of Ukraine ―Kyiv Polytechnic Institute‖. In the dissertation was considered the folowing problems: the necessity of taking in account constraints on control and output signals into the control algorithms; it was proposed nonlinear structural solutions, based on typical local control systems, with the possibility of using technological constraints; it was proposed design of local nonlinear control systems with regard to restrictions of the limitations in synthesis of the multiloop control systems with the proposed control algorithms; it was investigated the problems of absolute stability of all nonlinear solutions; it has developed a system of temperature control along the path water-steam boiler direct flow, taking into account technological constraints. It was proposed in MIMO system of heat load and temperature control to use a nonlinear structural solution based on the developed algorithms which are providing a possibility to change the fuel input according to the reference of the heat load to keep the steam temperature in the crosscut in the upper radiation section of a boiler in the given technology range.