曹乃琰

【摘 要】火電廠是重要的電力生產(chǎn)單位，將智能控制技術(shù)應(yīng)用到火電廠熱工自動(dòng)化中，能夠有效改善傳統(tǒng)控制系統(tǒng)存在的漏洞，提升熱工自動(dòng)化的管理效率和質(zhì)量。論文對(duì)常見(jiàn)的智能控制技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，并探討了智能控制在火電廠熱工自動(dòng)化中的具體應(yīng)用。

【Abstract】 Thermal power plant is an important power production unit. The application of intelligent control technology to thermal automation of thermal power plant can effectively improve the loopholes of traditional control system and improve the management efficiency and quality of thermal automation. This paper analyzes the common intelligent control technology and discusses the application of intelligent control in thermal automation of thermal power plants.

【關(guān)鍵詞】智能控制;火電廠;熱工自動(dòng)化;應(yīng)用

【Keywords】 intelligent control; thermal power plant; thermal automation; application

【中圖分類號(hào)】TM621? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）05-0182-02

1 引言

火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，涉及多種設(shè)備，具有非線性、無(wú)規(guī)律、不易控制等特點(diǎn)，因此，無(wú)法有效建立相關(guān)的線性函數(shù)模型。PID雖然是火電廠控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多的一種模型，但是容易受到多種因素的影響，整定效果并不理想，同時(shí)在參數(shù)設(shè)定方面也缺乏一定的規(guī)范性，難以滿足火電廠熱工自動(dòng)化的控制要求。而智能控制作為一種全新的高新控制技術(shù)，在火電廠熱工自動(dòng)化中具有良好的應(yīng)用效果。智能控制技術(shù)具有多樣化、開(kāi)放化等特點(diǎn)，能夠針對(duì)控制對(duì)象的多樣性、不確定性等采取合適的方法進(jìn)行控制。

2 智能控制簡(jiǎn)析

2.1 模糊控制

模糊控制主要是模仿人的思維方式，通過(guò)模糊推理的辦法，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的控制。模糊控制主要借助模糊數(shù)學(xué)和模糊語(yǔ)言的表達(dá)形式，根據(jù)模糊推理的基本原則，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)模糊控制。模糊控制系統(tǒng)具有完整的循環(huán)控制結(jié)構(gòu)，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，無(wú)需構(gòu)建精確的數(shù)學(xué)模型，操作人員可以根據(jù)控制經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的操作數(shù)據(jù)進(jìn)行控制;第二，具有較強(qiáng)的魯棒性，能夠有效解決傳統(tǒng)控制模式的非線性、時(shí)滯和時(shí)變系統(tǒng)的控制問(wèn)題;第三，推理過(guò)程模仿人的思維方式處理控制問(wèn)題，對(duì)數(shù)據(jù)精度要求低，適用于復(fù)雜系統(tǒng)的控制。

2.2 專家控制

專家控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了控制理論、技術(shù)與專家系統(tǒng)理論、技術(shù)的有效結(jié)合，在實(shí)際應(yīng)用中，專家控制技術(shù)可以模擬專家思維，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的智能化控制。專家控制技術(shù)主要涉及兩部分結(jié)構(gòu)，即專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、推理結(jié)構(gòu)，專家控制的過(guò)程就是從專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)選取知識(shí)，然后放到推理結(jié)構(gòu)中，根據(jù)某一邏輯原則展開(kāi)推理，從而對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)有效控制。專家控制的優(yōu)點(diǎn)變現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：靈活性強(qiáng)，可以自主選擇控制率進(jìn)行控制，能夠設(shè)置可調(diào)整、易控制的參數(shù);穩(wěn)定性強(qiáng)，就算控制條件不理想，例如偏差量大或者非線性環(huán)境，都可以維持良好的控制穩(wěn)定性。

2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制主要是模擬人類大腦的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，根據(jù)神經(jīng)元的傳導(dǎo)方式，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的有效聯(lián)系和傳播。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制主要是基于神經(jīng)元的權(quán)值分布和聯(lián)絡(luò)構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)直接或間接的校正控制和預(yù)測(cè)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能控制目標(biāo)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是一種非線性模型，合理的模型設(shè)置可以有效解決各類非線性問(wèn)題，取得良好的控制效果，同時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多項(xiàng)數(shù)據(jù)的同時(shí)控制，例如同時(shí)輸入和輸出多個(gè)信號(hào)，具有較高的容錯(cuò)率，能夠提高系統(tǒng)的控制效率。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制具有較強(qiáng)的記憶、存儲(chǔ)功能，能夠?qū)μ幚磉^(guò)的信息進(jìn)行自動(dòng)的記錄，為之后控制提供參考。

3 智能控制在火電廠熱工自動(dòng)化的應(yīng)用

3.1 鍋爐燃燒過(guò)程控制

在火電廠熱工自動(dòng)化中，鍋爐燃燒系統(tǒng)屬于一種波動(dòng)頻繁、控制復(fù)雜的系統(tǒng)，可以應(yīng)用專家控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)其的有效控制[1]。專家控制技術(shù)利用推理結(jié)構(gòu)進(jìn)行正向推理，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行逐次判斷，其中，鍋爐燃燒過(guò)程包括的數(shù)據(jù)庫(kù)主要有煤量調(diào)節(jié)子集、送風(fēng)調(diào)節(jié)子集、工況判斷子集、故障診斷子集等。應(yīng)用模擬控制方法，有效避免系統(tǒng)的不確定性控制問(wèn)題，提高鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與控制效率。

3.2 鍋爐過(guò)熱氣溫控制

過(guò)熱氣溫控制是鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，一般采用冷卻水循環(huán)降溫實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)，但是這種控制系統(tǒng)具有一定的時(shí)滯性和動(dòng)態(tài)性，針對(duì)這一問(wèn)題，可以采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的智能控制技術(shù)，改善系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)的適應(yīng)能力和抗干擾能力，及時(shí)調(diào)整機(jī)組的參數(shù)，提升火電廠過(guò)熱氣溫控制效果。

3.3 鍋爐給水全程控制

火電廠熱工自動(dòng)化采用給水全程控制系統(tǒng)來(lái)保障鍋爐的正常供水，但是在鍋爐啟動(dòng)或停止的過(guò)程中，給水控制系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)較大的非線性和時(shí)變性問(wèn)題，無(wú)法通過(guò)建立精確的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析和控制[2]。這時(shí)候就可以采用智能控制技術(shù)，目前已研究出了一種模糊自適應(yīng)PID控制器，主要由多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，在鍋爐給水全程的控制中，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)能力來(lái)在線提取和優(yōu)化模糊控制規(guī)則，優(yōu)化控制器隸屬度函數(shù)，采用模糊推理的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)Ki、Kp和Kd的在線自整定，切實(shí)提高了鍋爐給水控制系統(tǒng)的可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，智能控制在火電廠熱工自動(dòng)化應(yīng)用中取得了良好的控制效果，主要體現(xiàn)在鍋爐燃燒過(guò)程控制、鍋爐過(guò)熱氣溫控制、鍋爐給水全程控制等方面。隨著科技的進(jìn)步，智能控制技術(shù)將得到進(jìn)一步的完善和應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張衛(wèi)寧.智能控制及其在火電廠熱工自動(dòng)化的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（13）：162-163.

【2】黃星宇，常龍，杜志方.智能控制在火電廠熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用探究[J].機(jī)電信息，2016（27）：29+32.