先進(jìn)控制策略在火電廠熱工控制中的應(yīng)用研究

趙鍇

（西安和利時(shí)系統(tǒng)工程有限公司，陜西 西安710000）

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)下，人們的用電需求上升到了全新的高度，而且對(duì)熱工控制的穩(wěn)定和安全性也提出了較高的要求，這已經(jīng)成為了火電廠企業(yè)共同關(guān)注的話題之一。在火電廠熱工控制方面，要想確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行，要制定出切實(shí)可行的先進(jìn)控制策略，與火電廠的熱工控制需求相符，將智能化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值發(fā)揮出來(lái)，確?；痣姀S熱工控制效果的穩(wěn)步提升，實(shí)現(xiàn)火電廠運(yùn)行安全性目標(biāo)。

1 先進(jìn)控制策略在火電廠熱工控制中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 有助于不斷擴(kuò)展管理信息系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，先進(jìn)的自動(dòng)化控制策略，主要得益于網(wǎng)絡(luò)和控制器，以此來(lái)提高控制效果，所以在火電廠熱工控制過(guò)程中，積極應(yīng)用先進(jìn)的控制策略，可以有效擴(kuò)展其信息系統(tǒng)。對(duì)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)，在輔助方法的幫助下，全過(guò)程監(jiān)督和控制多種設(shè)備，保證信息化控制體系構(gòu)建的完整性，給予火電廠自動(dòng)化熱工控制一定的保障。對(duì)PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，其中，分布式模式得到了大量應(yīng)用，以此來(lái)使熱工控制得到保證[1]，所以這種控制系統(tǒng)的控制能力較為明顯，尤其應(yīng)用PLC 控制器后，可以進(jìn)一步增強(qiáng)其控制能力，所以有助于更好地?cái)U(kuò)展熱工控制的信息系統(tǒng)。

1.2 有助于積累高級(jí)算法模塊。在火電廠熱工控制中，PLC控制器，實(shí)現(xiàn)了諸多高級(jí)算法模塊的積累，對(duì)這些高級(jí)算法模塊進(jìn)行分析，其功能和優(yōu)勢(shì)是不相同的。比如可以自動(dòng)化報(bào)警和修復(fù)出現(xiàn)的故障問題，不斷提高火電廠熱工控制效率。

2 先進(jìn)控制策略在火電廠熱工控制中的具體應(yīng)用

2.1 應(yīng)用模糊控制機(jī)制。要想確保控制理論基礎(chǔ)應(yīng)用的有效性，既要注重確認(rèn)關(guān)鍵體系，也要將具體的數(shù)學(xué)模型予以明確化，但是對(duì)火電廠熱工控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，其復(fù)雜性特點(diǎn)較為顯著，尤其對(duì)于非線性特征等，很難準(zhǔn)確定位數(shù)學(xué)模型?；诖耍訌?qiáng)模糊控制機(jī)制的應(yīng)用，有效約束和監(jiān)督火電廠熱工控制工作，而且還要對(duì)管理工作的應(yīng)用流程予以完善化。比如某一公司在自動(dòng)加藥系統(tǒng)中，對(duì)自動(dòng)推理技術(shù)予以采納，并與模糊控制器相互融合在一起，以此來(lái)合理化處理參數(shù)，將設(shè)備的調(diào)節(jié)性能發(fā)揮出來(lái)，將超調(diào)量和振蕩次數(shù)保持在合理范圍內(nèi)，確保良好的控制特性。

對(duì)模糊控制的原理進(jìn)行分析，對(duì)于技術(shù)專家來(lái)說(shuō)，要注重合理設(shè)計(jì)控制對(duì)象或控制過(guò)程，借助相關(guān)條件，明確控制規(guī)則[2]，將模糊推理流程整合在一起，確保良好的管理效果，為后續(xù)管理工作的開展創(chuàng)造有力條件。其中，在非線性控制對(duì)象處理中，模糊控制的應(yīng)用至關(guān)重要，但是在實(shí)際操作過(guò)程中，誤差現(xiàn)象比較嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致穩(wěn)定誤差的出現(xiàn)。

對(duì)上述進(jìn)行分析，要將模糊處理機(jī)制合理應(yīng)用到火電廠熱工控制工作之中，對(duì)火電廠控制對(duì)象的滯后性進(jìn)行分析，不斷提高管理機(jī)制的完善性，并將串級(jí)控制性能提升上來(lái)，確保動(dòng)態(tài)性能優(yōu)勢(shì)得到良好的展現(xiàn)，確?；痣姀S熱工控制整體水平的穩(wěn)步提升。與傳統(tǒng)控制技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，模糊控制原理的應(yīng)用，有助于工業(yè)生產(chǎn)的熱工自動(dòng)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)控制對(duì)象的處理工序予以合理優(yōu)化。要注意要點(diǎn)，在火電廠常規(guī)工作中，干擾問題和噪聲問題難以避免，難免會(huì)影響到模糊控制的精準(zhǔn)性，這時(shí)相關(guān)技術(shù)部門要加強(qiáng)多元化控制技術(shù)的應(yīng)用，保證控制效果與預(yù)期目標(biāo)達(dá)成一致。

2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的強(qiáng)大推動(dòng)下，要做好技術(shù)要點(diǎn)的整合工作，這已經(jīng)成為了火電廠熱工控制工作的重中之重。其中，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)要予以高度重視。對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，其非線性和聯(lián)想記憶特點(diǎn)較為明顯[3]，有助于處理模式的順利構(gòu)建，而且可以與系統(tǒng)動(dòng)態(tài)化特征相適應(yīng)，有助于后續(xù)工作的順利實(shí)施。

比如某一電廠對(duì)PFC 和PID 控制方式進(jìn)行應(yīng)用，將兩者整合到一起，主要在主汽溫和汽包水位控制系統(tǒng)中加以應(yīng)用，對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，串級(jí)控制策略的應(yīng)用價(jià)值顯著，電廠主蒸汽壓力的穩(wěn)定性較強(qiáng)，在2019 年底，經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)增長(zhǎng)到30 多萬(wàn)元。

現(xiàn)階段，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要包括：首先，將神經(jīng)系統(tǒng)視為控制器，與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制相互結(jié)合，有效約束和管理學(xué)習(xí)訓(xùn)練過(guò)程，而且還可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)體系予以引導(dǎo)，對(duì)相應(yīng)的控制規(guī)律予以總結(jié)。換言之，集中整合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和控制器，可以避免不良因素的出現(xiàn)，不斷提高熱工系統(tǒng)控制的精準(zhǔn)性[4]，進(jìn)一步優(yōu)化管理效率。技術(shù)人員要基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，通過(guò)學(xué)習(xí)過(guò)程，明確控制器結(jié)構(gòu)，并合理化分析應(yīng)用過(guò)程中的不確定性因素，從而將控制工作的實(shí)效性予以增強(qiáng)。其次，集中整合神經(jīng)完了和傳統(tǒng)熱工控制技術(shù)，將傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)作用發(fā)揮出來(lái)，并對(duì)智能化技術(shù)中的先進(jìn)控制策略予以最大程度地優(yōu)化、整合。比如技術(shù)人員聯(lián)合使用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)熱工控制技術(shù)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)，如良好的適應(yīng)性，保證傳統(tǒng)控制器控制參數(shù)處理框架的適宜性，有效整定控制器參數(shù)。

比如，某電廠連接處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器和鍋爐燃燒系統(tǒng)，對(duì)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行分析，加強(qiáng)仿真模型的構(gòu)建，并通過(guò)對(duì)模型的分析，為控制對(duì)象參數(shù)變化區(qū)間的判斷提供一定的支撐，在匯總處理好變化數(shù)值后[5]，將響應(yīng)曲線予以描繪。對(duì)實(shí)際測(cè)試工作進(jìn)行分析，控制器的控制效果顯著，有助于網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建，并且可以不斷完善自適應(yīng)理論機(jī)制，進(jìn)一步落實(shí)好后續(xù)工序，不斷提高火電廠熱工控制的智能化水平。

2.3 預(yù)測(cè)控制機(jī)制。加強(qiáng)預(yù)測(cè)控制機(jī)制的應(yīng)用，也是火電廠熱工控制工作的重要一項(xiàng)工作內(nèi)容，相關(guān)技術(shù)人員要對(duì)火電廠熱工控制體系的運(yùn)行狀態(tài)予以合理化分析，并加強(qiáng)管理流程的制定，積極研發(fā)基礎(chǔ)模型，并對(duì)模型預(yù)測(cè)控制的計(jì)劃予以不斷完善。在應(yīng)用模糊預(yù)測(cè)控制算法后，有助于石油冶煉和電廠運(yùn)行水平的提升，與運(yùn)行需求相一致，由于具有顯著的應(yīng)用效率和安全性，所以值得進(jìn)行大力推廣。但是要注意，聯(lián)合使用模糊原理和預(yù)測(cè)控制機(jī)制，使模糊預(yù)測(cè)控制算法得以形成，具有著良好的反饋矯正效果，而且可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)性判斷控制對(duì)象，保證模型輸出管理良好的水平，并使火電廠熱工控制與規(guī)律要求相互貼合。

現(xiàn)階段，內(nèi)?？刂茩C(jī)制和廣義控制機(jī)制，是預(yù)測(cè)控制技術(shù)的重要構(gòu)成，有助于控制能力的增強(qiáng)，進(jìn)一步完整操作工序，實(shí)時(shí)性監(jiān)督熱工系統(tǒng)中的多個(gè)目標(biāo)，將維護(hù)運(yùn)行工作落實(shí)下去。此外在監(jiān)理預(yù)測(cè)控制模型后，要加強(qiáng)預(yù)測(cè)算法的應(yīng)用，促進(jìn)技術(shù)管理工作的開展，所以技術(shù)人員要對(duì)優(yōu)化算法的處理流程予以挖掘、分析[6]，確保良好的應(yīng)用效果。但是在預(yù)測(cè)控制策略應(yīng)用時(shí)，非線性系統(tǒng)建構(gòu)的模型的難度性較為突出，所以諸多火電廠集中整合預(yù)測(cè)控制技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)非線性優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)，加強(qiáng)PSO 算法處理體系的順利構(gòu)建，將實(shí)時(shí)性和系統(tǒng)性要求發(fā)揮出來(lái)，確?；痣姀S熱工控制工作水平的提升，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化處理工作目標(biāo)。

3 PLC 控制系統(tǒng)在熱電廠中的應(yīng)用分析

在火電廠熱工控制過(guò)程中，除灰系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對(duì)整個(gè)火電廠的運(yùn)行效果產(chǎn)生了極大的影響，所以PLC 控制系統(tǒng)在熱工控制除灰系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)PLC 的雙機(jī)熱備配置的構(gòu)成進(jìn)行分析，PLC 主機(jī)和電源等比較常見，在除灰工作中，不同的配制要對(duì)不同工作予以負(fù)責(zé)。在PLC 控制系統(tǒng)運(yùn)行中，面對(duì)故障問題的出現(xiàn)，備用機(jī)也可以對(duì)正常工作予以維系，在排除主機(jī)的故障問題后，再借助主機(jī)，給予熱工控制一定的保障。

總之，在火電廠熱工控制方面，先進(jìn)的控制策略具有較高的應(yīng)用價(jià)值，先進(jìn)控制策略，作為控制結(jié)構(gòu)之一，具有明顯的復(fù)雜性，在火電廠熱工控制中的應(yīng)用，可以將全面的自動(dòng)化控制水平提升上來(lái)，對(duì)火電廠的人力資源予以合理化應(yīng)用，并進(jìn)一步優(yōu)化熱工控制系統(tǒng)的工作效率，不斷提高火電廠產(chǎn)電量，實(shí)現(xiàn)安全性目標(biāo)，獲取良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。