Спосіб інтелектуального синергетичного регулювання котлоагрегата барабанного типу

Реферат: Спосіб інтелектуального синергетичного регулювання котлоагрегата барабанного типу включає застосування датчиків рівня в барабані котла, датчика зміни тиску в барабані котла, датчика температури на виході з котла, датчика тиску на виході із пароперегрівача, датчика вприскування та датчика витрати пари, регуляторів рівня в барабані котла, регулятора зміни тиску пари в барабані котла, регулятора температури, регулятора тиску на виході із пароперегрівача, регулюючого органу витрати живильної води, регулюючого органу палива, регулюючого органу витрати води на вприскування, регулюючого органу витрати палива. Сигнали від датчика рівня в барабані котла, датчика зміни тиску пари, датчика температури на виході з котла, датчика вприскування, датчика витрати пари, формують модель макрозмінних, яка за допомогою блока лінгвістичної апроксимації перетворюється у сукупність нечітких продукційних правил "Якщо… Тоді", із яких утворюються нечіткі зовнішні регулювання, що корегують подачу живильної води і палива у котлоагрегат. UA 121748 U (12) UA 121748 U UA 121748 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області автоматичного регулювання взаємозв'язаних процесів регулювання котлоагрегатів барабанного типу. Відомий спосіб автоматичного регулювання прямоточного котла [патент РФ RU 2416759 МПК 2416759], в якому передбачається підтримання заданої витрати пари із котлоагрегата змінюванням витрати живильної води, зміною витрати палива, пропорційно змінюванню живильної води з корекцією по температурі після пароперегрівача. Недоліком цього способу є те, що не враховуються взаємозв'язки між параметрами котлоагрегата, що приводить до нестабільної роботи котлоагрегата при змінюванні його потужності. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом є спосіб синергетичного взаємозв'язаного регулювання котлоагрегата [Синергетические методы управления сложными системами: энергетические системы / Под общей редакцией А.А. Колесникова - М.: Едиториал УРСС, 2005. - 224 с.], який полягає у синтезі регулюючих дій на основі комплексу ієрархічних нелінійних математичних моделей, що враховують взаємозв'язаність параметрів котлоагрегата та ефекти самоорганізації, забезпечуючи при цьому оптимальні переходи між атракторами до цільового атрактора, в якому досягається оптимальний режим роботи котлоагрегата. Недоліком цього способу є складність аналітичних виразів таких моделей, що приводить до зниження точності регулювання. Крім цього не забезпечується адаптація системи регулювання до різних змінювань в широкому діапазоні навантаження котлоагрегата В основу корисної моделі поставлена задача підвищення точності регулювання в широких межах змінювання потужності котлоагрегату і покращення оперативності прийняття рішень по регулюванні за рахунок інтелектуальних методів. Вирішення поставленої технічної задачі полягає в тому, що у способі інтелектуального синергетичного регулювання котлоагрегата барабанного типу, що передбачає застосування датчиків рівня в барабані котла, датчика зміни тиску в барабані котла, датчика температури на виході з котла, датчика тиску на виході із пароперегрівача, датчика вприскування та датчика витрати пари, регуляторів рівня в барабані котла, регулятора зміни тиску пари в барабані котла, регулятора температури, регулятора тиску на виході із пароперегрівача, регулюючого органу витрати живильної води, регулюючого органу палива, регулюючого органу витрати води на вприскування, регулюючого органу витрати палива, згідно корисної моделі сигнали від датчика рівня в барабані котла, датчика зміни тиску пари, датчика температури на виході з котла, датчика вприскування, датчика витрати пари, формують модель макрозмінних, яка за допомогою блока лінгвістичної апроксимації перетворюється у сукупність нечітких продукційних правил "Якщо… Тоді", із яких утворюються нечіткі зовнішні регулювання, що корегують подачу живильної води і палива у котлоагрегат. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, та технічним результатом полягає в наступному. Об'єкт регулювання - котлоагрегат барабанного типу розглядається у вигляді деякої ієрархічної макросистеми, динаміка якої описується динамікою підсистем із змінними та параметрами, що відповідають конкретному рівню. На кожному такому рівні макросистема має свої інваріанти - локальні цілі. Макрозмінна Ψs(Ψ1, …Ψm), несе узагальнену інформацію і являє собою ієрархічну функцію стану системам на кожному рівні S ієрархії, а поведінка системи визначається за розв'язком цієї мак розмінної як повного диференціала. Виділені стани на кожному рівні ієрархії Ψs=0 як інваріантні багатообрази, що утворюють структуру системи формують цілі функціонування системи у вигляді областей протягування (атракторів) у фазовому просторі. Регулювання зводиться до корегування системи і забезпечення стійких траєкторій переходів станів системи регулювання між атракторами. Для котлоагрегата барабанного типу модель макрозмінних першого рівня має такий вигляд: Ψ1=Ψ1(h, p1, p2, Dвпр, DK, TS), де h - рівень в барабані котла, р1 - зміна тиску пари в барабані котла, р2 - тиск пари на виході з котла, Dвпр - витрата води на вприскування, DK - витрата пари, TS - параметр регулювання. Для вищих рівнів (середній рівень - паровий котел, верхній рівень - енергоблок ТЕЦ) дана модель Ψ1 є моделлю макрозмінної моделі відповідного рівня. Ця модель блоком лінгвістичної апроксимації перетворюється згідно із теоремою Коско у продукційні правила вигляду "Якщо…, Тоді…", цим самим забезпечуючи спрощення прийняття рішень в широкому діапазоні навантаження котлоагрегату, шляхом формування нечітких зовнішніх управлінь 0 Сформовані нечіткі значення зовнішніх управлінь U проходять перетворення в чіткі значення в блоці дефазифікації і коригують за допомогою регулюючих органів витрати живильної води і палива. 1 UA 121748 U 5 10 15 20 25 30 Суть способу пояснюється схемою системи інтелектуального синергетичного регулювання котлоагрегата барабанного типу (креслення). Система містить в собі датчики: датчик рівня в барабані котла 1, датчик зміни тиску пари в барабані котла 2, датчик температури на виході з котла З, датчик тиску на виході пароперегрівача 4, датчика вприскування 5, датчика витрати пари 6, регулятор рівня в барабані котла 7, регулятор зміни тиску пари в барабані котла 8, регулятор температури 9, регулятор тиску на виході пароперегрівача 10, регулюючий орган витрати живильної води 11, регулюючий орган палива 12, регулюючий орган витрати на вприскування 13, регулюючий орган витрати пари 14, блок моделей макрозмінних 15, блок лінгвістичної апроксимації 16, блок формування нечітких зовнішніх управлінь 17 та блок дефазифікації 18. Сигнал від датчика рівня в барабані котла 1 підключений на вхід регулятора рівня в барабані котла 7, сигнал від датчик зміни тиску пари в барабані котла 2 підключений на вхід регулятора зміни тиску пари в барабані котла 8, сигнал від датчика температури на виході з котла 3 підключений на вхід регулятора температури 9, сигнал від датчика тиску на виході пароперегрівача 4 підключений на вхід регулятора тиску на виході пароперегрівача 10. Система вміщує регулятори: регулятор рівня в барабані котла 7 вихід якого підключений на регулюючий орган витрати живильної води 11. Регулятор зміни тиску пари в барабані котла 8 вихід якого підключений на регулюючий орган палива 12. Регулятор температури 9 вихід якого підключений на регулюючий орган витрати на вприскування 13. Регулятор тиску на виході пароперегрівача 10, вихід якого підключений на регулюючий орган витрати пари 14. Система має в своєму складі блок моделей макрозмінних, до якого надходить інформація з датчиків 5,6. Вихід з блока 15 під'єднаний до входу блока лінгвістичної апроксимації 16, який з'єднаний з блоком 17 формування нечітких зовнішніх управлінь. Сформовані нечіткі зовнішні управління блоком 17 перетворюються блоком дефазифікації 18 у чіткі значення управлінь, які корегують за допомогою регулюючих органів 11, 12, 13, 14, відповідно витрати живильної води, палива, витрати води на вприскування і витрати пари після пароперегрівача. Технічний результат корисної моделі полягає в тому, що запропонований спосіб інтелектуального синергетичного регулювання котлоагрегата барабанного типу дозволяє підвищити функціонування котлоагрегата в різних умовах змінювання навантаження котлоагрегата. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Спосіб інтелектуального синергетичного регулювання котлоагрегата барабанного типу, що включає застосування датчиків рівня в барабані котла, датчика зміни тиску в барабані котла, датчика температури на виході з котла, датчика тиску на виході із пароперегрівача, датчика вприскування та датчика витрати пари, регуляторів рівня в барабані котла, регулятора зміни тиску пари в барабані котла, регулятора температури, регулятора тиску на виході із пароперегрівача, регулюючого органу витрати живильної води, регулюючого органу палива, регулюючого органу витрати води на вприскування, регулюючого органу витрати палива, який відрізняється тим, що сигнали від датчика рівня в барабані котла, датчика зміни тиску пари, датчика температури на виході з котла, датчика вприскування, датчика витрати пари, формують модель макрозмінних, яка за допомогою блока лінгвістичної апроксимації перетворюється у сукупність нечітких продукційних правил "Якщо… Тоді", із яких утворюються нечіткі зовнішні регулювання, що корегують подачу живильної води і палива у котлоагрегат. 2 UA 121748 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3