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摘要：本文基于对智能控制理论的研究,实现对烧结余热锅炉以及余热发电系统智能控制的应用。减少了控制的滞后,提高了控制的稳定性和精确度，实现了对整个余热发电控制系统的优化。主要应用了智能控制原理，模仿了人的智能，包括利用现有的控制知识和推理方法结合操作人员实际的操作经验，实现智能控制理念与经典PID控制技术结合，使得对传统PID控制方式进行变革创新，进行智能生产。
关键词：智能控制；余热锅炉；研究；应用
智能控制是自动控制发展的高级阶段,是人工智能、控制理论、系统论、仿生学、进化计算和计算机等多学科的高度综合与集成，是一门新兴的边缘交叉学科。
智能控制是指将智能引入工艺生产中的某一单元进行控制器的设计，例如，智能PID控制器、专家控制器、神经元网络控制器等，研究热点是智能PID控制器，因为其在参数的整定和在线自适应调节方面具有明显的优势，可用于控制一些复杂的非线性系统。
一、余热发电系统调节回路简介
余热发电系统由烧结余热锅炉控制系统、轧钢汽化系统、炼钢汽化系统以及余热发电系统等各个分散的控制系统组成，其中主要控制参数的调节回路包括:1、专家智能负荷调控模型2、余热锅炉汽包水位智能调控模型；3、上水压力变频模糊控制调节系统；4、主蒸汽温度减温水调节系统；5、余热发电机热井液位调节系统等
二、智能PID控制方法的确立
智能控制具有的特点：自学习、自适应、自组织的能力，能够自动辨别被控过程参数、自动整定控制参数、能够适应被控过程参数的变化；传统PID控制具有的特点：结构简单、鲁棒性强、可靠性高、为现场工程设计人员所熟知。
综合智能控制和传统PID调节特点，确立智能PID调节系统。智能PID调节系统的初衷是依据现场操作人员的调整方法及经验，调整经验的模糊化，脱离系统的数学模型，在线人工智能调整，适合复杂的工况变化。
智能PID控制的分类:
（一）模糊PID控制
从现场采集的传感器数据经模糊化成为这些模糊规则的条件，根据条件运用模糊规则进行模糊推理，得到的是模糊决策，将模糊决策去模糊化，就得到实际控制所需的定量控制输出或控制参数。
（一）专家智能负荷调控模型
由于余热发电系统，由多路汽源耦合发电，负荷受上道工序影响较大，余热锅炉和汽轮机协调控制除对锅炉蒸汽压力、汽轮机功率进行协调自动调节外，进行负荷设定值改变，自动增减负荷。考虑锅炉或汽轮机故障情况，开发了负荷调整专家逻辑判断功能。
实现了按余热蒸汽流量要求自动调整负荷，汽轮机或锅炉故障时的紧急负荷、压力调整。在自动调整功率指令发生变化时，余热锅炉的流量调节和汽轮机的DEH调节同时动作，分别改变余热流量和调节汽门开度来改变负荷，为了防止负荷增减过快，系统使用斜率限制和限副限制。手动方式只有在锅炉和汽轮机设备异常和人为干预时才使用。
（二）余热锅炉汽包水位智能调控模型
锅炉汽包水位自动调节功能的任务是维持汽包水位在设定值。汽包水位是锅炉运行的重要监控参数，它间接的表示了锅炉负荷与给水的平衡关系，汽包水位过高或过低都影响锅炉的安全运行。在实际生产控制中，采取抗虚假水位干扰的三冲量控制，在三冲量调节的基础上又增加了，具有智能自我判断功能的故障模式切换手动。由于余热锅炉不同于燃气锅炉，其水位调节的波动幅度更大，滞后更大，而且受上道工序生产运行状态的影响更大，因此对于加以改进的传统PID控制方式，还是不能满足余热锅炉汽包水位调节的变化，偏差较大。
因此，通过实际运行过程中，长期对汽包水位变化的观察，发现汽包上水压力及余热烟气温度，对汽包水位有直接影响，通过对上水压力与烟气温度，摸参数找规律，结合运行人员实际经验，经过以上分析，我们改进了三冲量控制，采用基于Fuzzy推理的变参数PID控制器，引进了汽包上水压力调节，其中上水压力的变化是随余热烟气温度变化的规律变化，减少传统PID水位调节控制的滞后，改善调节的非线性，根据实际工况预知变化，并作出调整。
（三）主蒸汽温度自动调节，智能诊断模型
主蒸汽温度自动调节功能的作用是使锅炉主蒸汽运行在一定温度范围内。本项目使用喷水减温的方式调整汽温，程序采用了带前馈的PID调节。主蒸汽温度作为PID调节量，由于主蒸汽温度具有滞后性，程序使用减温器前温度做为前馈，来克服滞后的影响。在传统PID调节的基础上增加智能判断，如果出现主蒸汽温度故障或偏差过大，会由自动转为手动控制并闪光报警提示操作人员及时处理。并且系统会自动转换到旁路调节阀控制及备用主蒸汽温度测点，做到整个切换过程中无扰切换，不影响整个系统的调节质量。
（四）热井液位自动调节，智能诊断模型
热井液位自动调节的作用是维持凝汽器热井水位在一定范围内。程序使用分程PID调节方式进行控制，分程调节中将到排水调节阀和再循环调节阀当作一个整体进行控制。在传统PID调节的基础上增加智能判断，当液井液位故障时，系统会由自动状态切换为手动状态，并闪光报警通知操作人员及时处理。同时，智能诊断系统，自动切换到备用热井液位计，作为调节系统的主调信号，做到系统无扰切换，实现系统的稳定控制。
总结
在应用智能控制理念的基础上，对传统PID调节系统的创新改善，既包括了局部级的智能控制又包括全局级的智能控制,实现了对余热发电控制系统的智能控制。提高了控制的稳定性和精确度，优化了人力资源的配置，通过技术上的创新实现了对整个余热发电控制系统的优化。
论文作者:韩达
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
标签：余热论文; 汽包论文; 锅炉论文; 系统论文; 智能论文; 水位论文; 智能控制论文; 《基层建设》2018年第26期论文;