專利名稱：基于多點(diǎn)控制的發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水質(zhì)監(jiān)測(cè)控制領(lǐng)域，具體地說是一種適用于定子線棒為紫銅的發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水系統(tǒng)常用的水質(zhì)調(diào)整方法主要有四種普通小混床法、堿性樹脂調(diào)整法、加堿法和凝結(jié)水比例補(bǔ)水法，應(yīng)用的較為普遍的是加堿法，目前有大量的加堿裝置在國(guó)內(nèi)外發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用。然而，目前國(guó)內(nèi)外內(nèi)冷水水質(zhì)調(diào)整裝置的原理均是以控制定子冷卻水箱出水的電導(dǎo)率為核心的單點(diǎn)控制，即在定子冷卻水箱出水母管上設(shè)置一路取樣口，通過實(shí)時(shí)測(cè)量該處的電導(dǎo)率來控制加堿泵的啟停，從而達(dá)到穩(wěn)定控制內(nèi)冷水系統(tǒng)水質(zhì)PH值的目的；該方法是基于純水的pH值和電導(dǎo)率存在著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將控制不易測(cè)準(zhǔn)的PH值轉(zhuǎn)變成易測(cè)量的電導(dǎo)率，控制思路較為簡(jiǎn)單。但采用單點(diǎn)控制法的加堿系統(tǒng)，水質(zhì)波動(dòng)性大，安全性差，其主要原因是，單點(diǎn)控制法無法識(shí)別內(nèi)冷水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，且其功效的發(fā)揮很大程度上取決于取樣的準(zhǔn)確性，一旦因發(fā)電機(jī)停機(jī)等其他原因?qū)е氯〔怀鏊畼踊蛉〕龅乃畼硬痪哂写硇裕瑒t易導(dǎo)致控制系統(tǒng)發(fā)生誤判，從而導(dǎo)致內(nèi)冷水系統(tǒng)加堿過量，危及銅線棒和環(huán)氧外包層的安全。此類事故國(guó)內(nèi)已發(fā)生多起，嚴(yán)重影響了發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的安全。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有加堿裝置單點(diǎn)控制法導(dǎo)致的水質(zhì)控制不穩(wěn)、安全性差的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種以多點(diǎn)控制、基于專家PID控制器的發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，以穩(wěn)定的控制內(nèi)冷水水質(zhì)在設(shè)定值，徹底杜絕加堿過量的情況發(fā)生，大大提高內(nèi)冷水系統(tǒng)的安全性。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下基于多點(diǎn)控制的發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)， 其特征在于，在定子冷卻水箱進(jìn)水母管和回水母管上各設(shè)置2路取樣點(diǎn)，每路取樣點(diǎn)均安裝1只在線PH計(jì)和1只在線電導(dǎo)率儀，pH計(jì)、電導(dǎo)率儀及內(nèi)冷水系統(tǒng)中的定子冷卻水泵通過信號(hào)線與PLC控制器連接，PLC控制器內(nèi)置適用于內(nèi)冷水系統(tǒng)的基于專家控制規(guī)則的PID 控制算法程序；
PLC控制器驅(qū)動(dòng)加堿計(jì)量泵向內(nèi)冷水系統(tǒng)加堿，PLC控制器實(shí)時(shí)采集內(nèi)冷水系統(tǒng)進(jìn)水和出水的PH值、電導(dǎo)率和定子冷卻水泵運(yùn)行狀態(tài)的電流信號(hào)，所述的PID控制算法程序按照設(shè)定的規(guī)則對(duì)采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果控制加堿計(jì)量泵的啟停；
當(dāng)內(nèi)冷水系統(tǒng)的PH值在8. 5士0. 3之間，電導(dǎo)率在1. 5士0. 5PS/cm之間時(shí)，關(guān)閉加堿計(jì)量泵；當(dāng)內(nèi)冷水系統(tǒng)的水質(zhì)參數(shù)低于上述控制值時(shí)，啟動(dòng)加堿計(jì)量泵向內(nèi)冷水系統(tǒng)加堿至水質(zhì)達(dá)到控制要求。PID控制算法是一種廣泛應(yīng)用的控制方法，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，參數(shù)整定方便等優(yōu)點(diǎn)， 但當(dāng)被控對(duì)象(如定冷水的pH、電導(dǎo)率等)是非線性，時(shí)變、滯后等特性時(shí)，簡(jiǎn)單的PID算法可能會(huì)導(dǎo)致被控系統(tǒng)不停地振蕩，不能滿足控制要求，而專家系統(tǒng)對(duì)上述問題就可以做出較好的預(yù)測(cè)，并找出解決問題的適當(dāng)方案，且專家系統(tǒng)可以處理某些有誤差或不完善的數(shù)據(jù)。將兩者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合便產(chǎn)生了基于專家控制規(guī)則的PID控制算法，又稱專家PID控制器， 簡(jiǎn)稱專家PID。本發(fā)明根據(jù)進(jìn)、出水的電導(dǎo)率的差值、進(jìn)出水pH的差值和單位時(shí)間內(nèi)定子冷卻水泵電流的差值來設(shè)定專家控制規(guī)則，提高了控制精度和安全性。本發(fā)明的PLC控制器根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的進(jìn)出水母管的pH值、電導(dǎo)率和定冷水泵電流等6路信號(hào)，按照PID控制算法程序設(shè)定的專家控制規(guī)則進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果調(diào)整計(jì)量泵的啟停及沖程，達(dá)到穩(wěn)定控制內(nèi)冷水系統(tǒng)PH值和電導(dǎo)率的目的，將水質(zhì)穩(wěn)定的控制在銅的鈍化區(qū)內(nèi)，從而抑制銅線棒的腐蝕。在整個(gè)控制過程，基于專家控制規(guī)則的PID控制算法程序可準(zhǔn)確地識(shí)別出內(nèi)冷水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和水質(zhì)變化趨勢(shì)，徹底杜絕了內(nèi)冷水系統(tǒng)加堿過量的現(xiàn)象發(fā)生。本發(fā)明引入定子冷卻水泵的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，用于設(shè)置相應(yīng)的聯(lián)鎖，防止發(fā)生堿液誤加現(xiàn)象，保證內(nèi)冷水系統(tǒng)的安全。應(yīng)用本發(fā)明，不使用小混床，不排污，內(nèi)冷水pH值穩(wěn)定在8. 5士0. 3，電導(dǎo)率穩(wěn)定在 1.5士0.5PS/cm之間，銅離子含量小于lOPg/L，完全符合最新標(biāo)準(zhǔn)DL/T 801-2010《大型發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)及系統(tǒng)技術(shù)要求》的規(guī)定。相比國(guó)內(nèi)外單純控制定子冷卻水箱出水電導(dǎo)率的單點(diǎn)控制方法而言，本發(fā)明精確穩(wěn)定地將內(nèi)冷水的PH值和電導(dǎo)率控制在設(shè)定的范圍內(nèi)，且多點(diǎn)控制法實(shí)現(xiàn)了更加完善的聯(lián)鎖保護(hù)功能，徹底杜絕堿液過加現(xiàn)象，大大的保證了內(nèi)冷水系統(tǒng)的安全。下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明PID控制算法程序的流程圖。圖1中1.定子冷卻水箱，2.定子冷卻水泵A，3.定子冷卻水泵A電流信號(hào)，4.定子冷卻水泵B，5.定子冷卻水泵B電流信號(hào)，6.系統(tǒng)自帶小混床，7.內(nèi)冷水系統(tǒng)進(jìn)水(定子冷卻水箱出水)電導(dǎo)率儀，8.內(nèi)冷水系統(tǒng)進(jìn)水(定子冷卻水箱出水)pH計(jì)，9.主濾網(wǎng)，10.發(fā)電機(jī)定子系統(tǒng)，11.內(nèi)冷水系統(tǒng)出水(定子冷卻水箱回水)電導(dǎo)率儀，12.內(nèi)冷水系統(tǒng)出水 (定子冷卻水箱回水)pH計(jì)，13. PLC控制器，14.加堿計(jì)量泵，15.堿溶液箱，16.進(jìn)水匯水管， 17.出水匯水管。圖1中，實(shí)線箭頭的方向表示定冷水系統(tǒng)水流流向、堿液流向；帶箭頭的虛線為信號(hào)線，共有6路信號(hào)線。圖2 中，DDIN、DDout、pHIN、pH0UT、In、In_” I 設(shè)定、Δ δ 工、Δ δ 2 和 Δ δ 3 分別為進(jìn)水電導(dǎo)率、出水電導(dǎo)率、進(jìn)水pH值、出水pH值、本次監(jiān)測(cè)到的定子冷卻水泵的電流、前次監(jiān)測(cè)到的定子冷卻水泵的電流、設(shè)定的定子冷卻水泵電流限值、設(shè)定的電導(dǎo)率的差值限值、設(shè)定的 PH值的差值限值和設(shè)定的電流差值限值。
具體實(shí)施例方式如圖1所示的發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，定子冷卻水箱進(jìn)水母管和回水母管上各設(shè)置有2路取樣點(diǎn)，每路取樣點(diǎn)均安裝1只在線pH計(jì)和1只在線電導(dǎo)率儀，pH計(jì)8、 12，電導(dǎo)率儀7、11及定子冷卻水泵Α、定子冷卻水泵B通過信號(hào)線與PLC控制器13連接，PLC控制器內(nèi)置適用于內(nèi)冷水系統(tǒng)的基于專家控制規(guī)則的PID控制算法程序，其控制流程圖如圖2所示。定子冷卻水泵A (或B)2 (或4)將定子冷卻水箱1中純水經(jīng)主濾網(wǎng)9流入到發(fā)電機(jī)定子系統(tǒng)10的進(jìn)水匯水管16中，通過出水匯水管17后返回至定子冷卻水箱1中。加堿計(jì)量泵14入口與堿溶液箱15相連，出口與系統(tǒng)自帶小混床6旁路管相連，通過調(diào)整加堿計(jì)量泵14的沖程可控制水體中的堿液濃度。PLC控制器驅(qū)動(dòng)加堿計(jì)量泵向內(nèi)冷水系統(tǒng)加堿，PLC控制器13綜合6路輸入信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，6路輸入信號(hào)包括2只電導(dǎo)率儀7和11的信號(hào)、2只pH計(jì)8和12的信號(hào)和兩只定子冷卻水泵A2和定子冷卻水泵B4的信號(hào)，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果調(diào)整加堿計(jì)量泵14的啟停和沖程。
權(quán)利要求
1.基于多點(diǎn)控制的發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于，在定子冷卻水箱進(jìn)水母管和回水母管上各設(shè)置2路取樣點(diǎn)，每路取樣點(diǎn)均安裝1只在線PH計(jì)和1只在線電導(dǎo)率儀，PH計(jì)、電導(dǎo)率儀及內(nèi)冷水系統(tǒng)中的定子冷卻水泵通過信號(hào)線與PLC控制器連接，PLC 控制器內(nèi)置適用于內(nèi)冷水系統(tǒng)的基于專家控制規(guī)則的PID控制算法程序；PLC控制器驅(qū)動(dòng)加堿計(jì)量泵向內(nèi)冷水系統(tǒng)加堿，PLC控制器實(shí)時(shí)采集內(nèi)冷水系統(tǒng)進(jìn)水和出水的PH值、電導(dǎo)率和定子冷卻水泵運(yùn)行狀態(tài)的電流信號(hào)，所述的PID控制算法程序按照設(shè)定的規(guī)則對(duì)采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果控制加堿計(jì)量泵的啟停；當(dāng)內(nèi)冷水系統(tǒng)的PH值在8. 5士0. 3之間，電導(dǎo)率在1. 5士0. 5PS/cm之間時(shí)，關(guān)閉加堿計(jì)量泵；當(dāng)內(nèi)冷水系統(tǒng)的水質(zhì)參數(shù)低于上述控制值時(shí)，啟動(dòng)加堿計(jì)量泵向內(nèi)冷水系統(tǒng)加堿至水質(zhì)達(dá)到控制要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多點(diǎn)控制的發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)進(jìn)、出水的電導(dǎo)率的差值、進(jìn)出水PH的差值和單位時(shí)間內(nèi)定子冷卻水泵電流的差值來設(shè)定專家控制規(guī)則。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于定子線棒為紫銅的發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)外內(nèi)冷水水質(zhì)調(diào)整裝置均采用單點(diǎn)控制法的加堿系統(tǒng)，水質(zhì)波動(dòng)性大，安全性差。本發(fā)明在定子冷卻水箱進(jìn)水母管和回水母管上各設(shè)置2路取樣點(diǎn)，每路取樣點(diǎn)均安裝1只在線pH計(jì)和1只在線電導(dǎo)率儀，pH計(jì)、電導(dǎo)率儀及內(nèi)冷水系統(tǒng)中的定子冷卻水泵通過信號(hào)線與PLC控制器連接，PLC控制器內(nèi)置適用于內(nèi)冷水系統(tǒng)的基于專家控制規(guī)則的PID控制算法程序；所述的PID控制算法程序按照設(shè)定的規(guī)則對(duì)采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果控制加堿計(jì)量泵的啟停。本發(fā)明的多點(diǎn)控制法實(shí)現(xiàn)了更加完善的聯(lián)鎖保護(hù)功能，徹底杜絕堿液過加現(xiàn)象，保證了內(nèi)冷水系統(tǒng)的安全。
文檔編號(hào)G05D21/02GK102426466SQ20111030754
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者曹求洋, 祝酈偉, 錢州亥 申請(qǐng)人:浙江省電力試驗(yàn)研究院