一种SDS干法脱硫全量PID控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种SDS干法脱硫全量PID控制系统，包括数据采集模块、数据处理模块、数据归类模块、离散控制模块、集中控制模块、逻辑输出给定模块以及自学习处理模块。本发明专利技术的自动化程度高，具备自学习功能，可实现无人化值守；控制精度高，在原有的单一PID基础上，融入了离散控制模块和集中控制模块，大大消除了因源烟气数据无律性波动，造成超调量发生，目标控制精准度达到99％以上；在离散和集中控制模块作为主要控制手段，引入自学习建模和数据库归类功能的加持，很好的提升了系统运行的稳定性，提升投料使用率、节能降耗、超低减排、减员增效。减员增效。减员增效。

【技术实现步骤摘要】
一种SDS干法脱硫全量PID控制系统


[0001]本专利技术属于环境保护中的脱硫
，具体涉及一种SDS干法脱硫全量PID控制系统。

技术介绍

[0002]目前适用于环保行业玻璃、水泥、冶金、煤电厂的脱硫污染物治理方法中，最为新颖、广泛、高效、经济的治理工艺主要采用钠基干法脱硫(SDS)来实现。依据烟气脱硫过程主要采用化学吸收的原理，钠基干法脱硫主要以小苏打为吸收剂完成脱硫过程，添加的方式主要通过将原料小苏打经研磨系统细化后，输送至烟气管道，吸收反应后将二氧化硫去除。其中：关键控制点为研磨细化后的小苏打输送量，输送量过少则二氧化硫吸收不完全，输送量过多会造成管道结晶以及后道布袋系统压力。因此，SDS脱硫过程需严格控制小苏打的输送量，不仅需实时关注入口二氧化硫浓度，还需根据经验判断小苏打的输送量，控制稳定性差；这对主控操作人员的能力有较高的要求，人员依赖性大。
[0003]由此可见，第一：SDS脱硫工艺中二氧化硫浓度不稳定，造成小苏打的输送量波动，控制难度大，容易出现多喷或少喷，不但造成原辅料的浪费，更大大影响工艺稳定性，导致环保排放数据超标；第二：对操作人员工作强度高、系统自动化程度低、控制精度低、对原材料利用率不高。
[0004]现有SDS脱硫技术多数采用传统的PID(Proportional Integral Derivative)控制，其结构示意如图1所示，通过调节小苏打的输送量，使出口烟道的SO2排放浓度控制在环保要求范围内。其控制原理是在监控入口和出口烟道中SO2浓度的同时，通过比例、积分、微分控制，从减小稳态误差、消除误差、减小超调量的方式，来实现控制的目的。因其传统PID的特点分析，想要达到稳定、精准的控制目标，需要以下几个前提：1、反应作用的时间延时小；2、反应点到目标检测点位置距离不宜过长；3、入口浓度波动不宜过大，对比例控制时的稳定性造成较大影响；4、布袋除尘器进出口差压过大，响反应效率和出口SO2浓度反馈及时性，从而影响控制的稳定性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种SDS干法脱硫全量PID控制系统，实现无人化操作、系统自动化程度高、控制精度高、原材料利用率提升。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种SDS干法脱硫全量PID控制系统，包括：
[0008]数据采集模块：用于根据信号的种类，在预设好的信号区间内进行数据信号采集，对信号区间外的数据进行隔离；
[0009]数据处理模块：用于将采集的数据信号根据目标数据类型进行转换，转换后的数据类型包括二进制、整数、实数；
[0010]数据归类模块：用于将转换后的数据进行归类，根据预设分为包括数据类型、指引
出处、引用域，并建立相应的数据块进行保存；
[0011]离散控制模块：用于将目标反馈数据，基于目标控制值生成离散控制阶段目标值的目标范围区间，保证目标值控制在该目标范围区间内；
[0012]集中控制模块：用于将离散控制模块中得出的目标值，通过集散控制方法，将原区间域调控至本阶段目标值，并输出给定值；
[0013]逻辑输出给定模块：用于接收集中控制模块输出的给定值，经过D/A转换后发送至外部执行器；
[0014]自学习处理模块：用于对离散控制模块和集中控制模块的输入与输出值进行数据建模与分析，对离散控制模块和集中控制模块进行辅助增益调节，数据建模后的数据模型存入数据库，给数据库的归档提供数据模型支持。
[0015]上述技术方案优选地，所述的离散控制模块在目标控制值的基础上，加入目标在过去某个时段的历史数据以及所述的自学习处理模块中的数据库作比对和参考，生成该离散控制阶段目标值的目标范围区间。
[0016]上述技术方案优选地，所述的离散控制模块将数据归类模块归类的数据分别通过分控制域、分良控率、分时段、分目标域进行逻辑运算处理，获得包括
①
不同范围域的目标反馈值、
②
单个运行周期超调量范围内的目标反馈值的平均值占整个周期内目标值的平均值、
③
系统投运不同时间段的目标反馈值、
④
不同目标值的控制结果。
[0017]进一步优选地，所述的集中控制模块的集散控制方法包括：
[0018]①
将所述的离散控制模块分控制域、分良控率、分时段、分目标域的控制结果分别两两组合作比较，得出每个组合的偏差值；
[0019]②
将各个组合的偏差值引入集中控制模块，系统将接收到的全部偏差值变量进行各自的PID计算，每个PID根据当前目标反馈值与目标控制值的偏差，自动进行输出给定调节；
[0020]③
在各组PID给定输出值中，选取最优的调节给定量作为给定值输出。
[0021]进一步优选地，在
③
中：最优的调节给定量为每个PID计算当前目标反馈值最为接近目标控制值。
[0022]上述技术方案优选地，所述的自学习处理模块包含数据库归档抓取模块，用于作为数据库对所述的自学习处理模块自学习的数据及数据模型进行归类存储，为离散控制模块和集中控制模块控制准备、过程以及生成给定值提供数据支持与纠偏。
[0023]上述技术方案优选地，所述的控制系统还包括数据接口模块，所述的数据采集模块通过所述的数据接口模块将外部的数据信号接入。
[0024]上述技术方案优选地，所述的数据信号包括小苏打磨机设备数据信号、流速及浓度数据信号，
[0025]所述的小苏打磨机设备数据信号包括卸料器、称重给料机、分级箱、磨机、输送风机的运行状态与运行频率信号；
[0026]所述的流速及浓度数据信号包括除尘器入口SO2浓度、入口烟气流速及出口SO2浓度信号。
[0027]上述技术方案优选地，所述的目标反馈数据、目标控制值以及目标值为出口SO2浓度值；所述的给定值为小苏打输送值。
[0028]上述技术方案优选地，所述的系统还包括安全隔离器，用于保护各个模块不受外部扰动干扰。
[0029]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：
[0030]本专利技术克服了自动化程度低、控制精度低、源烟气波动解决方法过于单一、人工和原辅材料浪费得不到闭环控制等技术问题，自动化程度高，具备自学习功能，可实现无人化值守；控制精度高，在原有的单一PID基础上，融入了离散控制模块和集中控制模块，大大消除了因源烟气数据无律性波动，造成超调量发生，目标控制精准度达到99％以上；在离散和集中控制模块作为主要控制手段，引入自学习建模和数据库归类功能的加持，很好的提升了系统运行的稳定性，提升投料使用率、节能降耗、超低减排、减员增效。
附图说明
[0031]附图1为传统PID控制系统示意图；
[0032]附图2为本实施例中CQ
‑
PID控制系统示意图；
[0033]附图3为小苏打给定值输出与入口SO2浓度、出口SO2浓度关系图。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SDS干法脱硫全量PID控制系统，其特征在于：包括：数据采集模块：用于根据信号的种类，在预设好的信号区间内进行数据信号采集，对信号区间外的数据进行隔离；数据处理模块：用于将采集的数据信号根据目标数据类型进行转换，转换后的数据类型包括二进制、整数、实数；数据归类模块：用于将转换后的数据进行归类，根据预设分为包括数据类型、指引出处、引用域，并建立相应的数据块进行保存；离散控制模块：用于将目标反馈值，基于目标控制值，生成离散控制阶段目标范围区间值，保证目标值控制在该目标范围区间内；集中控制模块：用于将离散控制模块中得出的目标值，通过集散控制方法，将原区间域调控至本阶段目标值，并输出给定值；逻辑输出给定模块：用于接收集中控制模块输出的给定值，经过D/A转换后发送至外部执行器；自学习处理模块：用于对离散控制模块和集中控制模块的输入与输出值进行数据建模与分析，对离散控制模块和集中控制模块进行辅助增益调节，数据建模后的数据模型存入数据库，给数据库的归档提供数据模型支持。2.根据权利要求1所述的SDS干法脱硫全量PID控制系统，其特征在于：所述的离散控制模块在目标当前控制值和反馈值的基础上，加入目标在过去一定时段的历史数据以及所述的自学习处理模块中的数据库作比对和参考，生成该离散控制阶段的目标范围区间值。3.根据权利要求1所述的SDS干法脱硫全量PID控制系统，其特征在于：所述的离散控制模块将数据归类模块归类的数据分别通过分控制域、分良控率、分时段、分目标域进行逻辑运算处理，获得包括
①
不同范围域的目标反馈值、
②
单个运行周期超调量与整个周期内目标范围值的占比、
③
系统投运不同时间段的目标反馈值、
④
不同目标控制值的控制结果。4.根据权利要求3所述的SDS干法脱硫全量PID控制系统，其特征在于：所述的集中控制模块的集散控制方法包括：
①...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙涛，潘江山，章兵，王标，董仕宏，
申请(专利权)人：苏州仕净科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：