漢環(huán)科技焚燒優(yōu)化控制與專家診斷系統(tǒng)
來源：深圳市漢環(huán)科技有限公司 閱讀：2542 更新時間：2009-03-31 15:06一、系統(tǒng)概述
廢物焚燒是一個非常復(fù)雜的物理化學(xué)過程，是一個受多種因素制約的復(fù)雜系統(tǒng)。焚燒爐的安全運(yùn)行與焚燒過程的穩(wěn)定性是密切相關(guān)的。焚燒不穩(wěn)定會導(dǎo)致噪音增加、焚燒效率降低、二次污染物排放增加等諸多問題，甚至有可能對安全性和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
本焚燒優(yōu)化控制與專家診斷系統(tǒng)包含分散控制系統(tǒng)（DCS）、管理信息系統(tǒng)（MIS）、狀態(tài)診斷與管理系統(tǒng)（CDS）三個子系統(tǒng)實現(xiàn)焚燒系統(tǒng)的在線監(jiān)控、狀態(tài)診斷、能量和信息的綜合管理等優(yōu)化運(yùn)行功能，用以確保醫(yī)療廢物焚燒系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。其中分散控制系統(tǒng)（DCS）是整個優(yōu)化控制與診斷系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
二、系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)
整個焚燒優(yōu)化控制與診斷系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如下圖。
 |
從系統(tǒng)硬件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分，本系統(tǒng)包括直接過程控制級、集中操作監(jiān)控級和管理信息級三級結(jié)構(gòu)。
直接過程控制級：由現(xiàn)場傳感器和操作器構(gòu)成，完成現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)采集、簡單PID控制等功能，是DCS及優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源頭和執(zhí)行端。
集中操作監(jiān)控級：與直接過程控制級緊密相連，集中操作監(jiān)控級中實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)均來源于直接過程控制級，集中操作監(jiān)控級的控制輸出也是依賴于直接過程控制級來完成現(xiàn)場設(shè)備的驅(qū)動。
管理信息級：從集中操作監(jiān)控級的實時數(shù)據(jù)庫中取樣生成管理信息數(shù)據(jù)庫，是管理信息級的數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)。
三、系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和布局
硬件結(jié)構(gòu)如下圖。
 |
系統(tǒng)采用機(jī)爐一體化監(jiān)測控制的方式，直接過程控制級采用高速并行處理I/O模塊完成D/A、A/D和DIO的功能，通過總線連接I/O，支持Internet/Intranet應(yīng)用。集中操作監(jiān)控級取消大部分常規(guī)儀表，只保留少量重要測點(diǎn)參數(shù)顯示、操作器和報警光字排，采用計算機(jī)冗余備份方式，當(dāng)主計算機(jī)控制方式出現(xiàn)故障時依靠計算機(jī)作為后備控制方式以保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。并設(shè)置值長工程師站，通過網(wǎng)絡(luò)獲取機(jī)爐實時數(shù)據(jù)，通過狀態(tài)診斷和能量管理系統(tǒng)對機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、能量水平進(jìn)行全程監(jiān)控。采用BWD工業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系，設(shè)置Web服務(wù)器以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器構(gòu)建廠級網(wǎng)絡(luò)，建立基于Web瀏覽的管理信息系統(tǒng)（MIS）。
本系統(tǒng)結(jié)合專家運(yùn)行經(jīng)驗，輔以智能化人工優(yōu)化決策平臺，對運(yùn)行參數(shù)尋優(yōu)，使系統(tǒng)軟、硬件、機(jī)組設(shè)備運(yùn)行工況處于較優(yōu)狀態(tài)，從而確保安全穩(wěn)定運(yùn)行。
四、狀態(tài)診斷與管理功能
狀態(tài)診斷與管理系統(tǒng)運(yùn)行于工程師站上，負(fù)責(zé)熱解氣化焚燒爐、煙氣凈化系統(tǒng)及眾多輔助系統(tǒng)的狀態(tài)預(yù)測、故障診斷等功能，以豐富的專家經(jīng)驗支持醫(yī)療廢物焚燒的安全穩(wěn)定運(yùn)行，狀態(tài)預(yù)測診斷專家知識庫可隨時進(jìn)行擴(kuò)充，添加故障種類，有效擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)預(yù)測診斷系統(tǒng)的應(yīng)用范圍；同時狀態(tài)信息數(shù)據(jù)庫及時記錄當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并將狀態(tài)信息在線傳輸至管理信息系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)庫中，便于故障追憶和分析，并為檢修提供所需的狀態(tài)信息。功能主要包括：
①采用模型化方法對熱解焚燒工況進(jìn)行分析，并結(jié)合實時數(shù)據(jù)庫信息對焚燒工況加以預(yù)測，對危險工況先期報警，為操作人員提供充分的調(diào)節(jié)時間，減少危險工況的發(fā)生幾率。同時根據(jù)實時數(shù)據(jù)庫與歷史數(shù)據(jù)庫，運(yùn)用正反規(guī)則推理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理及模型推理相結(jié)合的推理方法，對焚燒爐運(yùn)行過程中余熱鍋爐等主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和熱解氣化爐運(yùn)行工況予以監(jiān)視、診斷；
②對輔助系統(tǒng)包括給料系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、灰渣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)在線數(shù)據(jù)信息和系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)對輔助系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)加以判斷，對故障工況報警，便于輔助系統(tǒng)的調(diào)整和檢修。
③對計算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、儀表狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，及時排除偏差數(shù)據(jù)，判斷故障軟硬件，及時屏蔽軟件錯誤，隔離故障硬件，啟動冗余系統(tǒng)或切換至常規(guī)儀表，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
④狀態(tài)推理數(shù)據(jù)庫可隨時進(jìn)行擴(kuò)充，添加故障種類，有效擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)預(yù)測診斷系統(tǒng)的應(yīng)用范圍；同時狀態(tài)信息數(shù)據(jù)庫及時記錄當(dāng)前鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并將狀態(tài)信息在線傳輸至管理信息系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)庫中，便于故障追憶和分析，并為檢修提供所需的狀態(tài)信息。
五、系統(tǒng)優(yōu)勢
該系統(tǒng)在一個單一系統(tǒng)中集成了多種不同的功能模塊，具有在線優(yōu)化運(yùn)行的能力，可預(yù)測導(dǎo)致溫度波動、污染物排放增加等焚燒不穩(wěn)定工況，并能給出合理的解決方案；在正常情況下，不需操作人員干預(yù)，可通過網(wǎng)絡(luò)連接在線診斷、更新系統(tǒng)并對在線接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的正確性分析。具有以下系統(tǒng)優(yōu)勢：
①系統(tǒng)控制策略為“模糊控制”與“常規(guī)PID控制”相結(jié)合，這種控制策略具有控制性能好、精度高等優(yōu)點(diǎn)；
②狀態(tài)診斷與運(yùn)行管理系統(tǒng)是本系統(tǒng)的特色，結(jié)合模型化方法，為監(jiān)控系統(tǒng)提出優(yōu)化建議，配合監(jiān)控系統(tǒng)對運(yùn)行工況進(jìn)行實時優(yōu)化，使焚燒爐各主要運(yùn)行參數(shù)和輔助系統(tǒng)始終運(yùn)行于最優(yōu)工況下。
③傳感器、計算機(jī)、測量儀表、操作器均選用性能可靠、價格適宜的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，保證系統(tǒng)的可靠性。
④在線實時進(jìn)行環(huán)境指標(biāo)、性能指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，為優(yōu)化焚燒系統(tǒng)運(yùn)行提供技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的有利支持。
