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權(quán)利要求
1.一種SMR裝置的自動負(fù)荷控制系統(tǒng)，其特征在于，包括與SMR裝置配套的DCS系統(tǒng)，所述與SMR裝置配套的DCS系統(tǒng)中的連接端口分別與數(shù)據(jù)庫通訊模塊的輸入和輸出端口相連接，所述數(shù)據(jù)庫通訊模塊輸入和輸出端口還分別與載有ALC控制邏輯的單獨(dú)PC模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SMR裝置的自動負(fù)荷控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)庫通訊模塊包括相互連接的路由器和操作站或服務(wù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SMR裝置的自動負(fù)荷控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的操作站或服務(wù)器采用載有OPC軟件的操作站或服務(wù)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SMR裝置的自動負(fù)荷控制系統(tǒng)，其特征在于，所述與SMR裝置配套的DCS系統(tǒng)中的連接端口通過光纖分別與數(shù)據(jù)庫通訊模塊的輸入和輸出端口相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SMR裝置的自動負(fù)荷控制系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫通訊模塊輸入和輸出端口還通過光纖分別與載有ALC控制邏輯的單獨(dú)PC模塊相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SMR裝置的自動負(fù)荷控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的載有ALC控制邏輯的單獨(dú)PC模塊包括相互連接的工控機(jī)和CPU自動控制站。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SMR裝置的自動負(fù)荷控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的ALC控制邏輯中的控制變量包括天然氣進(jìn)料控制、蒸汽流量控制、輔助計算或限制控制、空氣量控制、燃料控制和熱值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SMR裝置的自動負(fù)荷控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的ALC控制邏輯中的運(yùn)算操作子模塊包括小選、大選、加法、減法、乘法、除法、超前滯后濾波器、特殊算法和CFC中參數(shù)。

說明書
一種SMR裝置的自動負(fù)荷控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及天然氣水蒸汽重整制氫技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種SMR裝置的自動負(fù)荷控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)
天然氣水蒸汽重整制氫(SMR)工藝復(fù)雜，控制參數(shù)多，系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，安全要求高。整個工藝過程，高溫高壓，副反應(yīng)多，積碳、超溫等對反應(yīng)催化劑有較大影響，同時天然氣制氫能耗高，裝置熱損失較多。為了制氫裝置的長周期安全穩(wěn)定、低能耗運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)裝置的自動變負(fù)荷控制(Automatic Load Control,ALC)十分有必要。
查閱有關(guān)文獻(xiàn)也發(fā)現(xiàn)一些介紹自控技術(shù)在天然氣制氫裝置的應(yīng)用，多半是介紹DCS控制中單個工藝參數(shù)自動控制或某一單元的自動控制，未能實(shí)現(xiàn)整套裝置多變量的串級控制。目前的自動控制在裝置變負(fù)荷時會存在比較大不便，且能耗高。主要體現(xiàn)在系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性高，需要調(diào)整的工藝參數(shù)點(diǎn)多，操作人員手動勞動強(qiáng)度大，效率低下，還可能存在誤操作。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種SMR裝置的自動負(fù)荷控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
一種SMR裝置的自動負(fù)荷控制系統(tǒng)，包括現(xiàn)有DCS系統(tǒng)，所述現(xiàn)有DCS系統(tǒng)中的連接端口分別與數(shù)據(jù)庫通訊模塊的輸入和輸出端口相連接，所述數(shù)據(jù)庫通訊模塊輸入和輸出端口還分別與載有ALC控制邏輯的單獨(dú)PC模塊相連接。
進(jìn)一步地，所述的數(shù)據(jù)庫通訊模塊包括相互連接的路由器和操作站或服務(wù)器。
進(jìn)一步地，所述的操作站或服務(wù)器采用載有OPC軟件的操作站或服務(wù)器。
進(jìn)一步地，所述與SMR裝置配套的DCS系統(tǒng)中的連接端口通過光纖分別與數(shù)據(jù)庫通訊模塊的輸入和輸出端口相連接。
進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)庫通訊模塊輸入和輸出端口還通過光纖分別與載有ALC控制邏輯的單獨(dú)PC模塊相連接。
進(jìn)一步地，所述的載有ALC控制邏輯的單獨(dú)PC模塊包括相互連接的工控機(jī)和CPU自動控制站。
進(jìn)一步地，所述的ALC控制邏輯中的控制變量包括天然氣進(jìn)料控制、蒸汽流量控制、輔助計算或限制控制、空氣量控制、燃料控制和熱值。
進(jìn)一步地，所述的ALC控制邏輯中的運(yùn)算操作子模塊包括小選、大選、加法、減法、乘法、除法、超前滯后濾波器、特殊算法和CFC中參數(shù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明在原有的集散控制系統(tǒng)DCS的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)據(jù)庫通訊模塊和載有ALC控制邏輯的單獨(dú)PC模塊，通過數(shù)學(xué)建模實(shí)施多變量預(yù)測先進(jìn)控制，實(shí)現(xiàn)對SMR裝置的快速自動變負(fù)荷。
(2)本發(fā)明方案通過建立關(guān)鍵工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)模型，通過ALC給關(guān)鍵的工藝控制器寫入設(shè)定值和模式選擇，減少和替代人工操作，減少勞動強(qiáng)度。
(3)本發(fā)明方案能夠根據(jù)數(shù)據(jù)模型讓裝置運(yùn)行最佳化，實(shí)現(xiàn)精確控制，降低能耗。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的SMR裝置ALC控制邏輯示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
如圖1所示為本發(fā)明一種SMR裝置的自動負(fù)荷控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括與SMR裝置配套的DCS系統(tǒng)，與SMR裝置配套的DCS系統(tǒng)中的連接端口分別與數(shù)據(jù)庫通訊模塊的輸入和輸出端口相連接，數(shù)據(jù)庫通訊模塊輸入和輸出端口還分別與載有ALC控制邏輯的單獨(dú)PC模塊相連接，數(shù)據(jù)庫通訊模塊包括相互連接的路由器和操作站或服務(wù)器，操作站或服務(wù)器采用載有OPC軟件的操作站或服務(wù)器，與SMR裝置配套的DCS系統(tǒng)中的連接端口通過光纖分別與數(shù)據(jù)庫通訊模塊的輸入和輸出端口相連接，數(shù)據(jù)庫通訊模塊輸入和輸出端口還通過光纖分別與載有ALC控制邏輯的單獨(dú)PC模塊相連接，載有ALC控制邏輯的單獨(dú)PC模塊包括相互連接的工控機(jī)和CPU自動控制站。
如圖2所示為本實(shí)施例SMR裝置ALC控制邏輯示意圖，該ALC控制邏輯中的控制變量包括天然氣進(jìn)料控制、蒸汽流量控制、輔助計算或限制控制、空氣量控制、燃料控制和熱值，ALC控制邏輯中的運(yùn)算操作子模塊包括小選、大選、加法、減法、乘法、除法、超前滯后濾波器、特殊算法和CFC中參數(shù)。
本發(fā)明的工作原理如下：
1.從集散控制系統(tǒng)(DCS)中收取原始數(shù)據(jù)，在OS站顯示當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)，向數(shù)據(jù)中心傳輸主要生產(chǎn)信息和數(shù)據(jù)；2.通過自身的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件與SMR集散控制系統(tǒng)的共同運(yùn)行，對集散控制系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制，進(jìn)而替代操作人員，實(shí)現(xiàn)對SMR裝置進(jìn)行自動變負(fù)荷的操作和裝置運(yùn)行狀態(tài)的最佳化。3.ALC計算機(jī)通訊功能由看門狗監(jiān)控。二進(jìn)制信號在ALC生成并發(fā)送到DCS。信號振蕩周期通常為10秒，在一定時間范圍內(nèi)沒有檢測到振蕩信號時，DCS系統(tǒng)將聯(lián)鎖所有ALC寫入功能。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。