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MANTRA APC开放系统平台为电厂提供先进控制策略
    MANTRA是一套完整的先进控制软件。ControlSoft公司开发的这套小型先进系统是极其尖端和灵活的。完全采用现代化的面向对象的(Object-Oriented)功能模块和ActiveX的图形界面。从具有跟踪、前馈、和报警功能的单回路PID,到多回路串级、自适应PID和自动调谐,甚至是多变量解耦控制等,MANTRA系统提供了超过80种函数模块用以创建各种复杂的控制方案。
    在电厂 MANTRA可以用来为优化热电生产而设计先进控制应用方案。MANTRA系统与电厂测量与控制系统一体化应用,可以执行发电机组的所有过程控制逻辑. 也可用于相关的运行连锁。除了这些一般的应用外,在一些特定领域应用MANTRA先进技术过程模块可以使控制过程获得极大的改善。MANTRA先进控制工具模块帮助优化和控制复杂的控制过程,可在稳定主蒸汽压力的同时,通过对锅炉和汽轮机蒸汽负荷的分配以及锅炉燃烧过程的优化达到效益最大化 。
1 MMC多变量解耦控制解决电厂机组协调控制
优点:减少机组热耗率,优化机组过程变量。

—多变量解耦控制:可按照生产计划对电厂机组运行过程实
施控制,调节三个控制器的输出来控制两个相互作用的过程变量。MMC消除了他们之间的耦合,该控制器是模块化的,在
监测机组运行的同时,并不断地对运行过程进行优化。当某些控制器输出置于手动控制下时不干扰其他过程变量。
    发电机组主要调节的过程变量是:(1)发电负荷和(2)主汽压力。MANTRA先进的模块化多变量模型预测控制可用来调节锅炉和汽轮机的主控以及根据负荷和主气压力偏差的线性组合来合理调节负荷和主汽压力,减少过程变量和控制器输出之间的干扰,消除了他们之间的耦合,使发电机组处于最佳的运行状态.。右边便是一个在机组运行中的简单MANTRAMMC1x3配置。
2.主汽温度控制
2 采用IMC内膜控制模块帮助解决电厂主汽温度控制难题

—内模控制:实际上一个实时的机组运行过程控制模块,通过调节一个控制器的输出来控制某一单个过程变量(类似于PID空中模块)。尤其当过程存在一个大的时滞时,通过由过程变量和设定值与过程内模的输出比较所计算出的误差信号,IMC可以提供预测控制,可大大提高控制质量。
    在电厂生产过程中维持主汽温度的稳定极大地影响了机组的安全运行。对于直流锅炉的主汽温度控制主要调节的参数是(1)煤水比(2)过热器减温水量.。MANTRA系统的IMC把水冷壁出口温度作为输入值,并把机组负荷调节指令和水冷壁出口温度等主要指标作为下一级CC模块的前馈补偿,对主汽温度实时监控并及时进行调整,减少了不同的运行方式和各种干扰因素,大大优化了机组的运行过程,减少了机组的热耗率和维护费用。下面就是一个用MANTRA控制气温的典型例子

 


3 CC协调控制模块可以很好的解决再热蒸汽温度控制
优点: 减少机组热耗率, 减少机组维护费用。

—协调控制:用来调节三个控制器的输出完成对某一个过程变量的控制。使用CC模块的目的有两个:首先,它排除了过程的干扰;其次,优化三个控制器的输出以达到长时间的稳态控制。     合理调节再热蒸汽温度的过程量可以减少机组热耗率和中、低压缸的热应力. 控制再热蒸汽温度的调节量有 (1)燃料喷嘴角度, (2)主汽/再热蒸汽烟气挡板开度 (3) 再热器减温水量.。再热蒸汽具有不同的动态和延迟特性。 再热蒸汽温度受到更多与主汽温度相关因素干扰时,使用目前的控制方法得到的效果却往往并不好。 MANTRA 协调控制CC1x3先进的技术在融合所有相关动态状况后去驱动多个的操作量来实现调节再热蒸汽温度。

4 与DCS系统的安全
    作为先进实时控制应用软件,MANTRA与DCS上的控制回路紧密相连。DCS中一些操作约束条件可有效阻止一些不可行的控制状况。通讯中断时,DCS回报警并自动切换到备份模式

    目前,国内自主开发的大型超(超)临界火电机组控制优化技术受到优化控制算法的实时性、稳定性、鲁棒性及与DCS软硬件兼容性等诸多因素的影响,未能得到大量的实际应用,因此,我们认为,在加强研究的同时,适当地部分引进一些国外的优化软硬件,仍有可取之处。但在行业普遍亏损的情况下,推广类似于变参数PID控制、IMC模型预测补偿法等半智能优化控制技术更具有现实意义。