本發(fā)明涉及遠(yuǎn)程控制，特別是指一種蒸汽鍋爐運(yùn)行遠(yuǎn)程加藥控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、遠(yuǎn)程控制技術(shù)領(lǐng)域涉及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或通信系統(tǒng)對(duì)分布式設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與操作管理，其核心事項(xiàng)包括數(shù)據(jù)采集、信號(hào)傳輸、執(zhí)行指令下發(fā)及設(shè)備狀態(tài)反饋等，涵蓋工業(yè)生產(chǎn)、能源管理、交通調(diào)度等多個(gè)場(chǎng)景的設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行和集中化控制，整體技術(shù)領(lǐng)域通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)、控制指令編程及通信鏈路構(gòu)建等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的異地管理。

2、其中，傳統(tǒng)蒸汽鍋爐運(yùn)行遠(yuǎn)程加藥控制系統(tǒng)是指在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中為規(guī)避水垢生成或腐蝕而向鍋爐給水或蒸汽系統(tǒng)內(nèi)投加化學(xué)藥劑的控制系統(tǒng)，該主題所針對(duì)的技術(shù)事項(xiàng)是遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)鍋爐水質(zhì)調(diào)節(jié)和藥劑投加管理，傳統(tǒng)方式通過(guò)在鍋爐房?jī)?nèi)設(shè)置就地加藥裝置并由值守人員根據(jù)定時(shí)采樣水質(zhì)分析結(jié)果手動(dòng)調(diào)節(jié)加藥泵啟?；蚴謩?dòng)控制加藥閥門開(kāi)度完成藥劑投放。

3、傳統(tǒng)人工加藥依賴離散時(shí)間點(diǎn)采樣分析，水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測(cè)存在數(shù)據(jù)斷層，無(wú)法捕捉瞬態(tài)波動(dòng)特征，加藥泵啟停調(diào)節(jié)滯后于實(shí)際工況變化，單一閥門控制架構(gòu)缺乏故障隔離能力，管道結(jié)晶或電磁閥卡澀直接導(dǎo)致加藥中斷，藥劑投加量與水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果未形成閉環(huán)驗(yàn)證，調(diào)節(jié)過(guò)程依賴操作人員經(jīng)驗(yàn)判斷，易產(chǎn)生累積性投加誤差，傳熱效率與加藥策略缺乏動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)模型，無(wú)法預(yù)判熱負(fù)荷突變引發(fā)的水質(zhì)惡化趨勢(shì)，系統(tǒng)可靠性受制于人工響應(yīng)速度與設(shè)備物理冗余度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決傳統(tǒng)人工加藥依賴操作人員經(jīng)驗(yàn)判斷，易產(chǎn)生累積性投加誤差，且受制于人工響應(yīng)速度與設(shè)備物理冗余度的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種蒸汽鍋爐運(yùn)行遠(yuǎn)程加藥控制系統(tǒng)。

2、一種蒸汽鍋爐運(yùn)行遠(yuǎn)程加藥控制系統(tǒng)，包括：

3、多源采集模塊，用于通過(guò)傳感器陣列獲取實(shí)時(shí)流量值、壓力值、溫度值，計(jì)算流量偏差、壓力變化、溫度梯度，采用卡爾曼濾波算法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，輸出多源融合數(shù)據(jù)，傳遞至狀態(tài)判決模塊；

4、狀態(tài)判決模塊，用于調(diào)用所述多源融合數(shù)據(jù)，比較流量偏差與偏差閾值，判斷壓力變化趨勢(shì)，通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析模型計(jì)算傳熱關(guān)聯(lián)度，當(dāng)流量偏差超閾值、壓力趨勢(shì)為負(fù)且傳熱關(guān)聯(lián)度低于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，生成加藥路徑阻塞指令，傳遞至路徑切換模塊；

5、路徑切換模塊，用于接收所述加藥路徑阻塞指令，關(guān)閉當(dāng)前電磁閥，開(kāi)啟備用電磁閥，檢測(cè)備用路徑初始流量值與理論值偏移量，偏移量低于流量閾值時(shí)，生成備用路徑啟用信號(hào)，傳遞至質(zhì)量核驗(yàn)?zāi)K；

6、質(zhì)量核驗(yàn)?zāi)K，用于接收所述備用路徑啟用信號(hào)，獲取鍋爐水樣濃度增幅值，將濃度增幅值與水質(zhì)目標(biāo)值進(jìn)行偏移計(jì)算，當(dāng)超過(guò)幅值閾值時(shí)，生成加藥精度異常告警，傳遞至健康演進(jìn)模塊。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述多源融合數(shù)據(jù)包括流量濾波修正值、壓力穩(wěn)定估值和溫度分布矩陣，所述加藥路徑阻塞指令包括流量閾值超限狀態(tài)、壓力變化率負(fù)值和傳熱效率關(guān)聯(lián)度，所述備用路徑啟用信號(hào)包括流量偏差允許值和備用路徑啟用狀態(tài)信號(hào)，所述加藥精度異常告警包括濃度超標(biāo)百分比和水質(zhì)tds偏離值。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述多源采集模塊包括：

9、傳感數(shù)據(jù)匯聚子模塊，通過(guò)流量傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器獲取節(jié)點(diǎn)流量值、壓力值和溫度值，按照節(jié)點(diǎn)編號(hào)歸類并對(duì)齊差異化類別數(shù)據(jù)，剔除異常值并按時(shí)間排序，生成時(shí)序完整采集數(shù)據(jù)；

10、偏差梯度計(jì)算子模塊，調(diào)用所述時(shí)序完整采集數(shù)據(jù)中的流量、壓力和溫度值，計(jì)算相鄰時(shí)刻的流量偏差，分析相鄰節(jié)點(diǎn)間壓力變化與溫度梯度對(duì)流量差異的耦合效應(yīng)，獲取溫差影響下的流量偏移系數(shù)；

11、融合處理輸出子模塊，調(diào)用所述溫差影響下的流量偏移系數(shù)，設(shè)定卡爾曼濾波算法的狀態(tài)轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)與觀測(cè)結(jié)構(gòu)，將偏移系數(shù)輸入狀態(tài)估計(jì)流程中，執(zhí)行狀態(tài)更新操作，生成多源融合數(shù)據(jù)。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述狀態(tài)判決模塊包括：

13、偏差識(shí)別子模塊，調(diào)用所述多源融合數(shù)據(jù)，提取多時(shí)間段的流量數(shù)值與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)流量值，計(jì)算多段流量偏差率，比較篩選偏差率超過(guò)流量偏差閾值的數(shù)據(jù)區(qū)間并編號(hào)分類，得到流量偏差超限區(qū)間；

14、壓力趨勢(shì)子模塊，調(diào)用所述流量偏差超限區(qū)間中多段壓力數(shù)據(jù)，計(jì)算連續(xù)時(shí)間點(diǎn)的壓力差值，判斷趨勢(shì)符號(hào)，篩選連續(xù)負(fù)值區(qū)段并標(biāo)記，生成負(fù)向壓力變化趨勢(shì)區(qū)段；

15、路徑阻塞指令子模塊，調(diào)用所述負(fù)向壓力變化趨勢(shì)區(qū)段中的流量、壓力及傳熱效率數(shù)據(jù)，構(gòu)建灰色關(guān)聯(lián)分析模型，設(shè)定流量為參考序列，傳熱效率為比較序列，計(jì)算并篩選關(guān)聯(lián)度低于傳熱關(guān)聯(lián)基準(zhǔn)值的路徑段，得到加藥路徑阻塞指令數(shù)據(jù)。

16、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述路徑切換模塊包括：

17、電磁閥控制子模塊，接收所述加藥路徑阻塞指令，識(shí)別主通道電磁閥當(dāng)前狀態(tài)并執(zhí)行關(guān)閉動(dòng)作，提取備用路徑地址信息并執(zhí)行電磁閥開(kāi)啟指令，記錄備用通道狀態(tài)標(biāo)志值，生成備用電磁閥切換狀態(tài)值；

18、流量偏移計(jì)算子模塊，基于所述備用電磁閥切換狀態(tài)值，采集備用路徑起始流量，提取配置中設(shè)定的理論流量值，計(jì)算兩者差值后形成偏移序列，提取序列均值作為偏移基準(zhǔn)量，獲取備用路徑初始流量偏移度；

19、路徑啟用判斷子模塊，根據(jù)所述備用路徑初始流量偏移度，提取設(shè)定的流量閾值并進(jìn)行數(shù)值比對(duì)，識(shí)別其是否低于流量閾值，滿足條件時(shí)寫入啟用標(biāo)志值，生成備用路徑啟用信號(hào)。

20、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述備用電磁閥切換狀態(tài)值表示系統(tǒng)是否已成功將電磁閥從主通道切換至備用通道的狀態(tài)標(biāo)志；

21、所述備用路徑初始流量偏移度指?jìng)溆猛ǖ绖倖⒂脮r(shí)實(shí)際流量與理論流量之間的平均差值；

22、所述流量閾值是系統(tǒng)設(shè)定的判斷備用路徑流量是否正?？捎玫钠钌舷拗?，依據(jù)系統(tǒng)自匹配參數(shù)動(dòng)態(tài)設(shè)定。

23、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述質(zhì)量核驗(yàn)?zāi)K包括：

24、濃度采集子模塊，獲取所述備用路徑啟用信號(hào)，采集鍋爐差異化監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水樣濃度當(dāng)前值與初始對(duì)照值，針對(duì)初始對(duì)照值與當(dāng)前濃度值之間的數(shù)值差異，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的濃度增量值，序列排列后確認(rèn)變化趨勢(shì)，獲取濃度增幅值；

25、偏移運(yùn)算子模塊，基于所述濃度增幅值，結(jié)合水質(zhì)控制設(shè)定中的目標(biāo)濃度值，針對(duì)每組濃度增幅值與目標(biāo)濃度值的差值，進(jìn)行逐項(xiàng)絕對(duì)偏移量計(jì)算，聚合濃度偏移幅度，結(jié)合幅值閾值進(jìn)行偏移度比較，得到濃度偏移度；

26、告警判斷子模塊，根據(jù)所述濃度偏移度，篩選超出控制誤差范圍的濃度波動(dòng)點(diǎn)，基于波動(dòng)時(shí)間分布和波動(dòng)幅度，提取符合條件的異常值，通過(guò)持續(xù)波動(dòng)與突變特征進(jìn)一步識(shí)別，歸類濃度異常標(biāo)識(shí)，生成加藥精度異常告警。

27、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述濃度增幅值是單位時(shí)間內(nèi)水樣濃度相較于初始對(duì)照值的變化量；

28、所述濃度偏移度指單位時(shí)間內(nèi)水樣濃度增幅與系統(tǒng)設(shè)定目標(biāo)濃度之間的絕對(duì)值差異，為衡量水質(zhì)調(diào)節(jié)誤差的關(guān)鍵指標(biāo)；

29、所述幅值閾值是判定是否存在異常波動(dòng)，依據(jù)原始數(shù)據(jù)中濃度波動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)差，按3倍標(biāo)準(zhǔn)差原則設(shè)定。

30、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，還包括：

31、健康演進(jìn)模塊，用于接收所述加藥精度異常告警，提取濃度增幅差值、流速監(jiān)測(cè)值進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，采用層次分析法構(gòu)建評(píng)估矩陣，更新路徑優(yōu)先級(jí)排序表，輸出加藥路徑優(yōu)選序列；

32、所述加藥路徑優(yōu)選序列包括濃度流速加權(quán)系數(shù)、層次分析權(quán)重矩陣和路徑優(yōu)先級(jí)排序表。

33、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述健康演進(jìn)模塊包括：

34、濃度差值提取子模塊，獲取所述加藥精度異常告警后監(jiān)測(cè)的當(dāng)前周期加藥濃度值與前一周期加藥濃度值，依據(jù)周期編號(hào)對(duì)齊濃度序列后計(jì)算增幅差值，采集當(dāng)前周期加藥流速監(jiān)測(cè)值并按序標(biāo)記，生成周期濃度流速增幅序列；

35、偏移系數(shù)計(jì)算子模塊，基于所述周期濃度流速增幅序列，對(duì)多組濃度增幅差值與其對(duì)應(yīng)流速監(jiān)測(cè)值按比例系數(shù)賦權(quán)，提取權(quán)重變化幅度擬合濃度流速權(quán)重組，生成路徑濃度偏移系數(shù)；

36、路徑排序輸出子模塊，調(diào)用所述路徑濃度偏移系數(shù)建立路徑優(yōu)先排序評(píng)估向量，按層次分析法構(gòu)建路徑選擇矩陣并設(shè)定一致性檢驗(yàn)基準(zhǔn)值，歸一化權(quán)重后排序確定優(yōu)先級(jí)，建立加藥路徑優(yōu)選序列；

37、所述歸一化權(quán)重采用最大最小歸一化方法，保持原始數(shù)據(jù)的相對(duì)大小關(guān)系。

38、本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果至少包括：

39、通過(guò)實(shí)時(shí)融合流量、壓力、溫度多維度參數(shù)構(gòu)建動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系，通過(guò)卡爾曼濾波算法消除單一傳感器誤差，建立傳熱關(guān)聯(lián)度模型量化水質(zhì)與熱力狀態(tài)耦合關(guān)系，基于灰色關(guān)聯(lián)分析預(yù)判管道堵塞臨界點(diǎn)，采用雙電磁閥冗余架構(gòu)實(shí)現(xiàn)加藥路徑無(wú)感切換，結(jié)合備用路徑流量偏移量實(shí)時(shí)驗(yàn)證確保藥劑輸送穩(wěn)定性，同步執(zhí)行濃度增幅值與目標(biāo)值的閉環(huán)比對(duì)，觸發(fā)自校準(zhǔn)機(jī)制修正投加偏差，形成水質(zhì)調(diào)節(jié)-路徑切換-精度核驗(yàn)的聯(lián)動(dòng)控制鏈，顯著縮短異常響應(yīng)周期，降低傳熱面結(jié)垢速率，維持鍋爐熱效率穩(wěn)定，延長(zhǎng)設(shè)備檢修周期。