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烟气脱硫控制系统是以智能控制器为核心,对燃煤废气处理过程进行调节,从而减少SO2排放的系统。该系统长期处于强酸强碱、多粉尘的恶劣环境中,设备的损坏和腐蚀十分严重,极易导致系统故障,继而影响脱硫效果。 为了解决上述问题,实现降低控制系统故障率、提高脱硫效果和运行稳定性的目标,本论文以实际项目为研究对象,根据双碱法烟气脱硫技术的工艺流程和控制要求,结合现场实际情况设计并建立了一套完整的脱硫控制系统。在此之上又研究将以故障树分析法为基础的专家系统应用到故障诊断中,实现专家系统与脱硫控制系统相结合,在实际应用中达到预期的目标,能够有效提高控制系统的性能,减少故障的产生。论文的主要内容包括以下三方面。 首先,探讨脱硫工艺的常用方法,并分析其优势和缺陷,选取符合要求的双碱法脱硫技术,并研究其工艺流程和控制要求,然后在熟悉流程和要求的基础之上规划控制方案。采用S7-1200 PLC作为脱硫控制系统的智能控制器,根据现场传感器采集的数据类型和信号数量,搭配相应的I/O模块,将采集的数据与信号处理之后传输给上位机,为脱硫控制系统的实时监控和专家系统的建立做准备。而后利用TIA Portal V13按照控制系统硬件组成进行组态,依据控制要求编写脱硫程序,调节设备的运转状态。 其次,研究专家系统的特点、组成、建立过程以及诊断方法,引入故障树模型完成知识的获取过程,实现知识库、推理机的建立。重点研究故障树分析法与专家系统的结合,以脱硫塔失效模型为例,从故障树的表示与构建、定性分析、定量计算等方面进行深入剖析。 最后,将含有故障树模型的专家系统应用到实际脱硫控制系统的诊断环节,从多种知识源获取知识与经验并搭建知识库,利用故障树模型设计推理机并计算重要度,采用规则框架法进行诊断推理过程的梳理,编写软件程序实现诊断功能。在系统投入使用之后,统计脱硫率和故障次数,通过绘制的折线图可以证明专家系统的应用能够明显提高脱硫效果和系统稳定性。