1 引言
任何理论的产生和发展都是人们认识和生产实践需要推动的结果。智能控制理论当然也不例外。传统的控制理论都是建立在数学模型的基础上，无论是控制对象的识别还是控制器的分析设计等。但随着人们认识的深化，认识对象范围的扩大，人们发现越来越多的控制对象具有高度的复杂性，高度的不确定性，用常规的控制理论和算法已经无法模拟和实现控制，因而必须引入智能控制理论和算法及相应的模型才能解决实际的高性能控制问题，燃煤锅炉的智能控制正是基于此而诞生。
在现代工业发展中，国内外燃煤锅炉自动控制主要经历了初创、成熟、扩展几个时期。而燃烧系统控制，始终作为燃煤锅炉自动控制重点课题。美国FOXBORO公司推出I/ASERIS智能锅炉自动控制系统，德国德莱斯勒燃烧器公司,以及英国海威燃烧工程公司研制出锅炉控制系统，其燃烧系统控制都一定条件下，达到了较好控制效果；而锅炉燃烧系统控制采用模型算法发展趋势，大多都采用智能控制、专家系统、模糊控制以及常规控制集成到系统中。
我国燃煤锅炉自动控制系统经过十几年发展，正逐步走向成熟阶段。我国燃煤锅炉燃烧系统控制模型算法发展趋势向国际前沿靠拢，结合燃煤供暖锅炉运行实际，燃煤锅炉燃烧控制系统运行效果一直不很理想。主要表现不能够有效满足负荷需求，热效率不能够到有效提高，投运时过于依赖有经验操作人员，数据化控制不强。如何结合燃煤锅炉运行实际，设计行之有效锅炉燃烧系统控制模型，是燃煤锅炉控制系统中一个迫切需要解决课题。解决这个问题，我们针对北方某供暖小区，采用日本OMRON公司CS1控制系统而研制开发了锅炉智能寻优自动控制系统，保证锅炉安全、稳定、经济运行同时，实现了锅炉智能化、自动寻优控制，达到了保护环境，大大提高锅炉燃烧效率，节约能源的目的。
2 系统的设计与实现
2.1 锅炉系统运行结构分析
小区供暖锅炉系统是一个多容系统。每台炉热负荷用给煤、送风、引风调节，作为内部燃烧系统控制；给水控制任务主控制供水流量和回水流量,间接影响回水温度和供回水温差。单台锅炉内部燃烧系统给煤、送风调节耦合性强；且燃烧控制与给水控制及采暖也有复杂耦合关系。同时，各炉并网运行时各炉之间也相互耦合，特别是取暖负荷变化较大时，各炉间耦合更为突出；而取暖负荷本身调节又是一个带纯滞后非线性过程；解决相互间耦合、过程滞后及非线性过程所带来系统不稳定等，前台程序用Visual Basic语言来实现自动寻优、组织运行算法等，动态数据交换与KINGVIEW上位机软件通讯，实现监测、控制。
2.2 燃烧效率曲线
大多数工业锅炉处于能耗高、浪费大、环境污染等因素，与燃烧有直接关系，从各种燃烧装置实际运行都可知道：空气量不足，燃烧不充分，燃烧效率低；但空气过多也会使排烟带走热量增加，同样也是不经济。以上分析知有图1所示曲线：
图1 燃烧效率曲线
燃烧问题存在一个普遍燃烧效率山顶现象，即热效率对空燃比来说都有一个最大值，可以肯定燃烧效率η是空燃比k上单峰函数，这是燃烧系统进行优化控制基础。可记作：η=f(k)，此函数可燃烧效率与空燃比之间函数关系，达到最佳燃烧值点，提高燃烧效率。
