寧薇薇， 杜曉華

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司技術(shù)技能培訓(xùn)中心， 湖南 長(zhǎng)沙 410131）

引言

雙容水箱作為工業(yè)過程控制中常見的被控對(duì)象，該液位控制系統(tǒng)具有大慣性滯后、系統(tǒng)參數(shù)時(shí)變的特點(diǎn)，容易受到外部環(huán)境的擾動(dòng)，且干擾較大，因此，要保持雙容水箱的液位受干擾后能穩(wěn)定在設(shè)定值上，采用傳統(tǒng)的單回路反饋控制，控制效果比較差，液位波動(dòng)較大，很難達(dá)到平衡[1]。本文將雙容水箱設(shè)計(jì)為串級(jí)閉環(huán)反饋系統(tǒng)，中水箱液位作為副調(diào)節(jié)器的被控對(duì)象，下水箱作為主調(diào)節(jié)器的被控對(duì)象，利用新華XDPS軟件建立水箱液位控制操作界面，并能在操作界面對(duì)水位進(jìn)行操作控制，對(duì)水箱液位控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試。

1 雙容水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)組態(tài)調(diào)試

1.1 定義點(diǎn)目錄

在進(jìn)行雙容水箱液位控制系統(tǒng)組態(tài)之前，需要根據(jù)控制對(duì)象的特點(diǎn)，建立全局點(diǎn)目錄文件，點(diǎn)目錄文件包含了整個(gè)液位系統(tǒng)內(nèi)所有的測(cè)點(diǎn)信息，分為模擬量測(cè)點(diǎn)和開關(guān)量測(cè)點(diǎn)[2]。本設(shè)計(jì)中主要的模擬量測(cè)點(diǎn)包括被控量中、下水箱液位，主、副調(diào)節(jié)器參數(shù)，開關(guān)量測(cè)點(diǎn)主要是電磁閥的開關(guān)控制指令，點(diǎn)目錄組態(tài)如下：

BEGIN_HEAD VERSION OF CONFIGER 2.0 PROJECT

湖南省技培中心DCS

ON 2017年 12月 18日 AT 11：26：46

END_HEAD

BEGIN_AX

1，100，AI001，水箱水位 SP，DAS，mm，7.2，300，0

1，100，AI002，中水箱液位，DAS，mm，7.2，300，0

1，100，AI003，下水箱液位，SCS，mm，7.2，300，0

1，100，AI004，主調(diào)節(jié)器輸出，SCS，%，7.2，100，0

1，100，AI007，Kp，主調(diào)節(jié)器比例放大系數(shù)，MCS，%，7.2，100，0

1，100，AI008，Ti，主調(diào)節(jié)器積分時(shí)間常數(shù)，MCS，%，7.2，100，0

……

END_AX

BEGIN_DX

1，100，D0001，排水電磁閥控制指令，SCS，0，1

1，100，D0002，出水電動(dòng)截止閥開反饋，SCS，0，1

……

End_DX

End

1.2 控制算法組態(tài)

點(diǎn)目錄組態(tài)完成后，利用新華XDPS中的DPU組態(tài)軟件對(duì)雙容水箱液位系統(tǒng)進(jìn)行控制策略組態(tài)，確定系統(tǒng)內(nèi)部測(cè)點(diǎn)與控制柜中I/O卡件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，主要使用了DEV，EPID，ES/MA等模塊，雙容水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)DPU組態(tài)如下頁圖1所示。

1.3 圖形組態(tài)

新華XDPS有專用的圖形生成軟件，利用圖形生成軟件建立雙容水箱液位系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控界面，完成靜態(tài)控制畫面與動(dòng)態(tài)參數(shù)的鏈接，如下頁圖2所示，在主監(jiān)控畫面中可進(jìn)行電磁閥的開關(guān)，水位參數(shù)的顯示，主、副調(diào)節(jié)器PID參數(shù)的設(shè)置[3]。

1.4 系統(tǒng)下裝

雙容水箱液位系統(tǒng)算法組態(tài)和圖形組態(tài)完成后，將定義的系統(tǒng)點(diǎn)目錄文件和控制策略組態(tài)通過網(wǎng)絡(luò)下裝到DPU或者VDPU，系統(tǒng)點(diǎn)目錄文件和監(jiān)控流程圖下裝到操作員站或歷史數(shù)據(jù)站。完成離線組態(tài)后，系統(tǒng)可進(jìn)到在線組態(tài)狀態(tài)，操作人員對(duì)雙容水箱液位系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行與調(diào)試[4]。

1.5 水位調(diào)試

圖1 雙容水箱液位串級(jí)控制組態(tài)主圖

圖2 雙容水箱組態(tài)畫面生成

在操作員站打開要調(diào)試的雙容水箱液位控制系統(tǒng)，按照控制要求和控制經(jīng)驗(yàn)，點(diǎn)擊參數(shù)設(shè)置模塊，將主副調(diào)節(jié)器的P、I、D參數(shù)設(shè)定到合適值，下水箱水位設(shè)定值為45 mm，實(shí)際顯示的水位圍繞設(shè)定值上下波動(dòng)，并呈遞減趨勢(shì)，穩(wěn)定后實(shí)際水位和給定水位一致。

2 結(jié)論

本文將雙容水箱設(shè)計(jì)為串級(jí)閉環(huán)反饋系統(tǒng)，能較好地減少雙容對(duì)象的容量延遲對(duì)液位控制的不利影響，控制效果良好，通過圖形生成軟件建立了雙容水箱液位系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控界面，能更直觀地監(jiān)測(cè)控制狀態(tài)，更方便地調(diào)試系統(tǒng)參數(shù)。