寧薇薇， 杜曉華

（國網(wǎng)湖南省電力有限公司技術(shù)技能培訓中心， 湖南 長沙 410131）

引言

雙容水箱作為工業(yè)過程控制中常見的被控對象，該液位控制系統(tǒng)具有大慣性滯后、系統(tǒng)參數(shù)時變的特點，容易受到外部環(huán)境的擾動，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，液位波動較大，很難達到平衡[1]。本文將雙容水箱設(shè)計為串級閉環(huán)反饋系統(tǒng)，中水箱液位作為副調(diào)節(jié)器的被控對象，下水箱作為主調(diào)節(jié)器的被控對象，利用新華XDPS軟件建立水箱液位控制操作界面，并能在操作界面對水位進行操作控制，對水箱液位控制系統(tǒng)進行仿真調(diào)試。

1 雙容水箱液位串級控制系統(tǒng)組態(tài)調(diào)試

1.1 定義點目錄

在進行雙容水箱液位控制系統(tǒng)組態(tài)之前，需要根據(jù)控制對象的特點，建立全局點目錄文件，點目錄文件包含了整個液位系統(tǒng)內(nèi)所有的測點信息，分為模擬量測點和開關(guān)量測點[2]。本設(shè)計中主要的模擬量測點包括被控量中、下水箱液位，主、副調(diào)節(jié)器參數(shù)，開關(guān)量測點主要是電磁閥的開關(guān)控制指令，點目錄組態(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，出水電動截止閥開反饋，SCS，0，1

……

End_DX

End

1.2 控制算法組態(tài)

點目錄組態(tài)完成后，利用新華XDPS中的DPU組態(tài)軟件對雙容水箱液位系統(tǒng)進行控制策略組態(tài)，確定系統(tǒng)內(nèi)部測點與控制柜中I/O卡件之間的對應(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)的運行監(jiān)控界面，完成靜態(tài)控制畫面與動態(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)可進到在線組態(tài)狀態(tài)，操作人員對雙容水箱液位系統(tǒng)進行運行與調(diào)試[4]。

1.5 水位調(diào)試

圖1 雙容水箱液位串級控制組態(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，點擊參數(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，實際顯示的水位圍繞設(shè)定值上下波動，并呈遞減趨勢，穩(wěn)定后實際水位和給定水位一致。

2 結(jié)論

本文將雙容水箱設(shè)計為串級閉環(huán)反饋系統(tǒng)，能較好地減少雙容對象的容量延遲對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)的運行監(jiān)控界面，能更直觀地監(jiān)測控制狀態(tài)，更方便地調(diào)試系統(tǒng)參數(shù)。