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双容水箱液位控制系统组态与调试

2018-03-19宁薇薇杜晓华

现代工业经济和信息化 2018年18期
关键词:调节器组态液位

宁薇薇, 杜晓华

(国网湖南省电力有限公司技术技能培训中心, 湖南 长沙 410131)

引言

双容水箱作为工业过程控制中常见的被控对象,该液位控制系统具有大惯性滞后、系统参数时变的特点,容易受到外部环境的扰动,且干扰较大,因此,要保持双容水箱的液位受干扰后能稳定在设定值上,采用传统的单回路反馈控制,控制效果比较差,液位波动较大,很难达到平衡[1]。本文将双容水箱设计为串级闭环反馈系统,中水箱液位作为副调节器的被控对象,下水箱作为主调节器的被控对象,利用新华XDPS软件建立水箱液位控制操作界面,并能在操作界面对水位进行操作控制,对水箱液位控制系统进行仿真调试。

1 双容水箱液位串级控制系统组态调试

1.1 定义点目录

在进行双容水箱液位控制系统组态之前,需要根据控制对象的特点,建立全局点目录文件,点目录文件包含了整个液位系统内所有的测点信息,分为模拟量测点和开关量测点[2]。本设计中主要的模拟量测点包括被控量中、下水箱液位,主、副调节器参数,开关量测点主要是电磁阀的开关控制指令,点目录组态如下:

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,主调节器输出,SCS,%,7.2,100,0

1,100,AI007,Kp,主调节器比例放大系数,MCS,%,7.2,100,0

1,100,AI008,Ti,主调节器积分时间常数,MCS,%,7.2,100,0

……

END_AX

BEGIN_DX

1,100,D0001,排水电磁阀控制指令,SCS,0,1

1,100,D0002,出水电动截止阀开反馈,SCS,0,1

……

End_DX

End

1.2 控制算法组态

点目录组态完成后,利用新华XDPS中的DPU组态软件对双容水箱液位系统进行控制策略组态,确定系统内部测点与控制柜中I/O卡件之间的对应关系,主要使用了DEV,EPID,ES/MA等模块,双容水箱液位串级控制系统DPU组态如下页图1所示。

1.3 图形组态

新华XDPS有专用的图形生成软件,利用图形生成软件建立双容水箱液位系统的运行监控界面,完成静态控制画面与动态参数的链接,如下页图2所示,在主监控画面中可进行电磁阀的开关,水位参数的显示,主、副调节器PID参数的设置[3]。

1.4 系统下装

双容水箱液位系统算法组态和图形组态完成后,将定义的系统点目录文件和控制策略组态通过网络下装到DPU或者VDPU,系统点目录文件和监控流程图下装到操作员站或历史数据站。完成离线组态后,系统可进到在线组态状态,操作人员对双容水箱液位系统进行运行与调试[4]。

1.5 水位调试

图1 双容水箱液位串级控制组态主图

图2 双容水箱组态画面生成

在操作员站打开要调试的双容水箱液位控制系统,按照控制要求和控制经验,点击参数设置模块,将主副调节器的P、I、D参数设定到合适值,下水箱水位设定值为45 mm,实际显示的水位围绕设定值上下波动,并呈递减趋势,稳定后实际水位和给定水位一致。

2 结论

本文将双容水箱设计为串级闭环反馈系统,能较好地减少双容对象的容量延迟对液位控制的不利影响,控制效果良好,通过图形生成软件建立了双容水箱液位系统的运行监控界面,能更直观地监测控制状态,更方便地调试系统参数。

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