凝汽器與除氧器水位調節模糊控制功能模塊的改進

馬 燕，王 偉

（大唐河北發電有限公司馬頭熱電分公司，河北 馬頭 056044）

大唐河北發電有限公司馬頭熱電分公司（簡稱“馬頭發電公司”）9號、10號機組凝汽器水位控制及除氧器水位控制采用獨立的PID控制，投產以來未能實現預期的控制效果。由于凝汽器水位與除氧器水位的耦合關系，造成2套控制系統出現動作頻繁且互相干擾，影響生產的穩定性及經濟性。經生產過程的實際觀察與分析，對凝汽器及除氧器水位采用模糊控制解耦，將會使凝汽器及除氧器水位的調節達到更好的控制效果。和利時MASCV系統提供了模糊控制功能模塊，在實際應用中發現該模塊的輸出存在不連續現象，經過驗證發現該模塊在同域間輸出與輸入不是線性關系，而是階躍形式輸出，因此對模糊控制模塊進行了重新編程及改進。

1 模糊控制功能模塊應用中存在的問題

在馬頭發電公司9號機組調試階段，應用和利時MACSV組態軟件按照功能說明書的要求設計了模糊控制功能作為修正的PID調節回路，其主要結構截圖如圖1所示。

圖1 凝結水泵變頻器控制回路模糊控制部分

在調試過程中發現和利時提供的模糊控制模塊（HSFUZZY）輸出呈階躍狀態，不能實現連續輸出的要求，導致在模糊控制表域間邊界參數附近運行時凝汽器變頻器輸出階躍信號，同時會產生振蕩，影響變頻器的運行安全及機組的正常運行，致使該控制回路無法按照設計要求投入自動，因此必須要改善模糊控制功能模塊的輸出特性，使模糊控制模塊的輸出為連續性信號。

2 模糊控制功能模塊的改進

由于和利時提供的模糊控制模塊（HSFUZZY）采用封裝結構，無法在其基礎上進行修改，因而須采用按照此工程要求重新建立查表式模糊控制功能模塊的方式重建控制回路。和利時MACSV系統采用Codesys編程軟件為組態核心軟件，在此案例中使用基于Codesys軟件中的ST高級語言對查表式絕對型模糊控制功能模塊進行編程，并制作成和利時功能模塊形式（FB），其核心程序如圖2所示。

圖2 查表式絕對型模糊控制功能模塊核心程序

3 改進效果分析

將此模糊控制功能模塊FUZZY（FB）導入相應的控制站文件，并無擾下裝至其控制回路所在的控制站，同時將在現場實踐中觀察得出的模糊控制參數表（見表1）按照規則寫入FUZZY模塊。

表1 模糊控制規則

將參數下裝至控制站，進行現場試驗測試，驗證FUZZY模糊控制功能模塊實際功能達到工程現場的要求，同時與和利時公司提供的模糊控制模塊進行相同參數下的輸出狀態比對，其測試部分結果如圖3、圖4所示。從測試結果參照模糊控制表可看出，和利時提供的模糊控制模塊輸出呈階躍式變化，如應用于現場控制系統則會造成控制系統輸出階躍型變化，無法適應除氧器凝汽器水位自動調節的要求，造成系統振蕩，反觀重新編程的模糊控制模塊的輸出與模糊控制表中的對應值為線性輸出關系，徹底消除了和利時公司原先提供的模糊控制模塊（HSFUZZY）存在的階躍性輸出問題，解決了除氧器凝汽器水位自動控制系統無法投入的問題。

圖3 和利時提供HSFUZZY功能模塊現場測試結果

圖4 改進后FUZZY功能模塊現場測試結果

圖5 除氧器水位及凝汽器水位模糊控制系統改進后曲線

4 結論

由于和利時模糊控制模塊HSFUZZY不具備在模糊控制表數據范圍內的線性輸出，此模糊控制模塊FUZZY修改增加了控制表內數據線性連續輸出，增加了在自動調節系統的輸出的連續性，提高了模糊控制的輸出連續性和準確性，消除了模糊控制表域間邊界參數附近運行時的振蕩，并經現場運用達到預期的效果，使凝汽器水位及除氧器水位自動正常投入并取得良好的控制效果