雙容水箱液位控制系統組態與調試

寧薇薇， 杜曉華

（國網湖南省電力有限公司技術技能培訓中心， 湖南 長沙 410131）

引言

雙容水箱作為工業過程控制中常見的被控對象，該液位控制系統具有大慣性滯后、系統參數時變的特點，容易受到外部環境的擾動，且干擾較大，因此，要保持雙容水箱的液位受干擾后能穩定在設定值上，采用傳統的單回路反饋控制，控制效果比較差，液位波動較大，很難達到平衡[1]。本文將雙容水箱設計為串級閉環反饋系統，中水箱液位作為副調節器的被控對象，下水箱作為主調節器的被控對象，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進行仿真調試。

1 雙容水箱液位串級控制系統組態調試

1.1 定義點目錄

在進行雙容水箱液位控制系統組態之前，需要根據控制對象的特點，建立全局點目錄文件，點目錄文件包含了整個液位系統內所有的測點信息，分為模擬量測點和開關量測點[2]。本設計中主要的模擬量測點包括被控量中、下水箱液位，主、副調節器參數，開關量測點主要是電磁閥的開關控制指令，點目錄組態如下：

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，主調節器輸出，SCS，%，7.2，100，0

1，100，AI007，Kp，主調節器比例放大系數，MCS，%，7.2，100，0

1，100，AI008，Ti，主調節器積分時間常數，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

點目錄組態完成后，利用新華XDPS中的DPU組態軟件對雙容水箱液位系統進行控制策略組態，確定系統內部測點與控制柜中I/O卡件之間的對應關系，主要使用了DEV，EPID，ES/MA等模塊，雙容水箱液位串級控制系統DPU組態如下頁圖1所示。

1.3 圖形組態

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的運行監控界面，完成靜態控制畫面與動態參數的鏈接，如下頁圖2所示，在主監控畫面中可進行電磁閥的開關，水位參數的顯示，主、副調節器PID參數的設置[3]。

1.4 系統下裝

雙容水箱液位系統算法組態和圖形組態完成后，將定義的系統點目錄文件和控制策略組態通過網絡下裝到DPU或者VDPU，系統點目錄文件和監控流程圖下裝到操作員站或歷史數據站。完成離線組態后，系統可進到在線組態狀態，操作人員對雙容水箱液位系統進行運行與調試[4]。

1.5 水位調試

圖1 雙容水箱液位串級控制組態主圖

圖2 雙容水箱組態畫面生成

在操作員站打開要調試的雙容水箱液位控制系統，按照控制要求和控制經驗，點擊參數設置模塊，將主副調節器的P、I、D參數設定到合適值，下水箱水位設定值為45 mm，實際顯示的水位圍繞設定值上下波動，并呈遞減趨勢，穩定后實際水位和給定水位一致。

2 結論

本文將雙容水箱設計為串級閉環反饋系統，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的運行監控界面，能更直觀地監測控制狀態，更方便地調試系統參數。