双容水箱液位控制系统组态与调试

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。