凝汽器与除氧器水位调节模糊控制功能模块的改进

马 燕，王 伟

（大唐河北发电有限公司马头热电分公司，河北 马头 056044）

大唐河北发电有限公司马头热电分公司（简称“马头发电公司”）9号、10号机组凝汽器水位控制及除氧器水位控制采用独立的PID控制，投产以来未能实现预期的控制效果。由于凝汽器水位与除氧器水位的耦合关系，造成2套控制系统出现动作频繁且互相干扰，影响生产的稳定性及经济性。经生产过程的实际观察与分析，对凝汽器及除氧器水位采用模糊控制解耦，将会使凝汽器及除氧器水位的调节达到更好的控制效果。和利时MASCV系统提供了模糊控制功能模块，在实际应用中发现该模块的输出存在不连续现象，经过验证发现该模块在同域间输出与输入不是线性关系，而是阶跃形式输出，因此对模糊控制模块进行了重新编程及改进。

1 模糊控制功能模块应用中存在的问题

在马头发电公司9号机组调试阶段，应用和利时MACSV组态软件按照功能说明书的要求设计了模糊控制功能作为修正的PID调节回路，其主要结构截图如图1所示。

图1 凝结水泵变频器控制回路模糊控制部分

在调试过程中发现和利时提供的模糊控制模块（HSFUZZY）输出呈阶跃状态，不能实现连续输出的要求，导致在模糊控制表域间边界参数附近运行时凝汽器变频器输出阶跃信号，同时会产生振荡，影响变频器的运行安全及机组的正常运行，致使该控制回路无法按照设计要求投入自动，因此必须要改善模糊控制功能模块的输出特性，使模糊控制模块的输出为连续性信号。

2 模糊控制功能模块的改进

由于和利时提供的模糊控制模块（HSFUZZY）采用封装结构，无法在其基础上进行修改，因而须采用按照此工程要求重新建立查表式模糊控制功能模块的方式重建控制回路。和利时MACSV系统采用Codesys编程软件为组态核心软件，在此案例中使用基于Codesys软件中的ST高级语言对查表式绝对型模糊控制功能模块进行编程，并制作成和利时功能模块形式（FB），其核心程序如图2所示。

图2 查表式绝对型模糊控制功能模块核心程序

3 改进效果分析

将此模糊控制功能模块FUZZY（FB）导入相应的控制站文件，并无扰下装至其控制回路所在的控制站，同时将在现场实践中观察得出的模糊控制参数表（见表1）按照规则写入FUZZY模块。

表1 模糊控制规则

将参数下装至控制站，进行现场试验测试，验证FUZZY模糊控制功能模块实际功能达到工程现场的要求，同时与和利时公司提供的模糊控制模块进行相同参数下的输出状态比对，其测试部分结果如图3、图4所示。从测试结果参照模糊控制表可看出，和利时提供的模糊控制模块输出呈阶跃式变化，如应用于现场控制系统则会造成控制系统输出阶跃型变化，无法适应除氧器凝汽器水位自动调节的要求，造成系统振荡，反观重新编程的模糊控制模块的输出与模糊控制表中的对应值为线性输出关系，彻底消除了和利时公司原先提供的模糊控制模块（HSFUZZY）存在的阶跃性输出问题，解决了除氧器凝汽器水位自动控制系统无法投入的问题。

图3 和利时提供HSFUZZY功能模块现场测试结果

图4 改进后FUZZY功能模块现场测试结果

图5 除氧器水位及凝汽器水位模糊控制系统改进后曲线

4 结论

由于和利时模糊控制模块HSFUZZY不具备在模糊控制表数据范围内的线性输出，此模糊控制模块FUZZY修改增加了控制表内数据线性连续输出，增加了在自动调节系统的输出的连续性，提高了模糊控制的输出连续性和准确性，消除了模糊控制表域间边界参数附近运行时的振荡，并经现场运用达到预期的效果，使凝汽器水位及除氧器水位自动正常投入并取得良好的控制效果