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DCS控制系统的应用
- 2020-04-11-

  DCS控制系统一般应用于电力、石化和治金等行业,近些年来也已经开始在核电站中得到应用。比例一积分一微分(DCS)控制器是自动控制中的控制方法。

  本文介绍了DCS控制器无扰切换的概念和方法,井以福清核电站所用的1/ A Series DCS控制系统为背景,对核电站中典型的PID控制原理以及无扰切换的实现方法进行阐述,并提出了改进建议和措施,以适合无扰切换的要求。

  蒸汽转换器除氧器压力控制为了保护执行机构和系统,经常会根据一些报警信号来强制执行机构全开或者全关,以便保护整个工艺系统,这种控制就是超弛控制。在蒸汽转换器除氧器压力控制中,除氧器的高水位报警作为除氧器压力控制的超弛信号,用于关闭入口蒸汽减压阀STROO1VV。

  DCS控制系统在正常运行情况下,当超弛信号“蒸汽转换器除氬器水位高”为0时,001RG_SW2的输出等于INP1, AOUTR模块的HLIM参数等,系统正常运行。

  当报警发生时,超弛信号从0变为1,导致001RGSW2的输出从INP1切换到INP2,即输出从百分百切换到0%。此时 AOUTR的高限值HLIM等于0%,而低限值本来就等于0%。这样的话,不管AOUTR的输入是多少,即不管PID控制器的输出是多少, AOUTR的输出都等于0%,阀门关闭。

  这个方案在不破坏原有PID模板的基础上,实现了超弛控制,但是该方案的问题在于没有实现无扰切换。例如当超弛信号消失时, AOUTR的高低限值要恢复到默认值, AOUTR的输出从0%恢复到PID控制器的输出,会导致工艺系统大幅的振荡。因此为了解决无扰切换的问题,提出了新的改进的方法。

  DCS控制器已经被应用在核电领域,但无扰切换一直是PID控制设计中需要考虑的重要问题。

  本文先介绍了概念和方法。同时介绍了DCS的标准模板,并详细说明了模板中如何实现自动和手动控制的无扰切换。

  因此对该方案进行了改进,在控制回路中加入了切换模块,不但可以好地实现了超弛控制,而且实现了无扰切换。该方案已经过现场调试,并在福清核电现场得到了应用。