凝汽器與除氧器水位調(diào)節(jié)模糊控制功能模塊的改進(jìn)

馬 燕，王 偉

（大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司，河北 馬頭 056044）

大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司（簡稱“馬頭發(fā)電公司”）9號、10號機(jī)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(chǎn)以來未能實現(xiàn)預(yù)期的控制效果。由于凝汽器水位與除氧器水位的耦合關(guān)系，造成2套控制系統(tǒng)出現(xiàn)動作頻繁且互相干擾，影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)生產(chǎn)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(diào)節(jié)達(dá)到更好的控制效果。和利時MASCV系統(tǒng)提供了模糊控制功能模塊，在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)該模塊的輸出存在不連續(xù)現(xiàn)象，經(jīng)過驗證發(fā)現(xiàn)該模塊在同域間輸出與輸入不是線性關(guān)系，而是階躍形式輸出，因此對模糊控制模塊進(jìn)行了重新編程及改進(jìn)。

1 模糊控制功能模塊應(yīng)用中存在的問題

在馬頭發(fā)電公司9號機(jī)組調(diào)試階段，應(yīng)用和利時MACSV組態(tài)軟件按照功能說明書的要求設(shè)計了模糊控制功能作為修正的PID調(diào)節(jié)回路，其主要結(jié)構(gòu)截圖如圖1所示。

圖1 凝結(jié)水泵變頻器控制回路模糊控制部分

在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)和利時提供的模糊控制模塊（HSFUZZY）輸出呈階躍狀態(tài)，不能實現(xiàn)連續(xù)輸出的要求，導(dǎo)致在模糊控制表域間邊界參數(shù)附近運行時凝汽器變頻器輸出階躍信號，同時會產(chǎn)生振蕩，影響變頻器的運行安全及機(jī)組的正常運行，致使該控制回路無法按照設(shè)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(xù)性信號。

2 模糊控制功能模塊的改進(jìn)

由于和利時提供的模糊控制模塊（HSFUZZY）采用封裝結(jié)構(gòu)，無法在其基礎(chǔ)上進(jìn)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(tǒng)采用Codesys編程軟件為組態(tài)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(jìn)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(jìn)效果分析

將此模糊控制功能模塊FUZZY（FB）導(dǎo)入相應(yīng)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(xiàn)場實踐中觀察得出的模糊控制參數(shù)表（見表1）按照規(guī)則寫入FUZZY模塊。

表1 模糊控制規(guī)則

將參數(shù)下裝至控制站，進(jìn)行現(xiàn)場試驗測試，驗證FUZZY模糊控制功能模塊實際功能達(dá)到工程現(xiàn)場的要求，同時與和利時公司提供的模糊控制模塊進(jìn)行相同參數(shù)下的輸出狀態(tài)比對，其測試部分結(jié)果如圖3、圖4所示。從測試結(jié)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(yīng)用于現(xiàn)場控制系統(tǒng)則會造成控制系統(tǒng)輸出階躍型變化，無法適應(yīng)除氧器凝汽器水位自動調(diào)節(jié)的要求，造成系統(tǒng)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(yīng)值為線性輸出關(guān)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(tǒng)無法投入的問題。

圖3 和利時提供HSFUZZY功能模塊現(xiàn)場測試結(jié)果

圖4 改進(jìn)后FUZZY功能模塊現(xiàn)場測試結(jié)果

圖5 除氧器水位及凝汽器水位模糊控制系統(tǒng)改進(jìn)后曲線

4 結(jié)論

由于和利時模糊控制模塊HSFUZZY不具備在模糊控制表數(shù)據(jù)范圍內(nèi)的線性輸出，此模糊控制模塊FUZZY修改增加了控制表內(nèi)數(shù)據(jù)線性連續(xù)輸出，增加了在自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸出的連續(xù)性，提高了模糊控制的輸出連續(xù)性和準(zhǔn)確性，消除了模糊控制表域間邊界參數(shù)附近運行時的振蕩，并經(jīng)現(xiàn)場運用達(dá)到預(yù)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