【導讀】負荷和給水的平衡關系。本次設計是合理控制汽包水位，其控制方案是于GE90-30PLC. 實現(xiàn)三沖量調節(jié)系統(tǒng)，即前饋-串級復合控制系統(tǒng)。置、上位機工藝操作界面組態(tài)的設計。本鍋爐汽包自控設計選用的美國GEFanuc自動化。較好的經濟和社會效益。汽包水位是保證鍋爐安全運行的必要條件。的水全部汽化，導致鍋爐被燒壞或爆炸；在燃料量不變的情況下，蒸汽流量突然增加，即假水位現(xiàn)象同時高性能的鍋爐產生的蒸汽流量很大，而鍋筒的體積相對來說。較小，所以鍋爐水位控制顯得非常重要[1-2]。不僅影響汽包水位，而且對蒸汽壓力、過熱蒸汽溫度等都有影響。它主要受考慮汽包內。位在允許的范圍內變化。

　　

【正文】 樣 PID 模塊在計算誤差時得到這兩個輸入的偏差 。 PV 和 CV值可從 32020 或 0 至匹配的模擬換算值 32020，或從 0 至 10000，顯示變量為 %至 %PV 和 CV 值可有不同的定標，此時換算因子已包含在 PID 增益當中。圖 42 中各參數(shù)說明如表 41 所列。 表 41 PID 調節(jié)器功能模塊參數(shù)說明 參數(shù) 說明 enable 當通過一觸點使能時，使執(zhí)行 PID 功能 。 SP SP 為控制閉環(huán) 的置位點。置位用 PV值， PID 調節(jié)輸出 CV，使 PV與 SP 匹配。 PV PV為控制閉環(huán)的過程變量，為 %AI 輸入。 MAN 當 MAN 接通時， PID 功能模塊是處于手動狀態(tài)。如 PID 停止手動狀態(tài)，則處于自動。 UP 當 UP 接通時，如果處于手動狀態(tài)，則 CV 輸出值可上調。 DN 當 DN 接通時，如果處于手動狀態(tài)，則 CV 輸出值可下調。 Address 地址為 PID 控制模塊信息的存貯單元。使用不可共享的 40 個 %R 字。 OK 如果當功能模塊正確無誤地執(zhí)行時，則 OK 輸出便接通。若有錯誤則為 OFF。 CV CV 為控制 變量輸出，為 %AQ 模擬輸出。 16 圖 42 LICA101 調節(jié)器功能模塊編程圖 圖 42 中各參數(shù)除第 2 輸入字和第 3 手動控制觸點外， PID 模塊還用到 RefArray 中的 13 個參數(shù)。這些參數(shù)必須在調用模塊之前設置好。其余參數(shù)由 PLC 使用且為不可組態(tài) （ nonconfigurable） 。 表 42 所列的 %Ref 與圖 42 所示 PID 模塊底部的 RefArray Address相同。 “ +” 加與后的編號為數(shù)組中的偏置量。例如，如果 RefArray從 %R100 開始，則 %R113即為手動命令 ，用于設置控制變量 （ CV） 和手動方式的積分功能。其 PID 組態(tài)參數(shù)一覽表如表 42 所列。各參數(shù)詳細說明如表 43 所列。 表 42 PID 組態(tài)參數(shù)一覽表 寄存器 參數(shù) 低位單位 取值范圍 %Ref+0000 回路數(shù) 整數(shù) 0~255 僅用于用戶顯示 %Ref+0001 算法 N/A；由 PLC 設定和維護 不可組態(tài) %Ref+0002 采樣周期 10ms 0（ 每次掃描 ） 是 65535（ 分 ） 9030PLC 最少為 10 分 %Ref+0003 死區(qū) + PV值 0~32020（ 正值 ） %Ref+0004 死區(qū) PV值 32020~0（ 負值 ） %Ref+0005 比例增益 — Kp %/PV% 0~%/% %Ref+0006 微分增益 — Kd 秒 0~ 秒 PID — IND SP CV PV MAN UP DN （ ok） Power flow out if OK %S00007 （ enable） (set point) %R0150 +21000 (process variable) %AI0001 +20950 %M0112 %M0113 %M0114 %AQ0004 Control Variable +25000 RefArray is 40 %R Words %R0100 (reference array) 17 %Ref+0007 積分速率 — Ki 重復 /1000 秒 0~ 重復 /秒 %Ref+0008 CV 偏置 /輸出偏置 CV 值 32020 至 32020（ 加到積分輸出 ） %Ref+0009 上限幅值 CV 值 32020 至 32020（ %Ref+10） 輸出限 %Ref+0010 下限幅值 CV 值 32020 至 32020（ %Ref009） 輸出限 %Ref+0011 最小轉動時間 秒 /全程 0 至 32020 秒至移動 32020CV %Ref+0012 組態(tài)字 低 5 位 誤差 +/的 0~2 位 ,輸出極性 ,微分 %Ref+0013 手動命令 CV 值 CV 為自動 ,或置 CV 為手動 %Ref+0014 控制字 由 PLC 維護，除非位 1 如為 1 時 ,低位設置為超馳 %Ref+0015 內 SP N/A。由 PLC 設置 不可組態(tài) %Ref+0016 內 CV N/A。由 PLC 設置和維護 不可組態(tài) %Ref+0017 內 PV N/A。由 PLC 設置 不可組態(tài) %Ref+0018 輸出 N/A。由 PLC 設置 不可組態(tài) %Ref+0019 不同項存貯 N/A。由 PLC 設置 不可組態(tài) %Ref+0020 %Ref+0021 內部項存貯 N/A。由 PLC 設置 不可組態(tài) %Ref+0022 轉動項存貯 N/A。由 PLC 設置 不可組態(tài) %Ref+0023 %Ref+0024 %Ref+0025 時鐘 （ 最末次執(zhí)行時間 ） N/A。由 PLC 設置 不可組態(tài) %Ref+0026 Y 余數(shù)存貯 N/A。由 PLC 設置 不可組態(tài) %Ref+0027 的低范圍 PV值 32020 至 32020（ %Ref+28） 輸出限 %Ref+0028 的高范圍 PV值 32020 至 32020（ %Ref+28） 輸出限 %Ref+0029 %Ref+0039 留作內部使用 N/A 值 不可組態(tài) RefArray數(shù)組應為 90TM30 PLC 上的 %R 寄存器。注意 ， 如果全部 13 個用戶參數(shù)相同則每次 PID 模塊調用必須使用一個有差別的 40 個字數(shù)組 ， 這是因為該數(shù)組中的其余的字用作內部 PID 模塊貯存。應確保該數(shù)組不擴充至超出內存。 18 組態(tài)用戶參數(shù)時， 選擇 PID 功能塊并按 F10 鍵進到顯示用戶參數(shù)屏面；然后用箭頭鍵選擇字段 ， 鍵入期望值。用戶可用 0 作為多數(shù)缺少值，但不包括 CV 上限幅值， PID模塊的操作 CV 上限幅值應大于 CV 下限幅值。如果用戶參數(shù) （ user Parameter） 中有錯誤的話則 PID 模塊無電流通過，所以修改數(shù)據(jù)時可用一個暫時線圈進行監(jiān)控。 一旦選定不合適的 PID 值，就應定義為 BLKMOV 的常數(shù)項，以便必須時可用作重裝 （ reload） 缺省 PID 用戶參數(shù)。 常規(guī)自動操作將在每次掃描時調用 PID 模塊， 有電流為 Enable， 無電流為 Manual輸入觸點。 該模塊即把當前 PLC 逝去時鐘與上次貯存在內部 RefArray 的 PID 解答時間進行比較。如果此時間差大于 RefArray 的定義在第 3 個字 （ %Ref+2） 采樣周期 時 ， PID運算就用時間差進行解答，且把上次解答時間和控制置變量進行刷新。在 Automatic 方式下，輸出 CV 置于手動命令參數(shù) %Ref+13 中。 PID 模塊可用 CV 上限幅值和 CV 下限幅值限制 CV 輸出 。 如果定義了一個正最小轉動時間 （ Minimum Slew Time） ，則可用來限制 CV 輸出的修改速率。如果 CV范圍或速度極限超出，則積分器中存貯值會調節(jié)以確保 CV 仍在范圍內。這種防復位 （ antireset）終結功能意味著即使誤差試圖使 CV 高于 （ 或低于 ） 限幅值一段時間， CV 輸出將在誤差內改變限幅值。 表 43 PID 組態(tài)參數(shù)詳細說明 數(shù)據(jù)項 說 明 回路數(shù)（ 00） 回路數(shù)是標明 PID 模塊的有較參數(shù)。該參數(shù)是操作員接口設備所定義的一個無符號整數(shù)，可為 PLC 提供一個公用標志若操作邏輯由 Logic master 9030/30/Micro 軟件監(jiān)控，則回路數(shù)可在模塊地址下加以顯示。 算法 （ 01） 是由 PLC 設置的一個無符號整數(shù)，用以識別功能模塊正在使用什么 算法。 ISA 算法定義為算法，而獨立算法則定義為算法 2。 采樣周期（ 02） PID 算法之間的最短時間，以 10ms 為增量計時。如，以 10 為 100ms 采樣周期。 UINT值范圍為大至 65535 作為 分鐘的采樣周期。如果為零，則功能塊被調用 （ 參考下一節(jié) PID 模塊計劃表 ） 。如果當前 PLC 逝去時間剛好或小于上次 PID 應答時間加上采樣周期的話則 PID 算法進行。切記， 9030 不會使用低于 10ms 的應答時間。故此掃描會跳過那些比較短掃描時間。該功能作用可補償實際逝去時間為 100us 之內。如果其值設置為零，則每次功能模 塊使能，否則限制為最小值為 10ms 。 死區(qū) （ +/） （ 03/04） INT 值定義 PV 值的上、下死區(qū)限。如果不需要死區(qū)，則這些值均應為零。如果 PID 誤差 （ SP— PV） 或 （ PV— SP） 介于死區(qū) （ +） 和死區(qū) （ ） 之間，則功能塊將用零誤差解決 19 PID 計算。如果不是零，則死區(qū) （ +） 必須大于零或花區(qū) （ ） 小于零，或者是 PID 功能塊不發(fā)生作用。 43 PID 組態(tài)參數(shù)詳細說明 （ 續(xù) ） 數(shù)據(jù)項 說 明 比例增益 Kp（ 05） 即 INT 數(shù)，在 ISA版中稱為控制器增益， Kp 用于確定 CV 值的變化。以 %/%形式顯示，隱含兩位有效數(shù)字，如輸入 Kp450，則顯示為 ，結果是 Kp 誤差 /100 或450*誤差 100 為 PID 輸出的精度。 Kp 為調節(jié) PID 回路時的主要增益。 微分增益 Kd（ 06） INT 值，用以確定 CV值的誤差。鍵入代表 10ms 的低位時間，則顯示為 秒，且隱含有效數(shù)字兩位。如 Kd 為 120 則顯示為 秒，其結果是 Kd*△誤差 /△時間或120*4/3 精度的 PID 輸出，前提是誤差為每 30ms 變化 4 個 PV值。 Kd 可用于提高低速回路響應但對 PV 輸入噪音很敏感。 積分速率 Ki （ 07） INT 值 ，用以設置積分速率。顯示為帶 3 位有效數(shù)字 。如， Ki =1400ms，即 1400 Repeats/秒，即 Ki*誤差 *dt 或 1400*0*50/1000，即誤差為 20PV值和 50msPLC掃描時間的精度 。 （ 采樣周期為零 ） 。 Ki 為繼 Kp 之后的次級增益。 CV 偏置 /輸出（ 08） 用以設置偏置項一帶符號字的數(shù)值，以計數(shù)單位計量。正反饋控制可通過調節(jié)這一數(shù)值以實現(xiàn) CV 上 /下限幅值時，則防積分飽和 （ ANTIRESET WINDUP） 將被用于 PID積分項。積分項被調成保持輸出限幅值的一個數(shù)值 。 最小旋轉時間（ 11） 字義輸出最小旋轉時間的正整數(shù)的值。該項將限制如何快速地使輸出從 0 變到 100%。它還有限制積分容許如何快速地進行防終結變化的效果。如果不要求限制旋轉速率。則該項應置為零。旋轉速率的限制對滿行程給定以秒計量。 配置字 （ 12） 配置字具有下列格式的一個字的值。 0=誤差項。當這一位置 0， 則 CV 輸出冤魂表示 PID 計算的輸出。當這一位置 1，則CV 輸出將表示 PID 計算輸出的負值。 1=輸 出極性，當這一位置 0，則 CV 輸出將表示 PID 計算的輸出。當這一位置 1，則 CV輸出將表示 PID 計算的輸 出負值。 2=在 PV上的微分作用。當這一位置 0，則微分作用將加于誤差項。當這一位置 1，則微分作用將加于 PV。所有保留位都應為 0。 手動指令 （ 13） 帶符號字的數(shù)值，用以確定手動方式中的輸出。 20 控制字 （ 14） 控制字為一數(shù)字數(shù)據(jù)結構，其中用前 5 位定位如下格式： 0=超馳； 1=自動 /手動； 2=使能 （ 允許操作 ） ； 3=上升； 4=降低 超馳：當超馳位置 1，則功能模塊根據(jù)升速、減速和手動的當前值執(zhí)行，這些數(shù)值將不用離散輸入寫入功能模件。當超馳位置 0，則升速、減速及手動值將設置數(shù)值，后者是由功能模塊的離散輸入定義的，超馳也影響為 SP 所用的值。如果超馳位置位，則功能模塊將不更新 SP 的值，而將根據(jù)數(shù)據(jù)結構中 SP 的值執(zhí)行。 超馳位的用途是允許操作裝置的接口設備來控制。此外，由于 SP 是不更新的，幫操作裝置接口單元，也可設置超馳并進行設置點控制。 使能：使能位將通過使能輸入端進入功能模塊。 手動 /上升 /下降：這三個位將表示當前超馳位為 0 時的三個邏輯 (布 爾 )輸入的姿態(tài)。否則。它們可由外部源進行處置。 SP（ 15） 這是一個表示置位點輸入功能模塊的帶符號字的值。 CV（ 16） 是一個表示功能模塊的 CV 輸出的帶符號字的值。 PV（ 17） 這是一個帶符號字的值以表示輸入功能模塊的過程變量。 輸出 （ 18） 這是一個帶符號字的值，以表示任選可逆應用之前，功能模塊的輸出。如果沒有輸出可逆被配置，而且控制字中的輸出極性位置為 0，則該值將等于 CV 輸出值。如果已選可逆，且輸出極性置為 1，則該值將等于 CV 輸出的負值。 不同項存貯（ 19） 為存貯中間值內存用。該存貯單 元不進行寫入。 內部項 貯 為存貯中間值內存用。該存貯單元不進行寫入。 表 44 PID 組態(tài)參數(shù)詳細說明 （ 續(xù) ） 數(shù)據(jù)項 說 明 旋轉項存貯（ 22） 為存貯中間值內存用。該存貯單元不進行寫入。 時鐘 （ 2325） 內部耗時的存貯 （ 最后執(zhí)行的時間 ） 。對該存貯單元不進行寫入。 Y 余數(shù) (26) 保留余數(shù)作積分器部分換算的 0 穩(wěn)態(tài)誤差。 降低范圍 （ 27） SP、 PV用于面板顯示的降低范圍。 上升范圍 （ 28） SP、 PV用于面板顯示的上升范圍。 保留 （ 2939） 留作 GE、 FANUC 使用，對其它用 途不能用。 29~34 留作內用， 3539 外用。 21 這種 Automatic 方式下 Manual Command 跟蹤 CV 和 Manual 方式之間進行無振動（ bump less） 傳送操作。 CV 上、下限幅值和最小轉動時間 （ Minimum Slew Time） 仍用于手動方式的 CV 輸出，而存貯在積分器中的內存值則被刷新。其意義是如果用戶即將進入到手動方式的 Manual Command， CV 輸出不會改變最小轉動時間速率的限制內容，也不會高過或低于 CV 上限幅值或 CV 下限幅值。 如表 53 所述， PID 功能塊可讀取 13 個用戶參數(shù) ，而使用其余的 40 字 RefArray 用于內部 PID 存貯。一般情況下用戶不需進行修改。如果用戶在長時間延遲后在 Auto 模式下正調用 PID 模塊，可用 SVCREQ16 加裝當前 PLC 逝去時間時鐘到 %Ref+23 去更新上次 PID 解決 （ 處理 ） 時間以避免積分器上發(fā)生多級變化。若已設置超馳低位控制字（ %Ref+14） 至 1，緊接的 4 位控制字必須設置為控制 PID 模塊輸入觸點 ， 內部 SP 和 PV必須設置。這是因為用戶已把 PID 模塊控制從梯形邏輯狀態(tài)撤出。 22 第 5 章 監(jiān)控軟件 及組態(tài)設計 監(jiān)控軟件 CIMPLICITY HMI 簡 介 GE Fanuc 是美國第一批在滿足了由國際標準化組織指定的最全面最嚴格的所有I