河北国华沧东发电有限责任公司 赖剑

摘 要：本文介绍了使用PIR大宏完成对俄制脉冲调节门控制的情况，详细分析PIR大宏的工作原理及在使用中应注意的问题。
关键词：PIR 脉冲控制调节门

某厂＃1机组在2002年进行了DCS系统改造，将原俄制控制系统改为日立的HIACS-7000控制系统。在改造中涉及到DCS系统与现场俄制执行机构的接口。

1 俄制执行机构的接口特点

我们看一下通常情况下一个调节门的控制。

图1

从上图中我们可以看出控制系统与就地的执行机构是通过开度指令联系起来的。控制系统给出开度指令y=k*x 1/Ti∫xdt F，执行机构测量出自己的开度，并与开度指令相比较，驱动电机正转或是反转，使执行机构的开度达到给定值。对于auma等执行机构，这个控制装置是放在现场的控制头；对于DDZⅡ等过去的国产执行机构这个控制头是磁放大器。
然而俄制执行机构比较有特色，它是没有上图所说的这个控制装置的，这样我们就要在控制系统中实现这个控制装置的功能。比较容易想到的是在控制系统中将开度指令与开度反馈进行比较，当这个差值大于正的死区时，输出正信号，驱动电机正转；当这个差值小于正的死区时，输出负信号，驱动电机反转。但是我厂俄制执行机构的开度板子精度和可靠性都远远不够，由于不能准确和可靠地测量出阀门的实际开度，这种设想实际上无法实现。

2 指令时间控制策略的提出

调节器在输入有偏差时，根据设置的参数使开度指令增大或减小。由于对某一个执行机构而言，它的输出转速是确定的，因此开度变化的大小与所需的时间有简单的比例关系。我们自然想到，能不能将控制执行机构开度转变为控制执行机构开关的时间呢？虽然不能准确测量出阀门的实际开度，但是在控制器中准确的测量出阀门开或者关的时间却是简单的。通过一个累加器我们就可以实现。这样就形成了新的控制策略。即比例积分调节器的输出依然是y=k*x 1/Ti∫xdt F。不过这是y的意义不是开度指令，而是指令时间。当它为正时，表示要阀门开多长时间；当它为负时，表示要阀门关多长时间。在控制器中我们测量出开指令或关指令发出了多长时间。当指令时间与阀门的动作时间小于死区时，阀门停止动作。下图便是新控制策略的示意图。

3 在HICAS-7000中利用PIR大宏实现指令时间的控制

在日立公司的HICAS-7000控制系统中，提供了大宏这个功能。它实际上也是用户使用宏命令搭出的一个逻辑，但是这个逻辑编制完成后可作为一个整体，即像一个普通的宏命令一样使用。为便于使用，我们在＃1机组DCS改造中专门编制了这样一个实现上述控制策略的大宏，称之为PIR。图3是一个使用PIR大宏的典型逻辑。我们对PIR大宏的逻辑设计作一分析，以便于大家理解。

图3

PIR大宏包括自动部分和手动部分。自动部分的逻辑在图的上半部分，手动部分的逻辑在图的下半部分。当SW为1时为自动，反之为手动。
先说自动部分。图中SV为定值，PV为被调量。001这个减法器完成了定值与被调量的减法运算，生成了差值。002这个除法器将001生成的差值除以量程的百分之一（即RN）变成百分数。把它变成百分数仅仅是将来设置的比例增益和积分系统好看一点而已。你可以设想一下，如果被调量是发电机功率，而你选择的单位是瓦，则实际系统投运时比例增益将是一个非常小的数，这既难看，同时可能也会出问题的，因为在控制器中每一个数据的字长是又限的，它实际上并不能表示一个无穷大和无穷小的数。
G是比例增益，它即可为正数，也可以为负数。但是我厂现在形成的习惯是G都是正数，如果有一个门需要当SV-PV为正数时是关门时，我们就在大宏外将SV和PV这两个信号调一个个。FV这个信号是调节器的前馈。这样我们知道005这个加法器的输出就等于Y=KX＋F其中K是比例增益，X是偏差，F为前馈。003这个死区的参数由B这个输入信号决定。这样我们就可以通过给PIR大宏的B管脚赋值设定调节器的输入信号死区。