基于PCS7控制系统的PIDConL功能块在净水厂的应用.docVIP

基于PCS7控制系统的PIDConL功能块在净水厂的应用 　　摘要：本文主要介绍了PCS7过程控制系统的PID功能块PIDConL的应用和基于PIDConL的分程控制、串级控制、程序控制的实现过程，包括工作模式选择、设定值处理、报警消息等。并结合丁栅净水厂的工艺设计在恒压控制、补氯投加控制、絮凝剂投加控制的实际应用进行详细阐述。 　　关键词：PCS7 ; PID; PIDConl; 恒压; 加氯; 加药. 　　Abstract: This paper introduces the PID function block （PIDConL）in the Application of PCS7 process control system and the implementation process of sub-process control, cascade control, Program control based on PIDConL, including the operating mode selection, processing settings, alarming messages. A practical application of constant pressure control , complement chlorine dosing control and flocculant dosing control combined with the process design in DIngShan waterworks is described in detail. 　　Keywords: PCS7； PID；PIDConL；Isobarically; Chlorine dosing; Flocculent dosing;; 　　 　　中图分类号：TV213.9 文献标识码：A 　　前 言 　　Simatic PCS7系统[1]具有独特的开放式平台，结合了DCS和 PLC 的优点，采用了统一的软件开发环境，控制层和操作层实现统一的变量管理；Simatic PCS7系统使用工艺分级配置，使用户可以按照净水厂的工艺进行组态，分为系统级、子系统级、设备级、仪表控制回路等级别。 　　净水厂所应用的DCS或PLC控制系统各不相同，但要实现其关键工艺点（加氯、加药、恒压）都离不开PID控制，简洁的算法、稳定的性能是PID调节关键。在PCS 7 的高级过程库APL中提供了功能强大的PID块——PIDConL，该功能块可方便实现单回路、多回路、串级、超驰、分程等常见的控制形式。 　　 　　一、工艺简介 　　嘉善县丁栅水厂设计规模为制水10万吨/日。采用生物预处理+常规净化处理+臭氧活性炭深度处理工艺，很好地解决太湖流域原水水质富营养问题。主要由药剂投加（混凝剂投加、高锰酸钾投加、微絮凝投加）、絮凝沉淀、滤池过滤（V型砂滤池和活性炭翻板滤池）、臭氧消毒、液氯投加、增压送水、原水提升等工艺组成，工艺流程如图1-1所示： 　　图1-1 　　 　　 　　 　　丁栅水厂深度处理工艺复杂和自动化要求高，涉及到众多的单回路控制和串级控制，如：加药控制、加氯控制、曝气控制等，都是水处理行业控制难点，故本系统采用了西门子公司PCS7过程控制系统(AS417)，过程控制系统由高性能的冗余PLC（AS417-4-2H）系统来组成，遵循分散控制和集中管理原则。按控制功能和工艺要求配置的硬件结构如图1-2所示： 　　图1-2 　　该系统从2010年在丁栅水厂投入运行以来，运行情况良好，性能稳定可靠。提升了制水水质控制性能，嘉善县丁栅水厂的出厂水水质达到了2006年颁发的国家饮用水水质标准。 　　二、PIDConL块基本介绍 　　在PCS7的高级过程库APL中提供了三种PID控制功能块：PIDConL、PIDConR、PIDStepL。其中PIDConL是连续PID控制器，即输出是连续的控制值，相对应地，通过适当的参数设置和扩展组合，使用PIDConL功能块可以方便地实现如下控制： 固定设定值控制、层级控制、比值控制、分程控制。 　　PIDConL功能块不但具备设定值的选择流程、手自动的切换方式等基本PID功能，而且PIDConLPID功能块还能实现如下功能： 　　程序控制模式； 　　设定的斜坡函数； 　　显示偏差值的相关消息； 　　比例和积分计算的函数处理； 　　添加了控制带的功能； 　　新功能使得PIDConL在优化控制算法的同时，能够满足更多的控制需求。功能变化如图2-1所示： 　　 　　图2-1 　　1 . PIDConL块基本回路 　　PIDConL功能块在使用中，连接过程