CN113495586B - Pi调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明于控制系统，具体涉及一种PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统及方法，系统由PI调节器、调节器手操器、总阀位分配指令单元、大阀手操器和小阀手操器的组成，阀门工作模式判断单元向总阀位分配指令单元和调节限值变换单元发送模式信号，调节限值变换单元限定上下限，经PI调节、调节器手操器输出至总阀位分配指令单元后，转换为小、大阀自动指令，从而进行大小阀多模式除氧器液位控制，本系统及方法能够在不变PI参数的情况下，满足多种控制模式，并解决调节空行程和积分饱和的问题。

Description

PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统及方法

技术领域

本发明属于控制系统，具体涉及一种基于单调节器和大小阀并联的除氧器 液位控制系统及方法。

背景技术

某核电机组除氧器液位控制设置两路通流能力不同的、并联布置的管道和 阀门，用于控制进入除氧器的凝结水流量。如图1，一般情况下，机组负荷低、 给水需求较小时，由通流较小的阀门控制除氧器液位，机组负荷高、给水需求 较大时，由通流大的阀门控制除氧器液位或大小阀门共同控制除氧器液位。机 组调试阶段，通过逻辑优化增设小阀的手操器，实现了大小阀具备大阀单独自 动模式、小阀单独自动模式、双阀自动模式、双阀手动模式共计4种手自动组 合的控制方式。无论哪种模式都是接受相同PI调节器输出指令，由于两个调节阀的流量特性不同，一套PI参数很难满足不同模式的控制。存在调节空行程和 积分饱和的问题。如果通过常规的分模式变PI参数运行的方式进行控制，多套 PI参数整定必将带来调试时间长，需要长期占用调试窗口的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统 及方法，能够在不变PI参数的情况下，满足多种控制模式，并解决调节空行程 和积分饱和的问题。

本发明的技术方案如下：

PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，包括PI调节器、调节器 手操器、总阀位分配指令单元、大阀手操器和小阀手操器，PI调节器接收来自 上游控制逻辑发出的设定值与实际值信号，将其转换为自动控制阀位总指令信 号，发送给调节器手操器，调节器手操器将其转换为阀位总指令信号，将其发送给总阀位分配指令单元，总阀位分配指令单元分别给大阀手操器和小阀手操 器发送自动指令信号，大阀手操器和小阀手操器将自动指令信号分别转换为大 阀开度指令信号和小阀开度指令信号，

包括调节限值变换单元和阀门工作模式判断单元；

所述的阀门工作模式判断单元向调节限值变换单元发送大阀单独自动模式 和小阀单独自动模式2种阀门工作模式信号，并向总阀位分配指令单元发送小 阀单独自动的阀门工作模式信号；

所述的调节限值变换单元接收阀门工作模式判断单元发送来的大阀单独自 动模式和小阀单独自动模式信号，产生PI调节器的输出上限信号和输出下限信 号，并发送至PI调节器。

所述的阀门工作模式判断单元通过调用大阀、小阀投切手自动的状态，进 行逻辑判断，输出大阀单独自动模式、小阀单独自动模式、双阀自动模式和双 阀手动模式4种工作模式信号。

所述的4种工作模式信号分别为：

当大阀投入自动，小阀未投入自动两个条件都满足时，经过与门输出为“大 阀单独自动模式”信号；

当小阀投入自动，大阀未投入自动两个条件都满足时，经过与门输出为“小 阀单独自动模式”信号；

当大阀投入自动，小阀也投入自动两个条件都满足时，经过与门输出为“双 阀自动模式”信号；

当大阀未投入自动，小阀也未投入自动两个条件都满足时，经过与门输出 为“双阀手动模式”信号。

调节限值变换单元包括两个切换模块，第一切换模块和第二切换模块，其 中第一切换模块在小阀单独自动模式时工作，输出PI调节器输出上限，第二切 换模块在大阀单独自动模式时工作，输出PI调节器输出下限。

当小阀单独自动模式时，第一切换模块选择36为PI调节器的输出上限，并 发送至PI调节器的“输出上限”接口；当非小阀单独自动模式时，第一切换模 块选择100为PI调节器的输出上限，并发送至PI调节器的“输出上限”接口。

当大阀单独自动模式时，第二切换模块选择16为PI调节器的输出下限，并 发送至PI调节器的“输出下限”接口；当非大阀单独自动模式时，第二切换模 块选择0为PI调节器的输出下限，并发送至PI调节器的“输出下限”接口。

所述的总阀位分配指令单元输出大阀开度指令信号，大阀开度指令信号直 接传递给大阀手操器的自动指令接口处，或者根据当时所处的手自动模式，进 行小阀单独自动模式和非小阀单独自动模式两者的选择输出，输出值传递给小 阀手操器的自动指令接口处。

所述的总阀位指令分配单元通过函数模块F₂(X)输出大阀开度指令信号； 通过函数模块F₁(X)和F₅(X)进行小阀单独自动模式和非小阀单独自动模式两者 的选择输出；其中，F₁(X)为y₁＝2.5x₁、0≤x₁≤16、0≤y₁≤40；F₅(X)为y₅＝2.78x₅、 0≤x₅≤36、0≤y₅≤100；F₂(X)为y₂＝1.19(x₂-16)、16≤x₂≤100、0≤y₂≤100；x₁、 x₂和x₅均为对应函数采集到的阀位总指令信号、y₁为“非小阀单独自动模式” 的小阀开度指令、y₅为“小阀单独自动模式”的小阀开度指令、y₂即大阀开度 指令。

PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制控制方法，其基于上述的PI调 节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，在小阀自动、大阀手动的小阀单 独自动模式下，其按照如下步骤：

步骤1、小阀单独投入自控控制，阀门工作模式判断单元产生相关阀门工作 模式信号，将该信号传递至总阀位分配指令单元和调节限值变换单元；

步骤2、调节限值变换单元根据阀门工作模式判断单元的阀门工作模式信 号，产生PI调节器的输出上限和下限信号，并传递给PI调节器的“输出上限”和“输出下限”接口；

步骤3、PI调节器接收来自调节限值变换单元的输出上限和下限信号，运算 产生输出值至调节器手操器；

步骤4、调节器手操器接收来自PI调节器的输出值信号，调节器手操器再 直接将此信号作为输出值传递至总阀位分配指令单元；

步骤5、总阀位分配指令单元接收来自阀门工作模式判断单元的阀门工作模 式信号和调节器手操器的输出值，在这两个信号的作用下总阀位分配指令单元 产生小阀自动指令，传递至小阀手操器，同时产生大阀自动指令，传递至大阀 手操器；

步骤6、小阀手操器接收来自总阀位分配指令单元的小阀自动指令，并传递 至现场实体设备小阀，同时大阀手操器也接收来自总阀位分配指令单元的大阀 自动指令，由于大阀此时处于手动模式，自动指令无效，大阀手操器的输出值 则为操作员人为输入的指令，将操作员输入的指令传递至现场实体设备大阀。

PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制控制方法，其基于上述的PI调 节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，小阀手动、大阀自动的大阀单独 自动模式下，其按照如下步骤：

步骤1、大阀单独投入自控控制，阀门工作模式判断单元产生相关阀门工作 模式信号，并传递至总阀位分配指令单元和调节限值变换单元；

步骤2、调节限值变换单元根据阀门工作模式判断单元的阀门工作模式信 号，产生PI调节器的输出上限和下限信号，传递给PI调节器的“输出上限”和 “输出下限”接口；

步骤3、PI调节器接收自调节限值变换单元的输出上限和下限信号，运算产 生“16-100”输出值，并将输出值发送至调节器手操器；

步骤4、调节器手操器接收自PI调节器的输出值信号，调节器手操器再直 接将此信号传递至总阀位分配指令单元；

步骤5、总阀位分配指令单元接收自阀门工作模式判断单元的阀门工作模式 信号和调节器手操器的输出值信号，并产生大阀自动指令，传递至大阀手操器； 同时也产生小阀自动指令，传递至小阀手操器；

步骤6、大阀手操器接收来自总阀位分配指令单元的大阀自动指令，将其输 出并传递至现场实体设备大阀，小阀手操器接收来自总阀位分配指令单元的小 阀自动指令，由于小阀此时处于手动模式，自动指令无效，小阀手操器的输出 值则为操作员人为输入的指令，并将操作员输入的指令传递至现场实体设备小阀。

PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制控制方法，其基于上述的PI调 节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，在小阀自动、大阀自动的双阀自 动模式下，其按照如下步骤：

步骤1、大小双阀都投入自控控制，阀门工作模式判断单元产生相关阀门工 作模式信号，递至总阀位分配指令单元和调节限值变换单元；

步骤2、调节限值变换单元根据阀门工作模式判断单元的阀门工作模式信 号，产生PI调节器的输出上限和下限信号，并传递给PI调节器的“输出上限”和“输出下限”接口；

步骤3、PI调节器接收来自调节限值变换单元的输出上限和下限信号，运算 输出值发送至调节器手操器；

步骤4、调节器手操器接收来自PI调节器的输出值信号，调节器手操器将 此信号输出至总阀位分配指令单元；

步骤5、总阀位分配指令单元接收来自阀门工作模式判断单元的阀门工作模 式信号和调节器手操器的输出信号，调节器手操器的对应输出值经总阀位分配 指令单元转换产生小阀自动指令，传递至小阀手操器；同时调节器手操器的对 应输出值经总阀位分配指令单元转换产生大阀自动指令，传递至大阀手操器；

步骤6、小阀手操器接收到来自总阀位分配指令单元的小阀自动指令，将此 信号传递至现场实体设备小阀，大阀手操器接收来自总阀位分配指令单元的大 阀自动指令，将此信号传递至现场实体设备大阀。

本发明的显著效果如下：

阀门工作模式判断单元，通过调用大阀、小阀投切手自动的状态，进行简 单的与组态逻辑判断，输出大阀单独自动模式、小阀单独自动模式、双阀自动 模式和双阀手动模式4种工作模式的判断，并使几种模式信号可以被其他单元 调用；

增设调节限值变换单元，调用阀门工作模式判断单元的相关阀门工作模式 信号，再根据单元3中F(X)1、F(X)2、F(X)5三个指令函数模块的X轴数值 设置对应阀门工作模式的上限和下限，最后利用切换模块进行选择后将他们输 出至PI调节器的对应引脚。该单元为本发明核心，用于改变PI调节器输出的上限和下限；

启用PI调节器模块的输出上限和下限外部赋值引脚，使模块原始固定的输 出上限和下限改变为调用调节限值变换单元的相关信号并随之变化。

阀门工作模式判断单元与调节限值变换单元使得各种模式下，大阀和小阀 的指令斜率基本一致，因此实现了一套PI参数控制两个不同流量特性阀门的问 题，有效的解决了调节空行程、调节回头慢以及积分饱和等问题。经过模拟测 试和带阀门实测，使用本发明的控制方法效果良好，达到了预期目的。

附图说明

图1为除氧器液位控制管道和阀门布置图；

图中：101.来自凝汽器、102.凝结水泵、103.大调节阀、104.小调节阀、105. 电动旁路阀、106.电动隔离阀、107.去往除氧器；

图2为现有除氧器液位控制方法原理图；

图3为PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统原理图；

图4为总阀位分配指令单元示意图；

图5为阀门工作模式判断单元示意图；

图6为调节限值变换单元示意图；

图中：1.PI调节器；2.调节器手操器；3.总阀位分配指令单元；4.大阀手操 器；5.小阀手操器；6.阀门工作模式判断单元；7.调节限值变换单元。

具体实施方式

下面通过附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图2所示，现有设计中控制系统包括PI调节器1、调节器手操器2、总阀 位分配指令单元3、大阀手操器4和小阀手操器5。

其中PI调节器1接收来自上游控制逻辑发出的设定值与实际值信号，将其 转换为自动控制阀位总指令信号，发送给调节器手操器2，调节器手操器2将其 转换为阀位总指令信号，将其发送给总阀位分配指令单元3，总阀位分配指令单 元3分别给大阀手操器4和小阀手操器5发送自动指令信号，大阀手操器4和 小阀手操器5将自动指令信号分别转换为大阀开度指令信号和小阀开度指令信 号，分别控制大阀和小阀。

如图4所示，总阀位分配指令单元3的原理为：

F₁(x)为“非小阀单独自动模式”的指令函数，用于将总阀位指令转化为“非 小阀单独自动模式”下的小阀自动指令，其数学表达式式为y₁＝2.5x₁、0≤x₁≤ 16、0≤y₁≤40。F₅(x)为“小阀单独自动模式”的指令函数，用于将总阀位指令 转化为“小阀单独自动模式”下的小阀自动指令，其数学表达式式为y₅＝2.78x₅、 0≤x₅≤36、0≤y₅≤100。F₂(x)为大阀指令函数，用于将总阀位指令转化为大阀 自动指令，其数学表达式式为y₂＝1.19(x₂-16)、16≤x₂≤100、0≤y₂≤100。(x₁、 x₂和x₅均为阀位总指令信号、y₁为“非小阀单独自动模式”的小阀开度指令、 y₅为“小阀单独自动模式”的小阀开度指令、y₂即大阀开度指令)。

当函数模块F₂(X)接受来自调节器手操器2的输出值(即为总阀位指令)至 指令函数F₂(x)的X轴输入端，经F₂(x)运算，则在F₂(x)的Y轴输出大阀开度指 令信号，大阀开度指令信号直接传递给大阀手操器的自动指令接口处；

当函数模块F₅(X)接受来自调节器手操器7的输出值(即为总阀位指令)至 指令函数F₅(x)的X轴输入端，经F₅(x)运算，则在F₅(x)的Y轴输出小阀“小阀 单独自动模式”下的小阀开度指令信号，小阀开度指令信号传递给选择模块；

当函数模块F₁(X)接受来自调节器手操器7的输出值(即为总阀位指令)至 指令函数F₁(x)的X轴输入端，经F₁(x)运算，则在F₁(x)的Y轴输出小阀“非小 阀单独自动模式”下的小阀开度指令信号，小阀开度指令信号传递给选择模块；

当选择模块同时接受到来自F₅(X)和F₁(X)的输出值时，则根据当时所处的 手自动模式，将进行选择输出。当小阀处于“小阀单独自动模式”则将来自F₅(X) 的数值输出；当小阀处于“非小阀单独自动模式”则将来自F₁(X)的数值输出。 选择模块的输出值传递给小阀手操器的自动指令接口处。

如图5所示，阀门工作模式判断单元6的原理为：

当大阀投入自动，小阀未投入自动两个条件都满足时，经过与门输出为“大 阀单独自动模式”信号；当小阀投入自动，大阀未投入自动两个条件都满足时， 经过与门输出为“小阀单独自动模式”信号；当大阀投入自动，小阀也投入自 动两个条件都满足时，经过与门输出为“双阀自动模式”信号；当大阀未投入 自动，小阀也未投入自动两个条件都满足时，经过与门输出为“双阀手动模式”信号。4种工作模式信号可以被其他区单元调用。

通过调用大阀、小阀投切手自动的状态，进行简单的与组态逻辑判断，输 出大阀单独自动模式、小阀单独自动模式、双阀自动模式和双阀手动模式4种 工作模式的判断，并使几种模式信号可以被其他区单元调用。

如图6所示，调节限值变换单元7包括两个切换模块，第一切换模块和第 二切换模块，其中第一切换模块在小阀单独自动模式时工作，输出PI调节器输 出上限，第二切换模块在大阀单独自动模式时工作，输出PI调节器输出下限。 上述的切换模块就是切换开关

调节限值变换单元7接收来自阀门工作模式判断单元6发送来的大阀单独 自动模式和小阀单独自动模式信号。当是小阀单独自动模式时，第一切换开关 选择36为PI调节器的输出上限，并发送至PI调节器的“输出上限”接口；当 非小阀单独自动模式时，第一切换开关选择100为PI调节器的输出上限，并发送至PI调节器的“输出上限”接口。当是大阀单独自动模式时，第二切换开关 选择16为PI调节器的输出下限，并发送至PI调节器的“输出下限”接口；当 非大阀单独自动模式时，第二切换开关选择0为PI调节器的输出下限，并发送至PI调节器的“输出下限”接口。

本发明最终逻辑如图3所示，对比原有设计(如图2)本系统增加了调节限 值变换单元7和阀门工作模式判断单元6，其中阀门工作模式判断单元6向调节 限值变换单元7发送大阀单独自动模式和小阀单独自动模式2种阀门工作模式 信号，向总阀位分配指令单元3发送小阀单独自动的阀门工作模式信号。调节 限值变换单元7接收阀门工作模式判断单元6发送来的大阀单独自动模式和小阀单独自动模式信号，产生PI调节器的输出上限信号和输出下限信号，并分别 发送至PI调节器1的“输出上限”和“输出下限”接口。

结合前文对图4、5、6的介绍，分别描述3种模式下的信号传递过程：

情况一、小阀自动、大阀手动的小阀单独自动模式

步骤1、当小阀单独投入自控控制时，阀门工作模式判断单元6产生相关阀 门工作模式信号(如图5，即小阀单独自动模式为“1”，其他为“0”)，该信号 传递至总阀位分配指令单元3和调节限值变换单元7。

步骤2、调节限值变换单元7根据阀门工作模式判断单元6的阀门工作模式 信号，产生PI调节器的输出上限(本实施取36)和下限信号(本实施取0)，并 传递给PI调节器1的“输出上限”和“输出下限”接口。

步骤3、PI调节器1接受来自调节限值变换单元7的输出上限和下限信号， 运算产生“0-36”输出值，并将输出值发送至调节器手操器2；

步骤4：调节器手操器2接受来自PI调节器1的输出值信号，调节器手操 器2再直接将此信号作为输出值(0-36)送出，传递至总阀位分配指令单元3。

步骤5：总阀位分配指令单元3接受来自阀门工作模式判断单元6的阀门工 作模式信号和调节器手操器2的输出值，在这两个信号的作用下总阀位分配指 令单元3产生“0-100”小阀自动指令(如图4所示，此时选择F₅(X)一路，前文 所述F₅(X)函数数学表发式为y₅＝2.78x₅、0≤x₅≤36、0≤y₅≤100，恰好契合)， 传递至小阀手操器5；同时也产生“0-100”大阀自动指令，传递至大阀手操器4。

步骤6：小阀手操器5接受到来自总阀位分配指令单元3的“0-100”小阀 自动指令，将此信号作为输出值(0-100)送出，传递至现场实体设备小阀。同 时大阀手操器4也接受到来自总阀位分配指令单元3的“0-100”大阀自动指令，但是由于大阀此时处于手动模式，自动指令无效，大阀手操器4的输出值则为 操作员人为输入的指令，并将操作员输入的指令传递至现场实体设备大阀。

通过以上1-6步，可以看出小阀单独自动时，小阀可以全行程调节，并且 PI调节器的输出范围被限定在“0-36”与总阀位分配指令单元3中被选中F₅(X) 函数X轴的输入范围契合，没有“36-100”的额外输出，也就不会出现指令超 过“36”后，需要回头至“36”之内，而产生小阀在100阀位等待不动作的调 节空行程现象，也不会出现积分饱和现象。

情况二、小阀手动、大阀自动的大阀单独自动模式

步骤7、当大阀单独投入自控控制时，阀门工作模式判断单元6产生相关阀 门工作模式信号(如图5，即大阀单独自动模式为“1”，其他为“0”)，该信号 传递至总阀位分配指令单元3和调节限值变换单元7。

步骤8、调节限值变换单元7根据阀门工作模式判断单元6的阀门工作模式 信号，产生PI调节器的输出上限(详见图6实际即100)和下限信号(详见图6 实际即16)，并传递给PI调节器1的“输出上限”和“输出下限”接口。

步骤9、PI调节器1接受来自调节限值变换单元7的输出上限和下限信号，运算产生“16-100”输出值，并将输出值发送至调节器手操器2；

步骤10：调节器手操器2接受来自PI调节器1的输出值信号，调节器手操 器2再直接将此信号作为输出值(16-100)送出，传递至总阀位分配指令单元3。

步骤11：总阀位分配指令单元3接受来自阀门工作模式判断单元6的阀门 工作模式信号和调节器手操器2的输出值(16-100)，在这两个信号的作用下总 阀位分配指令单元3产生“0-100”大阀自动指令(如图4所示，F₂(X)函数数学 表发式为y₂＝1.19(x₂-16)、16≤x₂≤100、0≤y₂≤100，恰好契合)，传递至大阀 手操器4；同时也产生“40”小阀自动指令，传递至小阀手操器5。

步骤12：大阀手操器4接受到来自总阀位分配指令单元3的“0-100”大阀 自动指令，单元再将此信号作为输出值(0-100)送出，传递至现场实体设备大 阀。同时小阀手操器5也接受到来自总阀位分配指令单元3的“40”小阀自动指令，但是由于小阀此时处于手动模式，自动指令无效，小阀手操器5的输出 值则为操作员人为输入的指令，并将操作员输入的指令传递至现场实体设备小 阀。

通过以上7-12步，可以看出大阀单独自动时，大阀可以全行程调节，并且 PI调节器的输出范围被限定在“16-100”与总阀位分配指令单元3中F₂(X)函数 X轴的输入范围契合，没有“0-16”的额外输出，也就不会出现指令小于“16” 或者需要逐渐至大于“16”，而产生大阀在0阀位等待不动作的调节空行程现象， 也不会出现积分饱和现象。

情况三、小阀自动、大阀自动的双阀自动模式

步骤13、当双阀都投入自控控制时，阀门工作模式判断单元6产生相关阀 门工作模式信号(详见图5，即双阀自动模式为“1”，其他为“0”)，该信号传 递至总阀位分配指令单元3和调节限值变换单元7。

步骤14、调节限值变换单元7根据阀门工作模式判断单元6的阀门工作模 式信号，产生PI调节器的输出上限(本实施例取100)和下限信号(本实施例 取0)，并传递给PI调节器1的“输出上限”和“输出下限”接口。

步骤15、PI调节器1接受来自调节限值变换单元7的输出上限和下限信号， 运算产生“0-100”输出值，并将输出值发送至调节器手操器2；

步骤16：调节器手操器2接受来自PI调节器1的输出值信号，调节器手操 器2再直接将此信号作为输出值(0-100)送出，传递至总阀位分配指令单元3。

步骤17：总阀位分配指令单元3接受来自阀门工作模式判断单元6的阀门 工作模式信号和调节器手操器2的输出值(0-100)，其中调节器手操器2的输出 值(0-16)这一段指令信号的在总阀位分配指令单元3产生“0-40”小阀自动指令 (如图4所示，此时选择F₁(X)一路，F₁(X)函数数学表发式为y₁＝2.5x₁、0≤x₁≤16、 0≤y₁≤40，恰好契合)，传递至小阀手操器5；其中调节器手操器2的输出值 (16-100)这一段指令信号的在总阀位分配指令单元3产生“0-100”大阀自动指 令，传递至大阀手操器4(如图4，F₂(X)函数数学表发式为y₂＝1.19(x₂-16)、16 ≤x₂≤100、0≤y₂≤100，恰好契合)。

步骤18：小阀手操器5接受到来自总阀位分配指令单元3的“0-40”小阀 自动指令，单元再将此信号作为输出值(0-40)送出，传递至现场实体设备小阀。 同时大阀手操器4也接受到来自总阀位分配指令单元3的“0-100”大阀自动指令，单元再将此信号作为输出值(0-100)送出，传递至现场实体设备大阀。

通过以上13-18步，可以看出双阀自动时，PI调节器的输出范围在“0-100”， 没有特别限值，其中调节器手操器2的输出值(0-16)这一段指令信号的在总阀 位分配指令单元3产生“0-40”小阀自动指令；其中调节器手操器2的输出值 (16-100)这一段指令信号的在总阀位分配指令单元3产生“0-100”大阀自动 指令。

综述，从上述情况二和情况三两种情况的描述不难看出，无论大阀单独自 动还是双阀自动，总阀位分配指令单元3中的F₂(X)产生其自动指令时，X轴的 有效部分都是“16-100”，这就保证了无论两种情况下，对于大阀的输出范围是 严格一致的，输出相对输入的斜率也是严格一致的，也就使得同一套PI参数都 适用于两种情况下大阀。

从上述情况一和情况三两种情况的描述不难看出，小阀单独自动时的其指 令函数为F₅(X)，数学表发式为y₅＝2.78x₅、0≤x₅≤36、0≤y₅≤100；双阀自动时 其指令函数为F₁(X)，数学表发式为y₁＝2.5x₁、0≤x₁≤16、0≤y₁≤40。两种模式 下，输出相对输入的斜率分别为2.78和2.5，比较接近，并且经过试验一套PI 参数也能够适用这种模式下的小阀，就没有将小阀单独自动的斜率修正成与双 阀自动时小阀的斜率严格一致。后续随着适用的情况，如果出现一套PI参数不 适用时，可以调整F₁(X)和F₅(X)两个函数，使之回到一套PI参数能够适用的轨 道上。

Claims (11)

1.PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，包括PI调节器、调节器手操器、总阀位分配指令单元、大阀手操器和小阀手操器，PI调节器接收来自上游控制逻辑发出的设定值与实际值信号，将其转换为自动控制阀位总指令信号，发送给调节器手操器，调节器手操器将其转换为阀位总指令信号，将其发送给总阀位分配指令单元，总阀位分配指令单元分别给大阀手操器和小阀手操器发送自动指令信号，大阀手操器和小阀手操器将自动指令信号分别转换为大阀开度指令信号和小阀开度指令信号，其特征在于：

包括调节限值变换单元和阀门工作模式判断单元；

所述的阀门工作模式判断单元向调节限值变换单元发送大阀单独自动模式和小阀单独自动模式2种阀门工作模式信号，并向总阀位分配指令单元发送小阀单独自动的阀门工作模式信号；

所述的调节限值变换单元接收阀门工作模式判断单元发送来的大阀单独自动模式和小阀单独自动模式信号，产生PI调节器的输出上限信号和输出下限信号，并发送至PI调节器。

2.如权利要求1所述的PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，其特征在于：所述的阀门工作模式判断单元通过调用大阀、小阀投切手自动的状态，进行逻辑判断，输出大阀单独自动模式、小阀单独自动模式、双阀自动模式和双阀手动模式4种工作模式信号。

3.如权利要求2所述的PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，其特征在于，所述的4种工作模式信号分别为：

当大阀投入自动，小阀未投入自动两个条件都满足时，经过与门输出为“大阀单独自动模式”信号；

当小阀投入自动，大阀未投入自动两个条件都满足时，经过与门输出为“小阀单独自动模式”信号；

当大阀投入自动，小阀也投入自动两个条件都满足时，经过与门输出为“双阀自动模式”信号；

当大阀未投入自动，小阀也未投入自动两个条件都满足时，经过与门输出为“双阀手动模式”信号。

4.如权利要求1所述的PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，其特征在于：调节限值变换单元包括两个切换模块，第一切换模块和第二切换模块，其中第一切换模块在小阀单独自动模式时工作，输出PI调节器输出上限，第二切换模块在大阀单独自动模式时工作，输出PI调节器输出下限。

5.如权利要求4所述的PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，其特征在于：当是小阀单独自动模式时，第一切换模块选择36为PI调节器的输出上限，并发送至PI调节器的“输出上限”接口；当非小阀单独自动模式时，第一切换模块选择100为PI调节器的输出上限，并发送至PI调节器的“输出上限”接口。

6.如权利要求4所述的PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，其特征在于：当是大阀单独自动模式时，第二切换模块选择16为PI调节器的输出下限，并发送至PI调节器的“输出下限”接口；当非大阀单独自动模式时，第二切换模块选择0为PI调节器的输出下限，并发送至PI调节器的“输出下限”接口。

7.如权利要求1所述的PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，其特征在于：所述的总阀位分配指令单元输出大阀开度指令信号，大阀开度指令信号直接传递给大阀手操器的自动指令接口处，或者根据当时所处的手自动模式，进行小阀单独自动模式和非小阀单独自动模式两者的选择输出，输出值传递给小阀手操器的自动指令接口处。

8.如权利要求7所述的PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，其特征在于：所述的总阀位分配指令单元通过函数模块F₂(X)输出大阀开度指令信号；通过函数模块F₁(X)和F₅(X)进行非小阀单独自动模式和小阀单独自动模式两者的选择输出；其中，F₁(X)为y₁＝2.5x₁、0≤x₁≤16、0≤y₁≤40；F₅(X)为y₅＝2.78x₅、0≤x₅≤36、0≤y₅≤100；F₂(X)为y₂＝1.19(x₂-16)、16≤x₂≤100、0≤y₂≤100；x₁、x₂和x₅均为对应函数采集到的阀位总指令信号、y₁为“非小阀单独自动模式”的小阀开度指令、y₅为“小阀单独自动模式”的小阀开度指令、y₂即大阀开度指令。

9.PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制控制方法，其基于上述权利要求1-8任一项的PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，其特征在于，在小阀自动、大阀手动的小阀单独自动模式下，其按照如下步骤：

步骤1、小阀单独投入自控控制，阀门工作模式判断单元产生相关阀门工作模式信号，将该信号传递至总阀位分配指令单元和调节限值变换单元；

步骤2、调节限值变换单元根据阀门工作模式判断单元的阀门工作模式信号，产生PI调节器的输出上限和下限信号，并传递给PI调节器的“输出上限”和“输出下限”接口；

步骤3、PI调节器接收来自调节限值变换单元的输出上限和下限信号，运算产生输出值至调节器手操器；

步骤4、调节器手操器接收来自PI调节器的输出值信号，调节器手操器再直接将此信号作为输出值传递至总阀位分配指令单元；

步骤5、总阀位分配指令单元接收来自阀门工作模式判断单元的阀门工作模式信号和调节器手操器的输出值，在这两个信号的作用下总阀位分配指令单元产生小阀自动指令，传递至小阀手操器，同时产生大阀自动指令，传递至大阀手操器；

步骤6、小阀手操器接收来自总阀位分配指令单元的小阀自动指令，并传递至现场实体设备小阀，同时大阀手操器也接收来自总阀位分配指令单元的大阀自动指令，由于大阀此时处于手动模式，自动指令无效，大阀手操器的输出值则为操作员人为输入的指令，将操作员输入的指令传递至现场实体设备大阀。

10.PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制控制方法，其基于上述权利要求1-8任一项的PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，其特征在于，小阀手动、大阀自动的大阀单独自动模式下，其按照如下步骤：

步骤1、大阀单独投入自控控制，阀门工作模式判断单元产生相关阀门工作模式信号，并传递至总阀位分配指令单元和调节限值变换单元；

步骤2、调节限值变换单元根据阀门工作模式判断单元的阀门工作模式信号，产生PI调节器的输出上限和下限信号，传递给PI调节器的“输出上限”和“输出下限”接口；

步骤3、PI调节器接收自调节限值变换单元的输出上限和下限信号，运算产生输出值发送至调节器手操器；

步骤4、调节器手操器接收自PI调节器的输出值信号，调节器手操器再直接将此信号传递至总阀位分配指令单元；

步骤5、总阀位分配指令单元接收自阀门工作模式判断单元的阀门工作模式信号和调节器手操器的输出值信号，并产生大阀自动指令，传递至大阀手操器；同时也产生小阀自动指令，传递至小阀手操器；

步骤6、大阀手操器接收来自总阀位分配指令单元的大阀自动指令，将其输出并传递至现场实体设备大阀，小阀手操器接收来自总阀位分配指令单元的小阀自动指令，由于小阀此时处于手动模式，自动指令无效，小阀手操器的输出值则为操作员人为输入的指令，并将操作员输入的指令传递至现场实体设备小阀。

11.PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制控制方法，其基于上述权利要求1-8任一项的PI调节器不变参数的多模式除氧器液位控制系统，其特征在于，在小阀自动、大阀自动的双阀自动模式下，其按照如下步骤：

步骤1、大小双阀都投入自控控制，阀门工作模式判断单元产生相关阀门工作模式信号，递至总阀位分配指令单元和调节限值变换单元；

步骤2、调节限值变换单元根据阀门工作模式判断单元的阀门工作模式信号，产生PI调节器的输出上限和下限信号，并传递给PI调节器的“输出上限”和“输出下限”接口；

步骤3、PI调节器接收来自调节限值变换单元的输出上限和下限信号，运算产生“0-100”输出值，并将输出值发送至调节器手操器；

步骤4、调节器手操器接收来自PI调节器的输出值信号，调节器手操器将此信号输出至总阀位分配指令单元；

步骤5、总阀位分配指令单元接收来自阀门工作模式判断单元的阀门工作模式信号和调节器手操器的输出信号，调节器手操器的对应输出值经总阀位分配指令单元转换产生小阀自动指令，传递至小阀手操器；同时调节器手操器的对应输出值经总阀位分配指令单元转换产生大阀自动指令，传递至大阀手操器；

步骤6、小阀手操器接收到来自总阀位分配指令单元的小阀自动指令，将此信号传递至现场实体设备小阀，大阀手操器接收来自总阀位分配指令单元的大阀自动指令，将此信号传递至现场实体设备大阀。