过程控制软件：Honeywell Experion PKS二次开发_（4）.控制策略设计与实现.docx

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控制策略设计与实现

控制策略的基本概念

在过程控制领域，控制策略是指用于实现特定控制目标的一组规则和算法。这些策略通常包括反馈控制、前馈控制、串级控制、选择性控制等。HoneywellExperionPKS（ProcessKnowledgeSystem）提供了强大的工具和环境，用于设计和实现各种复杂的控制策略。本节将详细介绍如何在ExperionPKS中设计和实现这些控制策略。

反馈控制

反馈控制是最基本的控制策略，通过测量过程变量并与设定值进行比较，调整控制输出以减少偏差。在ExperionPKS中，反馈控制通常通过PID（比例-积分-微分）控制器实现。

PID控制器的配置

选择控制器类型：

在ExperionPKS中，可以通过ControlBuilder选择PID控制器类型。常见的PID控制器类型包括PID、PID+和PIDCascade。

配置PID参数：

PID控制器的参数包括比例增益（Kp）、积分时间（Ti）和微分时间（Td）。这些参数可以通过ControlBuilder的Tuning功能进行配置。

**步骤**：

1.打开ControlBuilder。

2.选择需要配置PID控制器的设备或回路。

3.在控制策略配置界面中，选择**PID**控制器。

4.在**Tuning**标签页中，输入比例增益（Kp）、积分时间（Ti）和微分时间（Td）。

测试PID控制器：

在配置完成后，可以通过Simulation模块进行测试，以验证控制策略的有效性。

**步骤**：

1.打开Simulation模块。

2.选择配置好的PID控制器。

3.输入不同的设定值和扰动，观察控制器的响应。

4.调整PID参数，直至达到满意的控制效果。

前馈控制

前馈控制通过预测和补偿扰动来提高控制系统的性能。在ExperionPKS中，前馈控制通常与反馈控制结合使用，形成前馈-反馈控制策略。

前馈-反馈控制策略的实现

确定前馈变量：

前馈变量是能够预测过程变化的输入变量。例如，在加热过程中，可以将燃料流量作为前馈变量。

配置前馈控制器：

在ControlBuilder中，可以配置前馈控制器并与反馈控制器连接。

**步骤**：

1.打开ControlBuilder。

2.选择需要配置前馈控制器的设备或回路。

3.在控制策略配置界面中，选择**Feedforward**控制器。

4.配置前馈变量和增益。

5.将前馈控制器的输出与反馈控制器的输入连接。

测试前馈-反馈控制策略：

通过Simulation模块进行测试，验证前馈控制的效果。

**步骤**：

1.打开Simulation模块。

2.选择配置好的前馈-反馈控制策略。

3.输入不同的前馈变量和扰动，观察控制器的响应。

4.调整前馈增益，直至达到满意的控制效果。

串级控制

串级控制通过将多个控制器串联起来，提高控制系统的稳定性和响应速度。在ExperionPKS中，串级控制通常用于复杂的多变量控制系统。

串级控制策略的实现

选择主控制器和副控制器：

主控制器负责控制主要的过程变量，副控制器负责控制次要的过程变量。例如，在温度控制中，主控制器可以控制最终温度，副控制器可以控制加热器的功率。

配置主控制器和副控制器：

在ControlBuilder中，分别配置主控制器和副控制器，并将它们串联起来。

**步骤**：

1.打开ControlBuilder。

2.选择需要配置主控制器的设备或回路。

3.在控制策略配置界面中，选择**PID**控制器作为主控制器。

4.配置主控制器的参数。

5.选择需要配置副控制器的设备或回路。

6.在控制策略配置界面中，选择**PID**控制器作为副控制器。

7.配置副控制器的参数。

8.将主控制器的输出连接到副控制器的设定值。

测试串级控制策略：

通过Simulation模块进行测试，验证串级控制的效果。

**步骤**：

1.打开Simulation模块。

2.选择配置好的串级控制策略。

3.输入不同的设定值和扰动，观察控制器的响应。

4.调整主控制器和副控制器的参数，直至达到满意的控制效果。

选择性控制

选择性控制通过选择多个控制器中的一个来实现控制目标。在ExperionPKS中，选择性控制通常用于处理多输入多输出（MIMO）系统。

选择性控制策略的实现

确定选择条件：

选择条件是决定使用哪个控制器的条件。例如，在流量控制中，可以根据当前流量选择不同的控制器。

配置选择性控制器：

在ControlBuilde