在串級控制時，主、副控制器可以分步投入自動，以方便PID參數(shù)的整定。XMPAF7000用于串級控制模式時的工作原理見圖1，圖中PID1為主控制器，PID2為副控制器，主、副測量參數(shù)分別從IN1和IN2輸入雙回路串級控制器，AL1-AL3為報警輸出，正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動輸出器件為雙向晶閘管，可直接驅(qū)動各種電動執(zhí)行器。
圖1 XMPAF7000雙回路串級控制器串級控制工作原理方框圖
初看圖1原理方框圖，感覺是不是有點復(fù)雜？其實使用起來還是很簡單的，因為圖中虛線框內(nèi)的大多數(shù)功能都是用程序?qū)崿F(xiàn)的，而用戶只需要對溫控器的輸入、輸出、報警信號進(jìn)行接線，進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置就可以使用了。
以鍋爐三沖量給水控制系統(tǒng)為例，對使用作一介紹。我們?nèi)砸詧D1為基礎(chǔ)，把汽包水位信號從IN1輸入PID1，給水流量信號從IN2輸人PID2，蒸汽流量從IN3輸入PID1(如圖中的虛線圓圈及括號所示)。從圖可看出汽包水位控制器PID1與給水流量控制器PID2串聯(lián)在一起，根據(jù)偏差按反饋方式進(jìn)行控制。生產(chǎn)中蒸汽流量是主要的干擾因素，將蒸汽流量接入XMPAF7000雙回路串級控制器是為了提前克服這一干擾，這種按干擾大小控制的方式稱為前饋作用，故蒸汽流量在系統(tǒng)中是個前饋信號。由于引入了前饋量，又采用串級控制，所以這種控制系統(tǒng)稱為前饋－串級控制系統(tǒng)，其控制品質(zhì)好，控制精度高。
XMPAF7000雙回路串級控制器有5個參數(shù)設(shè)置鍵，分別為：“SET”參數(shù)設(shè)置確認(rèn)鍵，“A/M”自動/手動切換鍵，“LOOP”顯示回路切換鍵，“▽”參數(shù)設(shè)置減少鍵，“Δ”參數(shù)設(shè)置增加鍵。需要設(shè)置的有：控制、模式、報警、量程及遷移、閥門、副屏顯示、通信等參數(shù)。使用前先對雙回路串級控制器進(jìn)行設(shè)置，在模式選擇菜單中將模式設(shè)為2。在控制參數(shù)菜單中，將PID1的前饋系數(shù)及前饋偏置設(shè)為0。設(shè)置輸入信號：汽包水位為線性4-20mA，給水流量和蒸汽流量為開方4-20mA。雙回路串級控制器的量程：汽包水位為0-220mm，給水流量為0-40t/h，蒸汽流量為0-40t/h，都統(tǒng)一按0-100%量程來設(shè)置。
XMPAF7000雙回路串級控制器沒有PID自整定功能，PID參數(shù)需要人工整定。本例鍋爐給水控制系統(tǒng)先按兩沖量進(jìn)行整定，把前饋系數(shù)和前饋偏置分別設(shè)為0，然后用一步整定法進(jìn)行。
①系統(tǒng)投運后，主、副控制器在比例控制作用下，按經(jīng)驗數(shù)值設(shè)置副控制器的比例帶P為20%-80%。
②)利用單回路控制系統(tǒng)的經(jīng)驗整定方法，對主控制器進(jìn)行整定，P減小響應(yīng)會加快，超調(diào)加大，逐漸調(diào)小P以加大比例作用，使系統(tǒng)快速響應(yīng)，但又不出現(xiàn)超調(diào)或振蕩。
③P值確定后，加入積分I，把I調(diào)小以加強(qiáng)比例作用的效果，I減小響應(yīng)會加快，超調(diào)加大。觀察控制過程，適當(dāng)調(diào)整XMPAF7000雙回路串級控制器參數(shù)，使主參數(shù)水位較穩(wěn)定即可。
