PCS7环境下的串级控制回路由两个PID（FB61）控制器构成如图4所示，其中主回路控制器接收焦炉直行火道温度（由于在技术上火道温度难以在线检测，根据焦炉蓄热室顶部温度与火道温度存在着一定的数学关系，所以可以用蓄热室顶部温度通过拟合后得到的模拟火道温度进行替代，这样就使难以在线测量的火道温度模拟为连续变化的过程参数参与到串级控制系统中），其输出值送入副回路的外部给定设置点作为副回路的给定值；副回路接受加热煤气流量（或者压力）和主回路的外部设定值，其输出值送入串级控制器的执行机构，通过调节煤气管道上孔板的开度来达到调节火道温度的目的。主副调节控制器连接见图4。
图4 CFC串级连接图
在编程过程中主、副控制器具体管脚连接关系说明如下：
（1） 主回路的PID的输入过程信号端PV_IN接收直行火道温度的变送器信号；
（2） 主回路的PID的输入过程跟踪端LMN_TRK接收副回路PID的输出给定信号SP端信号；
（3） 主回路的PID的输出操纵量LMN送入副回路PID的输入外部设定点SP_EXT；
（4） 副回路的PID的输入过程信号端PV_IN接收来自开方后的标准状态下的流量信号；
（5） 副回路的PID的输出操纵量LMN送入到串级回路的执行机构以控制阀门的开度达到调节目的；
（6） 副回路的PID输出端的串级回路切除开关QCAS_CUT送入主回路PID输入端的外部跟踪设定开关LMN_SEL；
（7） 副回路PID控制器中的DISV管脚接受煤气热值和煤水分在线参数进行前馈调节，为了更好的整定前馈系数，最好将煤气热值和煤水分参数在进入前馈前进行线性转换，也就是将有量纲的参数转换为无量纲的百分数后再进入DISV管脚。
经过编译上传到上位机后的PID控制器操作标准面板如图5所示：
图5 串级调节操作界面
5 投运步骤
先确定主调节器的控制目标设定值，然后手动调节副控制器的手动值，使阀门开度在适当的位置，将副调节器投入自动下，根据现场情况整定PID参数，使副调节器达到一个相对稳定的状态，将副调节器切换到外部给定下，最后将主调节器切换到自动控制并根据现场情况整定PID参数。如果有前馈控制的话，则还需要将前馈系数整定对话框设置在上位机画面上，以方便操作人员根据现场情况进行系数整定。
6 实施效果
应用西门子PCS7的CFC连续功能图实现焦炉火道温度的复杂调节，达到了对焦炉火道温度的比较精确的控制，保证了焦炉生产的需要，下表就是实施复杂控制系统前后某厂2＃焦炉直行温度的安定系数Kc的对比表，从表中我们可以发现，应用西门子PCS7系统内的控制器构成的复杂控制系统实施后，Kc系数提高了30％左右。同时，实施复杂控制后也大大减少了由于焦炉温度波动大和频繁造成的环境污染，而且由于炉温实现了较为准确的调节调节，相比于单回路调节下使焦炉在接近极限温度下操作，大大缩短了结焦时间、提高了焦炉生产能力，从而有效的降低了焦炉耗热量。
某厂2＃焦炉直行温度安定系数Kc
单PID调节
复杂控制调节
时间
安定系数
时间
安定系数
2005年9月2日
0.75
2005年9月22日
0.92
2005年9月3日
0.67
2005年9月23日
0.83
2005年9月4日
0.67
2005年9月24日
0.83
2005年9月5日
0.50
2005年9月25日
0.83
2005年9月6日
0.50
2005年9月26日
0.92
2005年9月7日
0.67
2005年9月27日
0.92
2005年9月8日
0.50
2005年9月28日
0.83
2005年9月9日
0.83
2005年9月29日
0.83
2005年9月10日
0.67
2005年9月30日
0.75
2005年9月11日
0.75
2005年10月1日
0.80
2005年9月12日
0.67
2005年10月2日
0.92
2005年9月13日
0.50
2005年10月3日
0.92
2005年9月14日
0.75
2005年10月4日
0.83
2005年9月15日
0.62
2005年10月5日
0.92
2005年9月16日
0.58
2005年10月6日
0.83
2005年9月17日
0.75
2005年10月7日
0.50
2005年9月18日
0.67
2005年10月8日
0.92
2005年9月19日
0.67
2005年10月9日
1.00
2005年9月20日
0.92
2005年10月10日
1.00
平均系数
0.67
平均系数
0.86
7 结束语
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