機(jī)電系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制緒論

1、機(jī)電系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制授 課 人：彭玉海工業(yè)控制自動化技術(shù)的現(xiàn)狀工業(yè)控制自動化技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術(shù)，主要包括工業(yè)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分 。目前，工業(yè)控制自動化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。 一、 以工業(yè)PC為基礎(chǔ)的低成本工業(yè)控制自動化將成為主流 二、 PLC在向微型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC化和開放性方向發(fā)展 三、 面向測控管一體化設(shè)計(jì)的DCS系統(tǒng) 四、 控制系統(tǒng)正在向現(xiàn)場總線（FCS）方向發(fā)展 五、儀器儀表技術(shù)在向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、

2、微型化方向發(fā)展 六、 數(shù)控技術(shù)向智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展 七、 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將向有線和無線相結(jié)合方向發(fā)展 八、 工業(yè)控制軟件正向先進(jìn)控制方向發(fā)展 課程主要內(nèi)容： 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)輸入輸出接口與過程通道數(shù)字程序控制技術(shù)常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第一章 緒論 1.1 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成 1.2 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分類 1.3 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 1.4 火電廠鍋爐控制系統(tǒng) 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）和工業(yè)對象兩大部分組成。圖1-1給出了按偏差進(jìn)行控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖。圖圖1-1 閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖閉環(huán)控制

3、系統(tǒng)框圖1.1 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成控制器執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對象測量元件變換發(fā)送單元給定信號被控參數(shù) 圖1-2中給出了開環(huán)控制系統(tǒng)框圖。它與閉環(huán)控制系統(tǒng)不同，它的控制器直接根據(jù)給定信號去控制被控對象工作。被控制量在整個(gè)控制過程中對控制量不產(chǎn)生影響。與閉環(huán)控制系統(tǒng)相比，它的控制性能較差。圖圖1-2 開環(huán)控制系統(tǒng)框圖開環(huán)控制系統(tǒng)框圖給定信號控制器執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對象被控參數(shù) 如果把圖1-1中的控制器用微型計(jì)算機(jī)來代替，就可以構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其基本框圖如圖1-3所示。在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，只要運(yùn)用各種指令，就能編出符合某種控制規(guī)律的程序。微處理器執(zhí)行這樣的程序，就能實(shí)現(xiàn)對被控參數(shù)的控制。 圖圖1

4、-3 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本框圖計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本框圖DA轉(zhuǎn)換器AD轉(zhuǎn)換器被控對象執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控參數(shù)微處理器微型計(jì)算機(jī)給定信號 1. 硬件組成 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件一般是由微型計(jì)算機(jī)、外部設(shè)備、輸入輸出通道和操作臺等組成，如下圖1-4所示。圖圖1-4 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)原理圖微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)原理圖硬件組成 （1）微型計(jì)算機(jī) （2）外部設(shè)備 （3）輸入輸出通道 （4）操作臺 2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件 軟件是指能完成各種功能的計(jì)算機(jī)程序的總和。它是微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，整個(gè)系統(tǒng)的工作都是在程序的指揮下進(jìn)行協(xié)調(diào)工作的。軟件通常分為兩大類：一類是系統(tǒng)軟件，另一類是應(yīng)用軟件。 常規(guī)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)

5、控制系統(tǒng)的比較：常規(guī)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較：前者連續(xù)不斷地測量，經(jīng)過反饋及補(bǔ)償前者連續(xù)不斷地測量，經(jīng)過反饋及補(bǔ)償后對生產(chǎn)過程產(chǎn)生連續(xù)不斷的控制。后后對生產(chǎn)過程產(chǎn)生連續(xù)不斷的控制。后者是采樣控制系統(tǒng)，微機(jī)每隔一個(gè)采樣者是采樣控制系統(tǒng)，微機(jī)每隔一個(gè)采樣周期周期T才對被控參數(shù)進(jìn)行一次測量，根據(jù)才對被控參數(shù)進(jìn)行一次測量，根據(jù)一定控制規(guī)律計(jì)算出控制量后，去控制一定控制規(guī)律計(jì)算出控制量后，去控制生產(chǎn)過程。在兩次采樣時(shí)刻之間，微機(jī)生產(chǎn)過程。在兩次采樣時(shí)刻之間，微機(jī)對被控制參數(shù)不測量，其輸出控制量自對被控制參數(shù)不測量，其輸出控制量自然也保持不變。然也保持不變。 微機(jī)控制系統(tǒng)控制過程的步驟：微機(jī)控制系統(tǒng)

6、控制過程的步驟： （1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集 對被控參數(shù)的瞬時(shí)值對被控參數(shù)的瞬時(shí)值進(jìn)行測量。（進(jìn)行測量。（2）實(shí)時(shí)決策）實(shí)時(shí)決策 對表征被控參對表征被控參數(shù)狀態(tài)的測量值進(jìn)行分析，并按已定的控?cái)?shù)狀態(tài)的測量值進(jìn)行分析，并按已定的控制規(guī)律作出相應(yīng)的控制決策。（制規(guī)律作出相應(yīng)的控制決策。（3）實(shí)時(shí)）實(shí)時(shí)控制控制 根據(jù)決策實(shí)時(shí)地對控制機(jī)構(gòu)發(fā)出控制根據(jù)決策實(shí)時(shí)地對控制機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號。信號。 上述過程不斷重復(fù)，使系統(tǒng)能夠按一定上述過程不斷重復(fù)，使系統(tǒng)能夠按一定的動態(tài)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行工作，并對被控參的動態(tài)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行工作，并對被控參數(shù)和設(shè)備是否出現(xiàn)異常情況進(jìn)行監(jiān)督，數(shù)和設(shè)備是否出現(xiàn)異常情況進(jìn)行監(jiān)督，以便作

7、出迅速處理。以便作出迅速處理。 所謂所謂“實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)”是指信號的輸入、運(yùn)算處是指信號的輸入、運(yùn)算處理和輸出能在一定的時(shí)間內(nèi)完成。即要理和輸出能在一定的時(shí)間內(nèi)完成。即要求微機(jī)對輸入信號要以足夠快的速度進(jìn)求微機(jī)對輸入信號要以足夠快的速度進(jìn)行測量和處理，并在一定的時(shí)間內(nèi)作出行測量和處理，并在一定的時(shí)間內(nèi)作出反應(yīng)或產(chǎn)生相應(yīng)的控制。超出了這個(gè)時(shí)反應(yīng)或產(chǎn)生相應(yīng)的控制。超出了這個(gè)時(shí)間就會失去控制時(shí)機(jī)。間就會失去控制時(shí)機(jī)。1.2 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分類 1操作指導(dǎo)控制系統(tǒng) 2直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC） 3計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)（SCC） 4分級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 1操作指導(dǎo)控制系統(tǒng) 圖圖1-5 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)組成框圖操作

8、指導(dǎo)控制系統(tǒng)組成框圖2直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC） 圖圖1-6 DDC控制系統(tǒng)原理圖控制系統(tǒng)原理圖管理命令DDC微型機(jī)報(bào)告人工監(jiān)管給定值測量值A(chǔ)/D多路開關(guān)檢測元件D/A反多路開關(guān)生產(chǎn)過程3計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)（SCC） 計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)（Supervisory Computer Control）簡稱SCC系統(tǒng)。 SCC系統(tǒng)有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式。一種是SCC+模擬調(diào)節(jié)器，另一種是SCC+DDC控制系統(tǒng)。 （1）SCC+模擬調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng) 該系統(tǒng)原理圖，如圖1-7所示。 （2）SCC+DDC控制系統(tǒng) SCC+DDC控制系統(tǒng)原理圖，如下圖1-8所示。圖圖1-7 SCC+模擬調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)原理圖模擬調(diào)節(jié)器控制系

9、統(tǒng)原理圖 管理命令報(bào)告人工監(jiān)管給定值測量值A(chǔ)/D多路開關(guān)檢測元件生產(chǎn)過程管理命令報(bào)告人工監(jiān)管給定值測量值A(chǔ)/D多路開關(guān)檢測元件生產(chǎn)過程DDCD/A反多路開關(guān). 圖圖1-8 SCC+DCC控制系統(tǒng)原理圖控制系統(tǒng)原理圖 4分級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 分級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)四級系統(tǒng)，各級計(jì)算機(jī)的功能如圖1-9所示。裝置控制級（DDC級） 車間監(jiān)督級（SCC級） 工廠集中控制級（MIS） 企業(yè)管理級（MIS） 圖圖1-9 分級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)企業(yè)級經(jīng)營管理計(jì)算機(jī)工廠級集中控制計(jì)算機(jī)車間級監(jiān)控計(jì)算機(jī)（SCC）車間級監(jiān)控計(jì)算機(jī)（SCC）裝置控制級（DDC）裝置控制級（DDC）裝置控制級（DDC）

10、工廠對象A工廠對象B工廠對象C工廠對象D至其它工廠至其它工廠裝置控制級（DDC） 分散控制系統(tǒng)DCS （Distributed control system）采用分散控制、集中操作、分級管理、分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則，把系統(tǒng)分為過程控制級、控制管理級、生產(chǎn)管理級等。 以微處理器為核心的過程控制器PC完成過程控制的控制任務(wù)。 管理計(jì)算機(jī)通過協(xié)調(diào)各過程控制器的工作，達(dá)到生產(chǎn)過程控制的動態(tài)最優(yōu)控制。 生產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)完成制定生產(chǎn)計(jì)劃和工藝流程、產(chǎn)品、財(cái)務(wù)、人員等管理功能，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程靜態(tài)最優(yōu)化。 中央操作臺即CTR操作站是系統(tǒng)全局的顯示操作裝置，完成人控制系統(tǒng)過程接口任務(wù)。 FCS是新一代分布式

11、控制結(jié)構(gòu)，用二層結(jié)構(gòu)（工作站現(xiàn)場總線智能儀表）完成DCS中的三層結(jié)構(gòu)（操作站控制站現(xiàn)場儀表）的功能，降低了成本，提高了可靠性，可實(shí)現(xiàn)真正的開放式互連系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 1可編程控制器（PLC） 2采用新型的控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)） 3人工智能 4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 1.3 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 1可編程控制器（PLC） PLC與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，具有如下一些特點(diǎn)： （1）抗干擾能力強(qiáng) （2）適應(yīng)性好 （3）編程直觀、簡單 （4）功能完善，接口功能強(qiáng) 2采用新型的控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)） 集散控制系統(tǒng)是分散型綜合控制系統(tǒng)（Total Distributed Control Systems）或分

12、散型微處理器控制系統(tǒng)（Distributed Microprocessor Control Systems）的簡稱。 圖1-10是集散控制系統(tǒng)的組成框圖。它以微型計(jì)算機(jī)為核心，把微型機(jī)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、顯示操作裝置、輸入 /輸出通道、模擬儀表等有機(jī)地結(jié)合起來，采用組合組裝式結(jié)構(gòu)組成系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合自動化創(chuàng)造了條件。管理計(jì)算機(jī)監(jiān)控計(jì)算機(jī)CTR操作臺高 速 數(shù) 據(jù) 通 道基本控制器數(shù)據(jù)采集器基本控制器DEP面板工 業(yè) 對 象小規(guī)模中規(guī)模大規(guī)模圖圖1-10 集散系統(tǒng)組成框圖集散系統(tǒng)組成框圖3人工智能 人工智能是用計(jì)算機(jī)模擬人類大腦的邏輯判斷功能，其中具有代表性的兩個(gè)尖端領(lǐng)域

13、是專家系統(tǒng)和機(jī)器人。 所謂專家系統(tǒng)即計(jì)算機(jī)專家咨詢系統(tǒng)，是一個(gè)存儲了大量專門知識的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。不同的專家系統(tǒng)將不同領(lǐng)域?qū)＜业闹R，以適當(dāng)?shù)男问酱娣庞谟?jì)算機(jī)中。根據(jù)這些專家知識，專家系統(tǒng)可以對用戶提出的問題做出判斷和決策，以回答用戶的咨詢。 機(jī)器人是一種能模擬人類智能和肢體動作的裝置，從本世紀(jì)70年代微處理機(jī)問世以來，機(jī)器人便逐漸涉足于各工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域和科學(xué)研究領(lǐng)域。目前已出現(xiàn)的機(jī)器人可以分為兩類，工業(yè)機(jī)器人和智能機(jī)器人。 4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 國外在20世紀(jì)80年代掀起了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Neural Network）計(jì)算機(jī)的研究和應(yīng)用熱潮，我國在90年代也開始了這方面的研究。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)（大規(guī)

14、模的并行處理和分布式的信息存儲，良好的自適應(yīng)性、自組織性和很強(qiáng)的學(xué)習(xí)功能、聯(lián)想功能及容錯(cuò)功能），使它的應(yīng)用越來越廣泛，其中一個(gè)重要的方面是智能控制，包含機(jī)器人控制。1.4 火電廠火電廠DCS控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 近年來，近年來，DCS在火電廠過程控制領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普及，應(yīng)在火電廠過程控制領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普及，應(yīng)用水平提高得很快。用水平提高得很快。DCS從單一功能向多功能、一體化方向發(fā)從單一功能向多功能、一體化方向發(fā)展，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了包括數(shù)據(jù)采集（展，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了包括數(shù)據(jù)采集（DAS）、模擬量控制（）、模擬量控制（MCS）、）、開關(guān)量控制（開關(guān)量控制（SCS）、汽輪機(jī)控制（）、汽輪機(jī)控制（DEH）、

15、旁路控制）、旁路控制（BPS）、電氣控制（）、電氣控制（ECS）等多項(xiàng)功能，在減輕運(yùn)行維護(hù)人）等多項(xiàng)功能，在減輕運(yùn)行維護(hù)人員的勞動強(qiáng)度、提高火電廠的綜合自動化水平、改善火電機(jī)組員的勞動強(qiáng)度、提高火電廠的綜合自動化水平、改善火電機(jī)組運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)性等多方面發(fā)揮了極為重要的作用。運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)性等多方面發(fā)揮了極為重要的作用。 圖圖1-11所示為某所示為某300MW單元機(jī)組鍋爐單元機(jī)組鍋爐控制部分采用美國貝利公司控制部分采用美國貝利公司INFI-90系統(tǒng)的硬系統(tǒng)的硬件配置圖，下面以其中的鍋爐主蒸汽溫度控件配置圖，下面以其中的鍋爐主蒸汽溫度控制為例，給出一個(gè)制為例，給出一個(gè)DCS在火電廠過程控制系在火電廠

16、過程控制系統(tǒng)中應(yīng)用的實(shí)例。統(tǒng)中應(yīng)用的實(shí)例。圖圖1-11 某某300MW機(jī)組鍋爐控制機(jī)組鍋爐控制INFI-90系統(tǒng)硬件配置圖系統(tǒng)硬件配置圖 1主汽溫度控制方案主汽溫度控制方案 主汽溫度是單元機(jī)組主要的安全經(jīng)濟(jì)參數(shù)，在正常運(yùn)主汽溫度是單元機(jī)組主要的安全經(jīng)濟(jì)參數(shù)，在正常運(yùn)行工況下主汽溫度的偏差要求控制在行工況下主汽溫度的偏差要求控制在 2 C范圍內(nèi)，動態(tài)情范圍內(nèi)，動態(tài)情況下的偏差不能超過額定值的況下的偏差不能超過額定值的+5-10 C，對控制性能要求，對控制性能要求比較高。為了克服主汽溫度被控對象的滯后慣性大的影響，比較高。為了克服主汽溫度被控對象的滯后慣性大的影響，增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力，大型單元機(jī)組

17、的主汽溫度控制一般增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力，大型單元機(jī)組的主汽溫度控制一般采用二級噴水減溫的調(diào)溫方式（一級減溫相當(dāng)于粗調(diào)，二采用二級噴水減溫的調(diào)溫方式（一級減溫相當(dāng)于粗調(diào)，二級減溫相當(dāng)于細(xì)調(diào)），同時(shí)又分為甲乙兩側(cè)進(jìn)行分別控制，級減溫相當(dāng)于細(xì)調(diào)），同時(shí)又分為甲乙兩側(cè)進(jìn)行分別控制，這樣共有四個(gè)結(jié)構(gòu)類似的控制回路。為了進(jìn)一步克服滯后這樣共有四個(gè)結(jié)構(gòu)類似的控制回路。為了進(jìn)一步克服滯后和慣性對控制的不良影響，兩側(cè)每級的噴水調(diào)節(jié)均采用了和慣性對控制的不良影響，兩側(cè)每級的噴水調(diào)節(jié)均采用了串級控制方式，串級控制方式，圖圖1-12為采用噴水調(diào)節(jié)的串級溫度控制系為采用噴水調(diào)節(jié)的串級溫度控制系統(tǒng)。統(tǒng)。 除了減溫水量以外，

18、影響主蒸汽溫度的其他主要因素除了減溫水量以外，影響主蒸汽溫度的其他主要因素還有蒸汽量擾動和煙氣量擾動，統(tǒng)稱為外部干擾。為了提還有蒸汽量擾動和煙氣量擾動，統(tǒng)稱為外部干擾。為了提高控制系統(tǒng)抵御外部干擾的能力，主蒸汽溫度控制系統(tǒng)中高控制系統(tǒng)抵御外部干擾的能力，主蒸汽溫度控制系統(tǒng)中還采用了前饋方式。還采用了前饋方式。圖圖1-13為機(jī)組實(shí)際的二級減溫控制系為機(jī)組實(shí)際的二級減溫控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖（統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖（SAMA圖），圖中給出了控制回路的基本結(jié)圖），圖中給出了控制回路的基本結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)器跟蹤、手動構(gòu)及調(diào)節(jié)器跟蹤、手動/自動切換邏輯。自動切換邏輯。圖圖1-12 溫度串級控制系統(tǒng)溫度串級控制系統(tǒng) 圖圖1-13

19、 主汽溫控制主汽溫控制SAMA圖圖 （1）輸入）輸入/輸出信號連接輸出信號連接 在上述溫度控制回路中有在上述溫度控制回路中有5個(gè)輸入信號（即主個(gè)輸入信號（即主汽溫度、噴水后溫度、主蒸汽流量、送風(fēng)量和閥位汽溫度、噴水后溫度、主蒸汽流量、送風(fēng)量和閥位信號）以及信號）以及1個(gè)輸出信號（閥位指令）。在個(gè)輸出信號（閥位指令）。在INFI-90系統(tǒng)中，對所有的系統(tǒng)中，對所有的I/O信號都要分配信號都要分配I/O模件與端子模件與端子單元，端子單元與單元，端子單元與I/O模件相對應(yīng)。該系統(tǒng)中涉及模件相對應(yīng)。該系統(tǒng)中涉及的的I/O模件及其端子單元如模件及其端子單元如表表1-1所示。所示。 這里使用這里使用IMA

20、SI03作為熱電偶輸入模件，相應(yīng)作為熱電偶輸入模件，相應(yīng)端子單元為端子單元為NTAI06，用于輸入主汽溫度信號和噴，用于輸入主汽溫度信號和噴水后溫度信號；使用水后溫度信號；使用IMFBS01作為電流信號輸入作為電流信號輸入模件，相應(yīng)端子單元為模件，相應(yīng)端子單元為NTAI05，用于輸入主蒸汽，用于輸入主蒸汽流量信號、送風(fēng)量信號和閥位信號；使用流量信號、送風(fēng)量信號和閥位信號；使用IMASO01作為模擬量輸出模件，相應(yīng)端子單元為作為模擬量輸出模件，相應(yīng)端子單元為NTDI01，用于輸出閥位指令信號。，用于輸出閥位指令信號。表表1-1 常見的常見的I/O模件及其端子單元模件及其端子單元 I/O模件模件端

21、子單元端子單元通道數(shù)通道數(shù)說明說明IMASI03NTAI0616通用信號輸入模件通用信號輸入模件IMFBS01NTAI0515420mA/15V輸入模輸入模件件IMASO01NTDI0114420mA/15V輸出模輸出模件件IMDSI02NTDI0116開關(guān)量輸入模件開關(guān)量輸入模件IMDSO14NTDI0116開關(guān)量輸出模件開關(guān)量輸出模件 （2）控制模件組態(tài)）控制模件組態(tài) 系統(tǒng)中采用的系統(tǒng)中采用的INFI-90控制模件為控制模件為IMMFP02，它可與若干個(gè)它可與若干個(gè)I/O模件相連?？刂颇＜泄袒心＜噙B。控制模件中固化有200余種算法模塊，用戶通過組態(tài)的方式生成自己的控余種算法模塊，用戶

22、通過組態(tài)的方式生成自己的控制回路。制回路。 控制模件的組態(tài)是在工程師工作站控制模件的組態(tài)是在工程師工作站EWS上通上通過運(yùn)行組態(tài)軟件來進(jìn)行的。組態(tài)的過程是以過運(yùn)行組態(tài)軟件來進(jìn)行的。組態(tài)的過程是以CAD圖的形式將相應(yīng)模塊連接起來，生成若干頁組態(tài)圖。圖的形式將相應(yīng)模塊連接起來，生成若干頁組態(tài)圖。將這些組態(tài)圖編譯后下裝到控制模件后，控制模件將這些組態(tài)圖編譯后下裝到控制模件后，控制模件就可以執(zhí)行組態(tài)時(shí)指定的功能。就可以執(zhí)行組態(tài)時(shí)指定的功能。 一般來說，組態(tài)圖中包含一般來說，組態(tài)圖中包含I/O模件組態(tài)（如上模件組態(tài)（如上述輸入模件述輸入模件IMASI03、IMFBS01和輸出模件和輸出模件IMASO01

23、的組態(tài)）、控制回路組態(tài)、例外報(bào)告組的組態(tài)）、控制回路組態(tài)、例外報(bào)告組態(tài)、趨勢組態(tài)等內(nèi)容。態(tài)、趨勢組態(tài)等內(nèi)容。 圖圖1-14為主汽溫控制系統(tǒng)的控制回路簡化為主汽溫控制系統(tǒng)的控制回路簡化CAD組態(tài)圖。組態(tài)圖。其中其中APID（即功能碼（即功能碼FC156）為改進(jìn)的）為改進(jìn)的PID控制算法，是一種控制算法，是一種具有相當(dāng)完善功能的數(shù)字具有相當(dāng)完善功能的數(shù)字PID算法，具有完善的跟蹤、抗積分算法，具有完善的跟蹤、抗積分飽和、高低限幅、前饋輸入等功能；飽和、高低限幅、前饋輸入等功能；M/A（即功能碼（即功能碼FC80）為）為控制接口站，提供與數(shù)字量控制站、操作員接口單元、管理命控制接口站，提供與數(shù)字量控

24、制站、操作員接口單元、管理命令系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)接口單元等裝置之間的接口，它可以實(shí)現(xiàn)基本、令系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)接口單元等裝置之間的接口，它可以實(shí)現(xiàn)基本、串級和比率設(shè)定點(diǎn)控制以及手動串級和比率設(shè)定點(diǎn)控制以及手動/自動站轉(zhuǎn)換。自動站轉(zhuǎn)換。 上述主汽溫控制采用了典型的串級控制方式，其中主調(diào)節(jié)上述主汽溫控制采用了典型的串級控制方式，其中主調(diào)節(jié)器采用器采用PID控制，副調(diào)節(jié)器采用控制，副調(diào)節(jié)器采用PI控制，有利于克服汽溫對象控制，有利于克服汽溫對象的大慣性、大滯后特性。由于導(dǎo)前汽溫（噴水后溫度）的滯后的大慣性、大滯后特性。由于導(dǎo)前汽溫（噴水后溫度）的滯后時(shí)間和慣性時(shí)間常數(shù)與出口汽溫（主汽溫度）相比相對較小，時(shí)間和慣

25、性時(shí)間常數(shù)與出口汽溫（主汽溫度）相比相對較小，副回路作為一個(gè)快速回路，能盡快消除內(nèi)擾（減溫水流量）的副回路作為一個(gè)快速回路，能盡快消除內(nèi)擾（減溫水流量）的影響，實(shí)現(xiàn)對出口汽溫的初調(diào)，同時(shí)也有利于消除外擾影響。影響，實(shí)現(xiàn)對出口汽溫的初調(diào)，同時(shí)也有利于消除外擾影響。 同時(shí)，還引入了主汽流量和送風(fēng)量信號作為主調(diào)節(jié)器的前同時(shí)，還引入了主汽流量和送風(fēng)量信號作為主調(diào)節(jié)器的前饋信號。當(dāng)負(fù)荷或風(fēng)量發(fā)生變化時(shí)，預(yù)先調(diào)整減溫水量，以盡饋信號。當(dāng)負(fù)荷或風(fēng)量發(fā)生變化時(shí)，預(yù)先調(diào)整減溫水量，以盡快消除外擾影響。前饋系數(shù)根據(jù)風(fēng)量及負(fù)荷對汽溫對象的擾動快消除外擾影響。前饋系數(shù)根據(jù)風(fēng)量及負(fù)荷對汽溫對象的擾動試驗(yàn)進(jìn)行整定。試驗(yàn)進(jìn)行整定。 此外，主調(diào)節(jié)器還采取了抗積分飽和措施，這是通過對噴此外，主調(diào)節(jié)器還采取了抗積分飽和措施，這是通過對噴水閥位指令的高低限幅塊水閥位指令