第8章動(dòng)力工程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)例

1、使?fàn)t內(nèi)溫度能抗拒電源電壓波動(dòng)、爐內(nèi)物體改變、環(huán)使?fàn)t內(nèi)溫度能抗拒電源電壓波動(dòng)、爐內(nèi)物體改變、環(huán)境條件變化等因素的干擾，維持溫度為恒定值；境條件變化等因素的干擾，維持溫度為恒定值；電爐溫度控制的任務(wù)電爐溫度控制的任務(wù):1. 可方便地達(dá)到控制電爐溫度的目的；可方便地達(dá)到控制電爐溫度的目的；2. 使?fàn)t內(nèi)溫度根據(jù)工藝要求按照某個(gè)指定的升溫或保溫使?fàn)t內(nèi)溫度根據(jù)工藝要求按照某個(gè)指定的升溫或保溫規(guī)律變化。規(guī)律變化。采用電爐溫度控制系統(tǒng)的原因：采用電爐溫度控制系統(tǒng)的原因： 2. 可通過(guò)軟件改變系統(tǒng)的控制規(guī)律、整定值、設(shè)定值以可通過(guò)軟件改變系統(tǒng)的控制規(guī)律、整定值、設(shè)定值以及溫度控制范圍。及溫度控制范圍。8.1.1

2、8.1.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)控制對(duì)象控制對(duì)象管式電爐管式電爐最高溫度為最高溫度為1000額定功率額定功率1000W額定電壓額定電壓220V最大工作電流最大工作電流4.5A 模擬量輸入通道：模擬量輸入通道：檢測(cè)元件：采用鎳鉻檢測(cè)元件：采用鎳鉻- -鎳硅熱電偶鎳硅熱電偶 , ,輸出輸出E E放大電路：放大電壓放大電路：放大電壓A/DA/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換: ADC0804: ADC0804控制計(jì)算機(jī)控制計(jì)算機(jī)TP801TP801單板微單板微機(jī)機(jī)實(shí)時(shí)時(shí)鐘：實(shí)時(shí)時(shí)鐘：Z80-CTCZ80-CTC芯片芯片 模擬量輸出通道：模擬量輸出通道：D/AD/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換V/IV/I轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路可控硅交流調(diào)壓可控硅

3、交流調(diào)壓器器Z80CTCTP801單板機(jī)單板機(jī)A/DD/AV/I可控硅交可控硅交流調(diào)壓器流調(diào)壓器電爐電爐放大電路放大電路檢測(cè)部件檢測(cè)部件05V05V010mA0220VE （mV）T8.1.2 8.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 1、被控對(duì)象的建模、被控對(duì)象的建模 被控對(duì)象被控對(duì)象: : 可控硅交流調(diào)壓器、電爐、熱電偶可控硅交流調(diào)壓器、電爐、熱電偶 1)(100sTeKsGsK K0 0：增益，：增益，T T1 1：時(shí)間常數(shù)（：時(shí)間常數(shù)（5050分鐘）分鐘）：純滯后時(shí)間（：純滯后時(shí)間（5555秒）秒）相對(duì)于相對(duì)于T T1 1可忽略不計(jì)，因此對(duì)象數(shù)學(xué)模型如下：可忽略不計(jì)，因此對(duì)象數(shù)學(xué)模型如下：1)(

4、10sTKsG系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)之一系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)之一模型為：模型為： 2 2、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型K K1 1：V/IV/I電路轉(zhuǎn)換系數(shù)電路轉(zhuǎn)換系數(shù)；K K2 2：溫度和毫伏比例系數(shù)溫度和毫伏比例系數(shù)；K K3 3：放大電路增益放大電路增益- -PIPI控制規(guī)律控制規(guī)律零階保持器零階保持器 )(zR)(zE)(zDZOH1K110sTK)(zY)(sY)(tf3K2KZ80CTCTP801單板機(jī)單板機(jī)A/DD/AV/I可控硅交可控硅交流調(diào)壓器流調(diào)壓器電爐電爐放大電路放大電路檢測(cè)部件檢測(cè)部件05V05V010mA0220VE （mV）T2 2、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型K K1 1：

5、V/IV/I電路轉(zhuǎn)換系數(shù)電路轉(zhuǎn)換系數(shù)；K K2 2：溫度和毫伏比例系數(shù)溫度和毫伏比例系數(shù)；K K3 3：放大電路增益放大電路增益- -PIPI控制規(guī)律控制規(guī)律零階保持器零階保持器 )(zR)(zE)(zDZOH1K110sTK)(zY)(sY)(tf3K2K32KK- -PIPI控制規(guī)律控制規(guī)律零階保持器零階保持器 )(zR)(zE)(zDZOH11sTK)(zY)(tfFK1FKKK10111)1 (zzKKpi)(zGd1/1/111)1 (zezeKTTTT3 3、系統(tǒng)的參數(shù)整定、系統(tǒng)的參數(shù)整定基本原則：系統(tǒng)穩(wěn)定基本原則：系統(tǒng)穩(wěn)定 由閉環(huán)系統(tǒng)特征方程為：由閉環(huán)系統(tǒng)特征方程為： 02BAz

6、z)1 ()(1 (11/TTipTTeKKeKA)1 (11/TTpTTeKKeB根據(jù)舒爾根據(jù)舒爾科恩判據(jù)，二階系統(tǒng)的穩(wěn)定條件為：科恩判據(jù)，二階系統(tǒng)的穩(wěn)定條件為： 0101BAB01 BAiTTTTpKeeKK2111111/已知已知T T1 1=50=50分鐘，若式中其它參數(shù)?。悍昼姡羰街衅渌鼌?shù)?。?T=4T=48s8s， K=5K=5， Ki=1Ki=1，1Kp101Kp10， 則系統(tǒng)滿足穩(wěn)定條件。則系統(tǒng)滿足穩(wěn)定條件。 8.1.3 8.1.3 控制軟件設(shè)計(jì)控制軟件設(shè)計(jì) (5) (5) 為了抑制干擾信號(hào)，對(duì)輸入至微機(jī)的采樣信號(hào)，按算為了抑制干擾信號(hào)，對(duì)輸入至微機(jī)的采樣信號(hào)，按算術(shù)均值算

7、法進(jìn)行預(yù)處理。術(shù)均值算法進(jìn)行預(yù)處理。 1. 1. 爐溫控制對(duì)軟件的要求：爐溫控制對(duì)軟件的要求：(1) (1) 以采樣周期以采樣周期T T定時(shí)采樣爐溫；定時(shí)采樣爐溫；(2) (2) 在爐溫與設(shè)定值相差較大時(shí)，按某一升溫速度升溫；在爐溫與設(shè)定值相差較大時(shí)，按某一升溫速度升溫；(3) (3) 當(dāng)爐溫與設(shè)定值之差小于某值當(dāng)爐溫與設(shè)定值之差小于某值e e0 0時(shí)，微機(jī)輸出一開(kāi)關(guān)時(shí)，微機(jī)輸出一開(kāi)關(guān) 量并開(kāi)始定時(shí)保溫。在保溫時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)采用量并開(kāi)始定時(shí)保溫。在保溫時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)采用PIPI控制；控制； (4) (4) 保溫一定時(shí)間后，微機(jī)輸出一開(kāi)關(guān)量信號(hào)，結(jié)束保溫保溫一定時(shí)間后，微機(jī)輸出一開(kāi)關(guān)量信號(hào)，結(jié)束保溫

8、 狀態(tài)，并自動(dòng)降溫；狀態(tài)，并自動(dòng)降溫；2 2、數(shù)字控制算法、數(shù)字控制算法在在|e(k)|e|e(k)|e(k)0 0e(k)ee(k)e0 0I/OI/O口輸出一開(kāi)關(guān)量口輸出一開(kāi)關(guān)量t=tt=t? ?I/OI/O口輸出一開(kāi)關(guān)量口輸出一開(kāi)關(guān)量輸出輸出0 0停機(jī)停機(jī)輸出輸出u(k)u(k)溢出溢出? ?求求u(k)u(k)溢出溢出? ?求求K Ki i、e(i)e(i)輸出某常值輸出某常值輸出某常值輸出某常值輸出某常值輸出某常值輸出減小輸出減小N NN NN NY YY YY YY YY YN NN N4 4、運(yùn)行效果、運(yùn)行效果（1 1）可使溫度控制范）可使溫度控制范圍最大達(dá)圍最大達(dá)0 01000

9、1000；（2 2）為提高控制精度，）為提高控制精度，可將零點(diǎn)遷移，即采可將零點(diǎn)遷移，即采用區(qū)域控制方法，區(qū)用區(qū)域控制方法，區(qū)域控制范圍為域控制范圍為400400500500和和500500600600，控制精度可達(dá)控制精度可達(dá)11?？刂茰囟葹榭刂茰囟葹?00500時(shí)溫度上升曲線時(shí)溫度上升曲線溫度溫度T T （0 0C C）時(shí)間時(shí)間t t （分）（分）5005004004003003002002001001002020404060608080100100定時(shí)溫度定時(shí)溫度8.2.1 8.2.1 系統(tǒng)功能的基本要求：系統(tǒng)功能的基本要求： 1 1、控制功能、控制功能 汽包水位、蒸汽壓力、風(fēng)汽包水位、

10、蒸汽壓力、風(fēng)/ /煤比、煙氣含氧量、爐膛壓力煤比、煙氣含氧量、爐膛壓力2 2、控制參數(shù)的在線修改、控制參數(shù)的在線修改 被控參數(shù)給定值、控制參數(shù)整定值、工藝變動(dòng)參數(shù)被控參數(shù)給定值、控制參數(shù)整定值、工藝變動(dòng)參數(shù)3 3、無(wú)擾動(dòng)切換功能、無(wú)擾動(dòng)切換功能 自動(dòng)自動(dòng)/ /手動(dòng)控制之間自平衡雙向無(wú)擾動(dòng)切換手動(dòng)控制之間自平衡雙向無(wú)擾動(dòng)切換4 4、打印、顯示和報(bào)警功能、打印、顯示和報(bào)警功能1 1、鍋爐燃燒控制系統(tǒng)、鍋爐燃燒控制系統(tǒng) （燃燒量、風(fēng)量、爐膛壓力）（燃燒量、風(fēng)量、爐膛壓力）2 2、鍋爐蒸汽溫度控制系統(tǒng)、鍋爐蒸汽溫度控制系統(tǒng) （主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度）（主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度）3 3、鍋爐汽包給水控

11、制系統(tǒng)、鍋爐汽包給水控制系統(tǒng)4 4、汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)、汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)8.2.2 8.2.2 鍋爐控制方案鍋爐控制方案 1 1、 汽包水位控制汽包水位控制 汽包水位控制意義（水位太高、太低）汽包水位控制意義（水位太高、太低） 給水系統(tǒng)給水系統(tǒng) 影響汽包水位的主要因素影響汽包水位的主要因素 （主蒸汽流量、給水流量）（主蒸汽流量、給水流量）給水量給水量水位：大慣性水位：大慣性蒸汽量蒸汽量水位：水位：虛假水位虛假水位 串級(jí)三沖量（串級(jí)三沖量（水位水位H H、給水量、給水量W W、蒸汽量、蒸汽量D D）控制）控制 單沖量水位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理單沖量水位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理水位對(duì)象水位對(duì)象水位控制器水位控

12、制器變送器變送器H H0 0 + +- -W WH HD D三沖量水位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理三沖量水位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理前饋補(bǔ)償前饋補(bǔ)償器器變送器變送器流量控制器流量控制器給水閥給水閥流量對(duì)象流量對(duì)象水位對(duì)象水位對(duì)象水位控制器水位控制器變送器變送器變送器變送器H H0 0 + +- - -+ + +W WH HD D三沖量水位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理三沖量水位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理前饋補(bǔ)償前饋補(bǔ)償器器變送器變送器流量控制器流量控制器給水閥給水閥流量對(duì)象流量對(duì)象水位對(duì)象水位對(duì)象水位控制器水位控制器變送器變送器變送器變送器H H0 0 + +- - -+ + +W WH HD D信號(hào)采集和處理信號(hào)采集和處理水位：三聯(lián)中

13、（三位置采樣），越限即切除主燃料水位：三聯(lián)中（三位置采樣），越限即切除主燃料給水量：受溫度、壓力影響給水量：受溫度、壓力影響主蒸汽流量：計(jì)算得到，與主蒸汽壓力、背壓有關(guān)主蒸汽流量：計(jì)算得到，與主蒸汽壓力、背壓有關(guān)給水控制系統(tǒng)的切換給水控制系統(tǒng)的切換1 1）低負(fù)荷（）低負(fù)荷（202030%30%負(fù)荷）：?jiǎn)呜?fù)荷）：?jiǎn)螞_量給水控制沖量給水控制2）高負(fù)荷（大于）高負(fù)荷（大于30%負(fù)荷）：三沖量給水控制負(fù)荷）：三沖量給水控制單沖量水位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理單沖量水位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理水位對(duì)象水位對(duì)象水位控制器水位控制器變送器變送器H H0 0 + +- -W WH HD D三沖量水位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理三沖量水位控

14、制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理前饋補(bǔ)償前饋補(bǔ)償器器變送器變送器流量控制器流量控制器給水閥給水閥流量對(duì)象流量對(duì)象水位對(duì)象水位對(duì)象水位控制器水位控制器變送器變送器變送器變送器H H0 0 + +- - -+ + +W WH HD D2. 2. 鍋爐的燃燒控制系統(tǒng)鍋爐的燃燒控制系統(tǒng)任務(wù)任務(wù): :1. 1. 根據(jù)蒸汽流量大小、蒸汽壓力高低改變根據(jù)蒸汽流量大小、蒸汽壓力高低改變?nèi)剂贤度肓咳剂贤度肓?. 2. 根據(jù)燃料投入量和燃燒情況確定根據(jù)燃料投入量和燃燒情況確定送風(fēng)量送風(fēng)量3. 3. 使引風(fēng)量和送風(fēng)量配合以保證使引風(fēng)量和送風(fēng)量配合以保證爐膛壓力爐膛壓力穩(wěn)定穩(wěn)定用三個(gè)調(diào)節(jié)器控制三個(gè)調(diào)節(jié)變量（燃料量、送風(fēng)量、引風(fēng)量）用三

15、個(gè)調(diào)節(jié)器控制三個(gè)調(diào)節(jié)變量（燃料量、送風(fēng)量、引風(fēng)量）以維持三個(gè)被調(diào)量（主蒸汽壓力、含氧量、爐膛壓力）的穩(wěn)定以維持三個(gè)被調(diào)量（主蒸汽壓力、含氧量、爐膛壓力）的穩(wěn)定 目的目的: :維持蒸汽壓力穩(wěn)定，保證燃燒經(jīng)濟(jì)性，提高鍋爐熱效率維持蒸汽壓力穩(wěn)定，保證燃燒經(jīng)濟(jì)性，提高鍋爐熱效率 2. 2. 鍋爐的燃燒控制鍋爐的燃燒控制1）燃燒量控制）燃燒量控制根據(jù)蒸汽流量和蒸汽壓力控制燃燒量，使燃料燃燒提供的熱量滿根據(jù)蒸汽流量和蒸汽壓力控制燃燒量，使燃料燃燒提供的熱量滿足蒸汽負(fù)荷需求足蒸汽負(fù)荷需求影響因素：鍋爐負(fù)荷、給水溫度、煤發(fā)熱量、總風(fēng)量、一次風(fēng)量影響因素：鍋爐負(fù)荷、給水溫度、煤發(fā)熱量、總風(fēng)量、一次風(fēng)量通過(guò)調(diào)節(jié)磨

16、煤機(jī)的一次風(fēng)量進(jìn)行控制通過(guò)調(diào)節(jié)磨煤機(jī)的一次風(fēng)量進(jìn)行控制2）送風(fēng)控制）送風(fēng)控制保證燃料在爐膛中的充分燃燒保證燃料在爐膛中的充分燃燒影響因素：鍋爐負(fù)荷、煙氣含氧量影響因素：鍋爐負(fù)荷、煙氣含氧量通過(guò)調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)動(dòng)（靜）導(dǎo)葉的開(kāi)度進(jìn)行控制通過(guò)調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)動(dòng)（靜）導(dǎo)葉的開(kāi)度進(jìn)行控制3）爐膛壓力控制）爐膛壓力控制維持爐膛壓力為恒定值，以穩(wěn)定燃燒，保證安全維持爐膛壓力為恒定值，以穩(wěn)定燃燒，保證安全影響因素：送風(fēng)量、引風(fēng)量影響因素：送風(fēng)量、引風(fēng)量通過(guò)調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)動(dòng)（靜）導(dǎo)葉開(kāi)度或入口擋板進(jìn)行控制通過(guò)調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)動(dòng)（靜）導(dǎo)葉開(kāi)度或入口擋板進(jìn)行控制2. 2. 鍋爐的燃燒控制鍋爐的燃燒控制汽包壓力汽包壓力P PPIDPID

17、2 2給煤給煤對(duì)象對(duì)象風(fēng)量風(fēng)量對(duì)象對(duì)象給煤給煤機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)送風(fēng)門(mén)送風(fēng)門(mén)變送器變送器壓力壓力對(duì)象對(duì)象PIDPID3 3n n1 1n n2 2PIDPID1 1變送器變送器變送器變送器汽壓給汽壓給定值定值P P0 0- - - -氧量給定值氧量給定值氧量校正氧量校正主調(diào)節(jié)器主調(diào)節(jié)器含氧量含氧量風(fēng)煤比值并行燃燒控制系統(tǒng)風(fēng)煤比值并行燃燒控制系統(tǒng)3 3、爐膛壓力控制、爐膛壓力控制 維持爐膛壓力穩(wěn)定：維持爐膛壓力穩(wěn)定： 1 1）改變引風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度）改變引風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度( (控制引風(fēng)量控制引風(fēng)量) ) 2 2）調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)動(dòng)（靜）導(dǎo)葉開(kāi)度引風(fēng)機(jī)動(dòng)（靜）導(dǎo)葉開(kāi)度爐膛壓力爐膛壓力Y YAMAM前饋補(bǔ)償器前饋補(bǔ)償

18、器PIDPID執(zhí)行器執(zhí)行器壓力壓力對(duì)象對(duì)象變送器變送器爐膛壓力爐膛壓力給定值給定值Y Y0 0- -送風(fēng)門(mén)開(kāi)度送風(fēng)門(mén)開(kāi)度限幅器限幅器 前饋加反饋的單回路復(fù)合控制系統(tǒng)前饋加反饋的單回路復(fù)合控制系統(tǒng)8.2.3 8.2.3 系統(tǒng)的硬件組成系統(tǒng)的硬件組成STDSTD總線結(jié)構(gòu)的工業(yè)鍋爐總線結(jié)構(gòu)的工業(yè)鍋爐DDCDDC系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)示意圖開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)按鈕按鈕指示器指示器CPUCPU（80888088）MEMMEM模板模板開(kāi)關(guān)量開(kāi)關(guān)量輸入模板輸入模板A/DA/D模板模板D/AD/A模板模板開(kāi)關(guān)量開(kāi)關(guān)量輸出模板輸出模板變送器變送器執(zhí)行器執(zhí)行器S T D S T D 總總 線線鍵盤(pán)鍵盤(pán)CRTCRT鍵盤(pán)鍵盤(pán)/ /顯示模

19、板顯示模板打印機(jī)打印機(jī)打印機(jī)打印機(jī)接口模板接口模板總線匹配總線匹配模板模板生生 產(chǎn)產(chǎn) 過(guò)過(guò) 程程STDSTD總線工業(yè)控總線工業(yè)控制機(jī)組成：制機(jī)組成：CPU/MEMCPU/MEM板板鍵盤(pán)鍵盤(pán)/ /顯示接口板顯示接口板打印機(jī)接口板打印機(jī)接口板開(kāi)關(guān)量輸入板開(kāi)關(guān)量輸入板開(kāi)關(guān)量輸出板開(kāi)關(guān)量輸出板8.2.4 8.2.4 系統(tǒng)的軟件組成系統(tǒng)的軟件組成最低層最低層通用子程序庫(kù)通用子程序庫(kù)一般性子程序、過(guò)程控制通用子程序、驅(qū)動(dòng)子程序一般性子程序、過(guò)程控制通用子程序、驅(qū)動(dòng)子程序第二層第二層功能模塊層功能模塊層單回路單回路PIDPID控制、串級(jí)控制、前饋加單回路反饋控制、前饋加控制、串級(jí)控制、前饋加單回路反饋控制、

20、前饋加串級(jí)反饋控制、自動(dòng)選擇性控制、串級(jí)反饋控制、自動(dòng)選擇性控制、CRTCRT畫(huà)面選擇、打印模塊等畫(huà)面選擇、打印模塊等最高層最高層系統(tǒng)主程序系統(tǒng)主程序調(diào)用各種功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)既定的控制策略調(diào)用各種功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)既定的控制策略YYN開(kāi)始開(kāi)始初始化初始化參數(shù)采樣輸入?yún)?shù)采樣輸入報(bào)警輸出報(bào)警輸出水位控制水位控制綜合燃燒控制綜合燃燒控制負(fù)壓控制負(fù)壓控制工程量轉(zhuǎn)換工程量轉(zhuǎn)換計(jì)算累積量計(jì)算累積量CRT畫(huà)面刷新畫(huà)面刷新打印輸出打印輸出在線修改參數(shù)在線修改參數(shù)打印周期到？打印周期到？請(qǐng)求修改參數(shù)請(qǐng)求修改參數(shù)控制周期到？控制周期到？NY作用作用: 保證處于手動(dòng)控保證處于手動(dòng)控制時(shí)制時(shí)D/A轉(zhuǎn)換器的模轉(zhuǎn)換器的模擬量

21、輸出，總是自動(dòng)擬量輸出，總是自動(dòng)跟蹤并等于手動(dòng)控制跟蹤并等于手動(dòng)控制的輸出信號(hào)的輸出信號(hào)Vi（自平（自平衡無(wú)擾動(dòng)）衡無(wú)擾動(dòng)）1、跟蹤程序、跟蹤程序讀開(kāi)關(guān)讀開(kāi)關(guān)K的狀態(tài)的狀態(tài)是手動(dòng)嗎？是手動(dòng)嗎？由由A/D通道讀入通道讀入Vf控制器跟蹤處理控制器跟蹤處理Vf送輸出單元送輸出單元輸出到輸出到D/A輸出輸出控制器執(zhí)行本回路的控制器執(zhí)行本回路的控制運(yùn)算控制運(yùn)算運(yùn)算結(jié)果送輸出單運(yùn)算結(jié)果送輸出單元元NY主主機(jī)機(jī) 系系 統(tǒng)統(tǒng) 總總 線線D/AD/A執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)被被控控對(duì)對(duì)象象傳感器傳感器濾波濾波整流整流I/VI/V前置前置放大放大器器A/DA/D接口接口接口接口功率放大器功率放大器檢測(cè)被控對(duì)檢測(cè)被控對(duì)象輸

22、出量象輸出量抑制無(wú)用抑制無(wú)用頻率信號(hào)頻率信號(hào)交流信號(hào)交流信號(hào)轉(zhuǎn)為直流轉(zhuǎn)為直流電流信號(hào)電流信號(hào)轉(zhuǎn)為電壓轉(zhuǎn)為電壓放大信號(hào)放大信號(hào)模擬信號(hào)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字轉(zhuǎn)為數(shù)字格式或電格式或電平轉(zhuǎn)換平轉(zhuǎn)換信息傳輸信息傳輸或緩沖或緩沖數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)為模擬轉(zhuǎn)為模擬控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成位移控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成位移（直線或角）、形變（直線或角）、形變調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變被控對(duì)象的物改變被控對(duì)象的物質(zhì)流或能量流質(zhì)流或能量流 2 2、系統(tǒng)整定參數(shù)的在線修改、系統(tǒng)整定參數(shù)的在線修改 1. 1. 通過(guò)通過(guò)CRTCRT顯示器顯示器和和鍵盤(pán)操作鍵盤(pán)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)各種整定參數(shù)的在線修改；各種整定參數(shù)的在線修改； 2. 2.

23、參數(shù)值的修改以增減量的形式進(jìn)行，增減方參數(shù)值的修改以增減量的形式進(jìn)行，增減方式分為增、快增、減和快減式分為增、快增、減和快減4 4檔；檔； 3. 3. 參數(shù)在線修改工作是在前一周期的控制任務(wù)參數(shù)在線修改工作是在前一周期的控制任務(wù)已完成，而下一控制周期尚未開(kāi)始時(shí)進(jìn)行，已完成，而下一控制周期尚未開(kāi)始時(shí)進(jìn)行， 參數(shù)變更不會(huì)影響系統(tǒng)正常控制任務(wù)的完成。參數(shù)變更不會(huì)影響系統(tǒng)正常控制任務(wù)的完成。 必要性：必要性： 1. 1. 系統(tǒng)對(duì)各個(gè)控制回路實(shí)行分時(shí)控制（相隔一段時(shí)間系統(tǒng)對(duì)各個(gè)控制回路實(shí)行分時(shí)控制（相隔一段時(shí)間才輪流對(duì)每個(gè)回路進(jìn)行一次檢測(cè)、控制運(yùn)算和輸才輪流對(duì)每個(gè)回路進(jìn)行一次檢測(cè)、控制運(yùn)算和輸出），即控

24、制周期；出），即控制周期； 2. 2. 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的管理要求系統(tǒng)能提供當(dāng)前的實(shí)時(shí)時(shí)鐘生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的管理要求系統(tǒng)能提供當(dāng)前的實(shí)時(shí)時(shí)鐘用于顯示和打印報(bào)表。用于顯示和打印報(bào)表。3 3、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、實(shí)時(shí)時(shí)鐘 實(shí)時(shí)時(shí)鐘常由軟件組成。用實(shí)時(shí)時(shí)鐘常由軟件組成。用CPU/MEMCPU/MEM模板上的模板上的1616位定位定時(shí)器，每時(shí)器，每1 1秒產(chǎn)生一次定時(shí)中斷申請(qǐng)，計(jì)算機(jī)通過(guò)執(zhí)行秒產(chǎn)生一次定時(shí)中斷申請(qǐng)，計(jì)算機(jī)通過(guò)執(zhí)行時(shí)鐘中斷服務(wù)程序時(shí)鐘中斷服務(wù)程序，將當(dāng)前的時(shí)間按年、月、日、時(shí)、，將當(dāng)前的時(shí)間按年、月、日、時(shí)、分、秒分別存入相應(yīng)的地址單元。分、秒分別存入相應(yīng)的地址單元。時(shí)鐘中斷服務(wù)程序時(shí)鐘中斷服務(wù)程序Y YN NN

25、 NY YN N保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)置周期標(biāo)志置周期標(biāo)志秒單位加秒單位加1 1恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)小時(shí)單元清零小時(shí)單元清零日期單元加以日期單元加以1 1日期單元置日期單元置1 1月份單元加月份單元加1 1月份單元置月份單元置1 1年份單元加年份單元加1 1滿滿1 1個(gè)月？個(gè)月？滿滿1 1年？年？滿滿1 1小時(shí)？小時(shí)？滿滿1 1分鐘？分鐘？置打印標(biāo)志置打印標(biāo)志分單元清零小時(shí)分單元清零小時(shí)單元加單元加1 1滿滿 2424小時(shí)？小時(shí)？中斷返回中斷返回秒單位清零秒單位清零分單位加分單位加1 1Y YN NN N8.3.1 8.3.1 冷庫(kù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)冷庫(kù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 1. 1. 對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求對(duì)控制

26、系統(tǒng)的基本要求 （3 3）可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)巡回檢測(cè)，報(bào)警監(jiān)視。）可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)巡回檢測(cè)，報(bào)警監(jiān)視。 （1 1）實(shí)現(xiàn)能量匹配的自動(dòng)控制，以提高制冷效率；）實(shí)現(xiàn)能量匹配的自動(dòng)控制，以提高制冷效率；（2 2）對(duì)各制冷系統(tǒng)作閉環(huán)控制，使高溫和低溫冷庫(kù)分別）對(duì)各制冷系統(tǒng)作閉環(huán)控制，使高溫和低溫冷庫(kù)分別實(shí)現(xiàn)恒溫控制，結(jié)凍系統(tǒng)能達(dá)到速凍、低耗的效果；實(shí)現(xiàn)恒溫控制，結(jié)凍系統(tǒng)能達(dá)到速凍、低耗的效果；冷庫(kù)制冷系統(tǒng)：冷庫(kù)制冷系統(tǒng)：結(jié)凍系統(tǒng)、低溫冷藏系統(tǒng)、高溫冷藏系統(tǒng)結(jié)凍系統(tǒng)、低溫冷藏系統(tǒng)、高溫冷藏系統(tǒng)工程任務(wù)：工程任務(wù)： 實(shí)現(xiàn)三個(gè)制冷系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)三個(gè)制冷系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制 2.2.系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成外部設(shè)備外

27、部設(shè)備計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)備用計(jì)算機(jī)備用計(jì)算機(jī)模模擬擬量量輸輸入入通通道道開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)量量輸輸入入通通道道開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)量量輸輸出出通通道道壓壓縮縮機(jī)機(jī)回回路路氨氨泵泵回回路路冷風(fēng)機(jī)冷風(fēng)機(jī)電磁閥電磁閥壓縮機(jī)壓縮機(jī)氨泵氨泵自自動(dòng)動(dòng)控控制制器器高溫高溫-15-150 0c c低溫低溫-28-280 0c c凍結(jié)凍結(jié)-33-330 0c c制冰制冰-25-250 0c c沖霜沖霜回路回路水回路水回路油回路油回路放氣放氣回路回路冷冷 庫(kù)庫(kù)對(duì)話對(duì)話報(bào)警報(bào)警控制控制控制臺(tái)控制臺(tái)3 3、系統(tǒng)的功能、系統(tǒng)的功能（1 1） 模擬量輸入通道對(duì)各溫度點(diǎn)、壓力點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)模擬量輸入通道對(duì)各溫度點(diǎn)、壓力點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行巡檢測(cè)，定時(shí)打印制表，人

28、工選點(diǎn)巡檢、數(shù)行巡檢測(cè)，定時(shí)打印制表，人工選點(diǎn)巡檢、數(shù)字顯示，人工巡檢速度可調(diào)；字顯示，人工巡檢速度可調(diào)；（2 2） 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)8484個(gè)限值監(jiān)視點(diǎn)進(jìn)行聲、光報(bào)警監(jiān)視；個(gè)限值監(jiān)視點(diǎn)進(jìn)行聲、光報(bào)警監(jiān)視；（3 3） 實(shí)現(xiàn)溫度閉環(huán)控制；實(shí)現(xiàn)溫度閉環(huán)控制；（4 4） 自動(dòng)啟停和能量匹配；自動(dòng)啟停和能量匹配；（5 5） 事故處理。事故處理。8.3.2 8.3.2 制冷系統(tǒng)的預(yù)測(cè)智能控制制冷系統(tǒng)的預(yù)測(cè)智能控制1. 1. 智能優(yōu)化控制規(guī)則智能優(yōu)化控制規(guī)則 制冷系統(tǒng)運(yùn)行的專家知識(shí)采用產(chǎn)生式結(jié)構(gòu)表示：制冷系統(tǒng)運(yùn)行的專家知識(shí)采用產(chǎn)生式結(jié)構(gòu)表示：IFIF THEN THEN 制冷系統(tǒng)的制冷系統(tǒng)的5 5條溫度控制規(guī)

29、律：條溫度控制規(guī)律： 1 1：若當(dāng)前溫度：若當(dāng)前溫度y(k)y(k)高于上限高于上限THTH，則打開(kāi)電磁閥或啟動(dòng)壓縮機(jī)供液；，則打開(kāi)電磁閥或啟動(dòng)壓縮機(jī)供液；2 2：若當(dāng)前溫度：若當(dāng)前溫度y(k)y(k)低于下限低于下限TLTL，則關(guān)閉電磁閥或停止壓縮機(jī)工作。，則關(guān)閉電磁閥或停止壓縮機(jī)工作。 1)(,)(kuTHENTHkyIF（開(kāi)）（開(kāi)）0)(,)(kuTHENTHkyIF（關(guān)）（關(guān)）兩條基本規(guī)則，保證庫(kù)溫兩條基本規(guī)則，保證庫(kù)溫盡快回到允許范圍之內(nèi)盡快回到允許范圍之內(nèi)8.3.2 8.3.2 制冷系統(tǒng)的預(yù)測(cè)智能控制制冷系統(tǒng)的預(yù)測(cè)智能控制1. 1. 智能優(yōu)化控制規(guī)則智能優(yōu)化控制規(guī)則 制冷系統(tǒng)的制冷系統(tǒng)的5 5條溫度控制規(guī)律：條溫度控制規(guī)律： 3 3：若溫度在允許范圍內(nèi)，為了克服大時(shí)滯、大慣性的影響，需要進(jìn)：若溫度在允許范圍內(nèi)，為了克服大時(shí)滯、大慣性的影響，需要進(jìn)行預(yù)測(cè)；若行預(yù)測(cè)；若L L步預(yù)測(cè)仍在允許范圍內(nèi)，則保持原輸出狀態(tài)。步預(yù)測(cè)仍在允許范圍內(nèi)，則保持原輸出狀態(tài)。4 4：在輕負(fù)荷或重負(fù)荷作用下，為了