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计算机和自动控制的基本概念
fanxueling 发表于 2008/9/22 23:42:24 895 查看 2 回复 [上一主题] [下一主题]
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1、给定值：根据生产过程的要求，规定被调量应达到并保持的数值。电厂一般由运行人员在计算机上的软手操上设定，为防止运行人员误操作给实际生产过程造成后果，一般由热工人员在系统组态调试时对该设定值进行合理的上下限限幅。
2、开环控制系统：也称为前馈控制系统，是控制设备和控制对象在信号关系上没有形成闭合回路的控制系统。也就是说，其被控量没有反馈到控制设备的输入端。它的特点是按扰动进行控制，结构简单，精度差，只能克服单一扰动。
3、闭环控制系统：也称为反馈控制系统，它的被控量信号反馈到控制设备的输入端，成为控制设备产生控制作用的依据。只要被控量与给定值之间有偏差，控制设备就要对控制对象施加作用，直到被控量符合要求止。它的特点是基于偏差，消除偏差，可以克服各种扰动对被控量的影响。由于控制作用落后于干扰，因此相对来讲控制不及时。
4、复合控制系统：它是开环控制和闭环控制组合的一种控制系统。
5、扰动：引起被调量偏离给定值的各种因素。按扰动的来源又分为内扰和外扰；内扰是指发生在闭环系统内部的扰动，是调节通道引起的扰动，是系统本身的；外扰是指发生在闭环系统外部的扰动，是人为加入的扰动，常用于进行扰动试验。
6、定值扰动：在控制系统参数的整定中，常用给定值阶跃扰动来检验控制系统的静态偏差是否符合工艺系统的要求。
7、负荷扰动：在控制系统的参数的整定中，常用负荷阶跃扰动来检验控制系统的动态偏差是否符合工艺系统的要求。
8、静态偏差：是指调节过程结束后被调量的实际值与给定值之间的偏差。
9、动态偏差：是指调节过程中被调量与给定值之间的最大偏差，它表示被调量短期偏离给定值的程序。它和静态偏差反映调节过程的准确性。
10、衰减率：衰减率这个指标是一个与控制系统稳定性有关的概念。通常所说的控制系统是稳定的，是指控制系统受到干扰作用后，系统的平衡被破坏，在控制设备的控制作用下，控制系统能恢复到一个新的平衡状态，称为稳定的控制系统。稳定的控制系统被控参数和控制参数的过渡过程曲线最后趋向平衡；不稳定的控制系统过渡曲线是渐扩的，无法恢复平衡。现场中希望过渡过程曲线如图9-1所示。
控制系统的稳定程序可以用衰减率 这个指标来衡量，定义如下：
φ=(y1-y3)/y1=1-(y3/y1)
式中，y1和y3是被控参数从新稳定值ym量起的第一和第三波峰值。
衰减率 和系统稳定性之间的关系如下：
（1） =1，即y3=0：过渡过程为不振荡过程；
（2） =0，即y1=y3：过渡过程为等幅振荡过程；
（3）0< <1，即y1>y3：过渡过程为衰减振荡过程；
（4） <0,即y1<y3：过渡过程为渐扩振荡过程。
多数热工生产过程要求衰减率在0.75-0.9之间，即第一波峰与第三波峰之比在4:1-10:1之间。
11、迟延：调节对象在受到扰动后，其被调量并不立即发生变化，而要经过一段时间后才发生变化，这种特性称为迟延。
12、阀门特性试验：调节阀门静态特性（理想流量特性）是指当调节阀门前后压差一定时，介质的相对流量与阀门相对开度的关系；调节阀门的工作特性是指在实际生产过程中，调节阀门前后压力差是变化的，这种情况下的相对流量和相对开度的关系。阀门特性试验是在负荷和运行工况稳定的情况下，由运行人员在全行程内分5-10点按开启和关闭两个方向进行，看最大流量，漏流量、变差流量、控制死行程、流量变化的饱和区、有效行程内的流量变化率是否符合要求。
13、全行程时间：是指阀门和挡板由运行人员在主控计算机输入开指令开始，到阀门和挡板的位置反馈或终端开关显示到全开位置所经历的时间，同时在机组检修后要进行阀门和挡板的全关的行程时间测定。
14、自动投入率：是反映电厂或电厂某台机组自动化程度的指标，具体是指已投入自动方式运行的自动控制系统的套数占安装的自动控制系统的总套数的百分数，一般每月统计一次，可以按全厂或按单元制机组进行统计；已投入自动方式运行的自动控制系统是指当月投入自动方式运行的时间大于具备投入的条件的时间的80%。
15、同步性：在现场的实际控制系统中，同一被调量需要两个或两个以上的调节设备来完成对它的控制，则要求该两个或两个以上的调节设备的控制特性要相同。
16、机械零位：在执行机构的调试中，对应主设备实际的最低（小）位置的位置反馈的读数，执行机构的关终端开关常定在此处。
17、电气零位：指当执行机构的控制信号达到最小时，此时位置反馈的读数。
18、积分饱和：自动控制系统中，由于控制器或控制算法中的积分作用在一个方向上增加太多，以致使控制单元超出其行程的限值，在需要控制系统反方向积分时就需要花费更多时间，有可能发生控制迟延和过程扰动。解决办法是计算积分器的输出，使得下游算法对控制单元的请求保持在极限值处，直至将控制单元驱动至控制范围内。
19、自动跟踪：在控制系统由自动方式切换为手动方式时，控制系统中相互连接的上游算法的输出值自动变为下游算法的输出值，只有这样才能保证系统切换时的无扰切换，这种特性叫自动跟踪。
20、调节器参数整定：调节系统构成之后，确定调节器的比例带、积分时间和微分时间的工作，叫做调节器参数整定。
二、计算机控制的基本概念
1、数据容量（系统点数）：指一个独立的分散控制系统在保证系统的可靠性和实时响应性等指标的前提下最大可接收过程点的点数，是系统可扩展性和可靠性的重要指标。
2、接地电阻：为提高分散控制系统的抗干扰能力，一般须对它的电源和信号进行接地，有的系统机柜也需要接地（有的系统需要对地绝缘），常用的控制系统要求对地网的接地电阻等于或小于1Ω。
3、传输速率：单位时间内数据传输系统中相应设备间传送的平均位数、字符数或块数，速率以每秒、每分或每小时的位数、字符数或块数表示，相应的设备可是调制解调器、中间设备或数据源和数据接收器，一般的传输速率为10Mbps或100Mbps。是系统实时可控性的重要指标。
4、冗余技术：为提高监控系统的可靠性，对系统的CPU、通信总线和接口、软件服务器、电源设备、操作方式进行冗余设计，常用的冗余方式有1：1冗余、N：1冗余、多重冗余，其中1：1冗余应用较多，N：1冗余用于A/D或D/A转换，多重冗余用于模拟量和开关量的三取二和炉膛及汽轮机的主保护。冗余技术是系统安全性的重要指标。
5、点目录刷新：点目录是一种缩引文件，存于信息高速公路内，引用的是分散、控制系统分散型全局数据库里所有可传输的点。每一个点均通过一个字母名和一个特有的系统ID（SID）来标识。系统点目录是分散控制系统中的主过程点的数据库，为数据高速公路上的点分配系统ID，以及允许检查指定频率的实用程序。点目录刷新是指分散控制系统的数据库增加新点时，需要用特定的程序和步骤进行的操作。
6、组态：是针对具体的控制回路，从标准子程序库（功能库）中选择所需要的功能块并进行功能块之间的选择，为各功能块提供必要的参数，确定输入、输出和一些辅助功能，以构成一定控制功能的软件的过程。
7、报警死区：在设置报警定值时，为防止当过程测量值在报警定值临界区域内频繁波动而引起频繁报警，常设置一上限和下限报警裕量，该裕量就叫做报警死区。
8、SOE分辨率：在机组的事故追忆中，许多设备的状态信号（开关量点）动作的时间间隔非常小，为了能分清设备动作的先后顺序，常要求SOE（事件顺序记录）分辨率等于或小于1ms。SOE分辨率是衡量系统精度的重要指标。
9、在线组态：分散控制系统在不影响系统的正常运行（被控设备和控制系统同时运行）的情况下可以对它的图形、控制逻辑、数据库任意进行修改、下载等操作的性能。在线组态是衡量软件可靠性的重要指标。
10、信号隔离：分散控制系统的输入/输出卡件的某一通道在抗干扰、外回路开路和短路、强电窜入和接地等故障情况下应具有良好的信号隔离措施以防止卡件损坏和故障扩大到本卡件其他通道和其他卡件。信号隔离是系统硬件可靠性的重要指标。
11、历史数据刷新时间：指分散控制系统中的历史站在实时曲线、历史曲线和报表调用历史数据时所花费的最长时间，是检验历史站性能指标的重要参数。
12、卡件故障率：分散控制系统中的输入/输出卡件和其他硬件设备在新机组投产的一个调试周期内或在机组投产后的一年时间内损坏的卡件数量占在装的卡件数量的百分数。它是衡量分散控制系统硬件质量的重要指标。
13、DPU（CPU）负荷率：作为基本控制单元处理能力的可靠性指标，一般DPU在恶劣工况下的负荷率应小于%。DPU负荷率是系统配置的重要依据。
14、现场总线：是用于过程自动化或制造自动化中的，实现智能化现场设备（如变送器/执行器、控制器）与高层设备（如主机、网关、人积接口设备）之间互联的，全数字、串行、双向的通信系统。它可以实现跨网络的分布控制。它是系统可扩展性和经济性的重要指标。