第八章 反求工程与创新设计

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1、第五讲DCS的基本功能操作站的基本功能思考题云南广播电视大学/云南国防工业职业技术学院机电工程学院电气教研室赵祖武现场控制站的基本功能集散控制系统的基本功能DCS系统的关键是通信，也可以说数据公路是DCS的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。数据公路的媒体可以是：一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。一个特定DCS系统的相对优点与弱点一般看下列情况：（1）系统能处理多少I/O信息。（2）系统能处理多少与控制有关的控制回路的信息。（3）能适应多少用户和装置（

2、CRT、控制站等）。（4）传输数据的完整性是怎样彻底检查的。（5）数据公路的最大允许长度是多少。（6）数据公路能支持多少支路。（7）数据公路是否能支持由其它制造厂生产的硬件（可编程序控制器、计算机、数据记录装置等）。集散控制系统产品形形色色，结构类型各具特色，功能特性各有侧重，但一些基本功能是必须具备的。现场控制站的基本功能现代DCS的现场控制站是多功能型的，其基本功能包括：反馈控制数据采集与处理数据通信逻辑控制顺序控制批量控制传统DDC、DAS基本功能传统PLC基本功能现场控制站的基本功能：反馈控制它是数量最多、

3、最基本、最重要的控制方式。反馈控制功能主要有：输入信号处理报警处理控制运算控制回路组态输出信号处理反馈控制功能：输入信号处理模拟量：采样/保持、A/D转换、数字滤波、合理性检验、规格化、工程量变换、零偏修正、非线性处理、补偿运算离散量（DI、SI）：瞬时值变换（计数器累积）合理性检验：A/D转换超时（或未执行）→“A/D卡件故障”→系统标志“不合理”；A/D转换超量程上下限→系统标志“计数不合理”零偏修正：在当前值中扣除零漂值。（零漂值不超过前级输出量程10%）规格化：信号（1～5VDC）对应在计算机中使用的数字量（增加控

4、制运算精度）（PV→PV＿Data＿CPU）规格化值X＝规格上限规格下限信号上限信号下限（信号信号下限）＋规格下限＿反馈控制功能：输入信号处理工程量变换：在计算机中使用的数字量对应的工程量显示或信号（PV＿Data＿CPU→OUT）工程量值Y＝工程上限工程下限规格上限规格下限（规格规格下限）＋工程下限输入信号→规格化值规格化值→工程量———示例（P.32.例2.1）反馈控制功能：输入信号处理非线性处理：折线数据表拟合（线性化）Pt100热电阻分度表/电阻值（Ω）度℃012345678910103.90104.29104.6

5、8105.07105.46105.85106.24106.63107.02107.4020107.79108.18108.57108.96109.35109.73110.12110.51110.90111.2930111.67112.06112.45112.83113.22113.61114.00114.38114.77115.15示例：测量到电阻，根据分度表，返求出被测温度。（测量）示例：知道温度，根据分度表，则对应的电阻应为多少。（校验仪表）反馈控制功能：输入信号处理开方运算：如流量与节流差压信号的关系（＜1%小信号切

6、除）补偿运算：设计条件与应用环境不同时应用。脉冲序列的瞬时值变换及累计：单位时间内，计数器累积值作为瞬时值输入。反馈控制功能：报警处理DCS具有完备的报警功能，使操作管理人员能得到及时、准确又简洁的报警信息，从而保证了安全操作。对DCS报警，常用的有：报警类型、报警限值、报警优先级反馈控制功能：报警处理报警处理仪表异常报警（上下限超10%）绝对值报警偏差报警速率报警累计值报警上上限上限下限下下限危险级高级低级报表级不需报警级报警类型报警限值报警优先级报警链中断参数：用于给出顺序事件的主要报警源最高报警选择参数：选择最危险的

7、报警变量反馈控制功能：控制运算不同的DCS，控制运算的类型和数量有所不同。但常用的算法基本一致。PID微分先行PID积分分离开关控制时间比例开关控制信号选择比率设定　时间程序设定Smith预估控制　多变量解耦控制一阶滞后运算　超前－滞后运算自定义公式编辑……常见的控制算法反馈控制功能：控制回路组态输入信号（及处理）→利用组态软件提供的控制运算模块“堆砌”出用户所需要的程序→信号输出（及处理）。控制运算模块一般在组态软件内都用可视图形模块给出。可规定模块的“从哪里来…到哪里去…”，还可根据用户需要设定模块的相关参数。点一点，

8、看一看从哪里来到哪里去参数设定反馈控制功能：输出信号处理（略）输出开路检验、输出下下限检验、输出变化率限幅、AO、DO（SO）、PO等……小结：（重点）规格化、工程量变换、非线性折线拟合、控制回路组态点点看信号处理现场控制站的基本功能：逻辑控制现场控制站的基本功能：顺序控制现场控制站的基本功能：批量控制