学习层或自适应层:对实际系统的观测来辨识优化层中所使用的数学模型结构和参数,使模型和实际过程一致
自组织层:按系统总控制目标选择下层所用的模型结构、控制策略等
六.集散控制系统的结构分类
三大组成部分:
分散控制装置+通信系统+集中操作和管理装置
(1)工业级微机+通信系统+操作管理机
(2)单回路控制器+通信系统+工业级微机
(3)PLC+通信系统+工业级微机
(4)工业级微机+通信系统+工业级微机
(5)智能前端+通信系统+工业级微机
七.工业级微机+通信系统+操作管理机
工业级微机用作多功能、多回路的分散控制装置;操作管理机使用PC机,相
应软件由软件厂商开发。
单回路控制器+通信系统+工业级微机
单回路控制器作为分散控制装置;工业级微机作为操作管理站,通用性强、自行开发软件。适用于中小型企业(集散控制系统)。
PLC+通信系统+工业级微机
PLC作为分散控制装置;其他同2。
在制造业广泛应用的集散控制系统的结构,尤其适用于有大量逻辑顺序控制的过程。
工业级微机+通信系统+工业级微机
工业级微机既作分散控制装置,也作操作和管理装置。
智能前端+通信系统+工业级微机
智能前端指用于生产现场的智能控制设备,作为分散控制装置;用于小型集散控制系统。
五.平台
组态”的概念来自英文configuration。使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置,达到使计算机或软件按照预先设置,自动执行待定任务,满足使用者要求的目的。通过软件采用非编程的操作方式,进行参数填写、图形连接和文件生成等,使得软件乃至整个系统具有某种指定的功能。
1.分布式控制系统的组态:
系统组态:组成系统的各设备间的连接
画面组态:操作站的各种画面、画面间连接
控制组态:完成各控制器、过程控制装置结构连接、参数设置等
功能块或算法
功能块或算法:控制系统结构中的基本单元。
(1)组成:
功能块是由分布式系统制造商提供的系统应用程序,由不同需功能的子程序组成,主要包括结构参数、设置参数和可调整参数。
从可组态性的要求出发,功能块的参数应具有易设置、易调整的特点。 结构参数:
功能参数——子功能、不同数据类型、多输入信号;充分利用内存、减少消耗。
连接参数——功能参数与外部的连接;软连接
设置参数:系统设置参数和用户设置参数
可调整参数:运行元可调参数和工程师可调参数
(2)信息的输入方法:
功能表格:机器码、助记符、菜单
功能图法:填表法、建立数据库
编制程序法:(高级)编程语言、计算模块
(3)根据可组态性判断功能块的质量:
灵活性:
功能块代替仪表的部分功能
满足过程控制的要求,专用功能块,功能参数的设置,灵活组合成各种功能。
实施功能块组态方便:提示信息、参数默认值、自动建立连接参数。
维修和调试:软接线方式、检查模块运行情况
先进性:
采用分布式控制系统的目的就是提高系统的自动化水平。
对于先进的控制算法、采用仪表时投资较大的计算指标的控制算法,功能块能否实现。
完善性:
适应常规控制、顺序控制、批量控制的要求
设置专用功能模块、扩大功能,简化组态操作。
(4)功能块按功能划分:
输入与输出类模块:
按信号的类型:模拟量、数字量、脉冲量
输入功能块:预处理(数字滤波、线性化、开方处理、工程单位转换、报警界限比较、超限报警、事故报警信号故障报警)
输出功能块:自动切换、手动信号输出、控制方式选择、输出信号限值比较、超限报警及手自动切换时的跟踪处理
控制算法类功能模块:
常规控制算法和高级控制算法
P、I、D及其组合、改进
超前滞后控制算法
开关控制算法
自整定PID控制算法
纯滞后的Smith预估控制算法
预测控制算法
运算类:
数学运算和逻辑运算(顺序功能模块、比较模块)
信号发生类:
阶跃、斜波、正弦、方波、非线性
转换类
整形、延时
脉冲记数、方波信号用于信号翻转、数据集(data set)的传送
2. 过程显示画面
过程显示画面是操作站显示屏所显示的画面,包括系统画面和过程操作画面。 系统画面:用于系统维护,通常由系统的结构、通信网络和各组成设备及运行状态等信息组成。
过程操作画面:用户过程画面、概貌画面、仪表面板画面、检测和控制点画面、趋势画面和各种画面一览表、报警与事件一览表等。
显示画面的组态:
用户过程画面的分页
静态和动态画面的绘制及合成
各画面间的连接等
从可组态性的观点来看,分页少有利于减少组态工作量,但从可操作性看,过多的设备和变量显示集中在一幅画面,容易造成操作的失误。
用户过程画面的组态:
用过程显示图形符号和数据显示组合的工作,是操作员与计算机联系的界面。 标准化:图形标准化、图库
协调性:排列位置、尺寸大小、颜色分配、数据显示刷新速率等内容的协调。 操作灵活性:动、静态画面绘制合成、画面编辑、画面调用
直观性:颜色填充、棒图升降等直观显示变化趋势的方法
3.集散控制系统的操作方式
一、仪表盘操作方式
集散控制系统的仪表盘操作指过程控制站的部分操作在仪表盘进行,它通常包括盘装的 单回路、多回路控制器、可编程逻辑控制器、模拟仪表后备和简易型操作终端的操作。
二、CRT操作方式
集散控制系统中的CRT操作方式:
通过操作站的CRT、触摸屏幕、鼠标或球标、键盘等设备或者语音等输入设备对生产过程进行操作以及系统、控制组态和维护的操作。
三. 组态操作
集散控制系统的组态操作包括分散过程控制装置和操作站的组态,可引申到现场智能变送器、一体化安装的带控制器的执行机构的组态和上位管理站的组态。 组态操作包括系统组态、控制组态、画面组态和操作组态等。
(1)系统组态
根据己有的集散控制系统,确定各设备的可寻址的标志号、各设备之间的
连接关系 所包含的软件环境以及相应操作系统。