一种具有移动死区功能的热工控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种具有移动死区功能的热工控制系统及方法，包括模拟量输入模块，将接收自现场变送器的标准4~20mA直流信号转换为可供控制模块识别的数字信号；控制模块，接收模拟量输入模块的数字信号，并通过本发明专利技术的计算回路进行离散化处理后发送至模拟量输出模块；模拟量输出模块，接收控制模块发送的数字信号，并转换为标准4~20mA直流信号输出至执行机构；执行机构，接收模拟量输出模块的标准4~20mA直流信号控制电机运转，驱动阀门开关。本发明专利技术针对调节精度要求不高的模拟量控制系统，减少无谓的调节动作，可将连续控制阀门开度的系统转变为多档位阀门开度的控制系统，减少工艺介质对阀门的冲刷和磨损，并且消除输入信号波动造成执行机构反复振荡的现象。

A thermal control system and method with moving dead zone function

【技术实现步骤摘要】
一种具有移动死区功能的热工控制系统及方法
本专利技术涉及热工控制领域，尤其涉及一种具有移动死区功能的热工控制系统及方法。
技术介绍
在热工控制策略中，折线函数是使用得非常多的一种功能块，是方便快捷实现y=f(x)的一种近似拟合，但是在某些对调节精度要求不高的控制回路中，工艺系统如果进行经典的连续控制，不但无谓的增加了调节次数，增加了执行机构和阀门的损耗，还给工艺系统造成有害的扰动，此时就需要一种不连续的离散对应关系，但是在离散转换的过程中为了避免被调量在临界点附近的摆动造成执行机构的反复振荡，就需要有上升与下降过程的非对称处理，即实现移动死区的功能。移动死区是为了防止输入信号在阶梯函数临界值附近波动造成输出值反复振荡而设计的死区，该死区跟随输入信号，而不是固定在某个阀值。例如给水泵最小流量调节阀的控制，它是为了控制给水泵再循环的水流量，对精度要求不高，目前的控制系统中，不论是PID闭环控制，还是折线函数开环控制，都是对阀门的连续控制，使阀门经常遭受严重的冲刷，同时流量波动也较频繁，为此工艺系统需要最小流量调节阀只在几个固定的开度停留，而普通的阶梯折线函数，会出现流量在阶梯处波动时造成阀门反复振荡的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出一种具有移动死区功能的热工控制系统及方法。本专利技术的专利技术目的是通过以下技术方案实现的：一种具有移动死区功能的热工控制系统，包括：模拟量输入模块，将接收自现场的标准直流信号转换为可供控制模块识别的数字信号；控制模块，接收模拟量输入模块的数字信号，并通过本专利技术的计算回路进行离散化处理后发送至模拟量输出模块；模拟量输出模块，接收控制模块发送的数字信号，并转换为标准4~20mA直流信号输出至执行机构；执行机构，接收模拟量输出模块的标准4~20mA直流信号控制电机运转，驱动阀门开关。；其中，所述的控制模块包括一个带有移动死区功能的非对称离散折线函数计算回路。所述的模拟量输入模块，可接收压力变送器、温度变送器、水位变送器和位移变送器发送的标准直流信号并转换为可供控制模块识别的数字信号。所述的控制模块，接收模拟量输入模块的数字信号，通过本专利技术的计算回路进行离散化处理后发送至模拟量输出模块。所述的模拟量输出模块，接收控制模块发送的数字信号，并转换为标准直流信号输出至执行机构。所述的执行机构，包括一个控制单元，通过接收标准直流信号对阀门开度进行控制。一具有移动死区功能的热工控制方法，括以下步骤：S1.将接收自变送器的标准4~20mA直流信号转换为可供控制模块识别的数字信号；S2.控制模块接收模拟量输入模块的数字信号，并通过本专利技术的计算回路进行离散化处理后发送至模拟量输出模块；S3.模拟量输出模块接收控制模块发送的数字信号，并转换为标准4~20mA直流信号输出至执行机构；S4.执行机构接收模拟量输出模块的标准4~20mA直流信号控制电机运转，改变阀门开度。本专利技术的有益效果：减少模拟量调节系统无谓的调节动作，可将连续控制阀门开度的系统转变为多档位阀门开度的控制系统，减少工艺介质对阀门的冲刷和磨损，并且消除输入信号波动造成执行机构反复振荡的现象。附图说明图1为本专利技术的系统结构图；图2为本专利技术的模拟量输入模块（A/D转换）的电路原理图；图3为本专利技术的控制模块的算法SAMA图；图4为本专利技术的模拟量输出模块（D/A转换）的电路原理图；图5为常规控制系统的流量与阀门开度的阶梯折线函数图；图6为本专利技术的流量与阀门开度的离散折线函数图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，先对照附图说明本专利技术的具体实施方式。本实施例的具体方法原理如下：如图1所示，一种具有移动死区功能的热工控制系统，包括：模拟量输入模块，将接收自现场变送器的标准4~20mA直流信号转换为可供控制模块识别的数字信号；控制模块，接收模拟量输入模块的数字信号，并通过本专利技术的计算回路进行离散化处理后发送至模拟量输出模块；模拟量输出模块，接收控制模块发送的数字信号，并转换为标准4~20mA直流信号输出至执行机构；执行机构，接收模拟量输出模块的标准4~20mA直流信号控制电机运转，驱动阀门开关；其中，所述的控制模块包括一个带有移动死区功能的非对称离散折线函数计算回路。所述的模拟量输入模块，可接收压力变送器、温度变送器、水位变送器和位移变送器发送的标准4~20mA直流信号并转换为可供控制模块识别的数字信号，通过图2所示进行信号转换并将转换的数字信号，发送至控制模块。所述的控制模块，接收模拟量输入模块的数字信号，通过本专利技术的计算回路进行离散化处理后发送至模拟量输出模块。所述的模拟量输出模块，通过图4所示，接收控制模块发送的数字信号，并转换为标准4~20mA直流信号输出至执行机构。所述的执行机构，包括一个控制单元，通过接收标准4~20mA直流信号对阀门开度进行控制。一种具有移动死区功能的热工控制方法，包括以下步骤：S1.将接收自变送器的标准4~20mA直流信号转换为可供控制模块识别的数字信号；S2.控制模块接收模拟量输入模块的数字信号，并通过本专利技术的计算回路进行离散化处理后发送至模拟量输出模块；S3.模拟量输出模块接收控制模块发送的数字信号，并转换为标准4~20mA直流信号输出至执行机构；S4.执行机构接收模拟量输出模块的标准4~20mA直流信号控制电机运转，改变阀门开度。对于传统的给水泵最小流量调节阀的控制，它是为了控制给水泵再循环的水流量，对精度要求不高，目前的控制系统中，不论是PID闭环控制，还是折线函数开环控制，都是对阀门的连续控制，使阀门经常遭受严重的冲刷，同时流量波动也较频繁，为此工艺系统需要最小流量调节阀只在几个固定的开度停留，而普通的阶梯折线函数，会出现流量在阶梯处波动时造成阀门反复振荡的现象，如图5所示。而对于本专利技术，如图6所示，通过设置带有移动死区功能的非对称离散折线函数计算回路，假设输入信号为流量，输出信号为阀门开度，阀门的当前开度为P2，对应的流量为F2，只要流量在（F1,F3）区间内变化，阀门开度不会变化，仍然为P2。只有当流量=F3时，阀门开度才会关到P3，此时与上述过程类似，只要流量在（F2,F4）区间内变化，阀门开度会保持在P3不变。这样就避免流量在临界点附近振荡时，阀门开度随之摆动。其中所述的带有移动死区功能的非对称离散折线函数计算回路，如图3所示，示意了一个流量值达到100后开始开启阀门，然后以50为一档开关阀门的控制算法，该阀门仅会在流量为100、150、200、250、……指定对应的开度停留，当流量在上述刻度波动＜±50时，阀门不会动作。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有移动死区功能的热工控制系统，其特征在于，包括：/n模拟量输入模块，将接收变送器发送的标准直流信号转换为可供控制模块识别的数字信号；/n控制模块，接收模拟量输入模块的数字信号，并通过本专利技术的计算回路进行离散化处理后发送至模拟量输出模块；/n模拟量输出模块，接收控制模块发送的数字信号，并转换为标准直流信号输出至执行机构；/n执行机构，接收模拟量输出模块的标准直流信号控制电机运转，驱动阀门开关；/n其中，所述的控制模块包括一个带有移动死区功能的非对称离散折线函数计算回路。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有移动死区功能的热工控制系统，其特征在于，包括：
模拟量输入模块，将接收变送器发送的标准直流信号转换为可供控制模块识别的数字信号；
控制模块，接收模拟量输入模块的数字信号，并通过本发明的计算回路进行离散化处理后发送至模拟量输出模块；
模拟量输出模块，接收控制模块发送的数字信号，并转换为标准直流信号输出至执行机构；
执行机构，接收模拟量输出模块的标准直流信号控制电机运转，驱动阀门开关；
其中，所述的控制模块包括一个带有移动死区功能的非对称离散折线函数计算回路。


2.根据权利要求1所述的一种具有移动死区功能的热工控制系统，所述的模拟量输入模块可接收压力变送器、温度变送器、水位变送器和位移变送器发送的标准直流信号。


3.根据权利要求1所述的一种具有移...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡昊，
申请(专利权)人：大唐湘潭发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43