一种基于耦合性分析的控制回路性能监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于耦合性分析的控制回路性能监测方法及系统。该方法包括：根据当前控制回路的实际测量值、预设值和控制模式，采用最小方差控制方法进行回路性能评价，得到当前控制回路性能评价结果；根据当前控制回路性能评价结果判断当前控制回路是否符合预设性能要求；若不符合预设性能要求，则根据耦合关系表判断导致当前控制回路不符合预设性能要求的根源回路为当前控制回路还是上游控制回路。采用本发明专利技术的方法及系统，通过耦合性分析找到串行回路间上下游的关联性，从而找到造成控制回路性能差的根源回路，便于使用者发现并解决问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于耦合性分析的控制回路性能监测方法及系统
本专利技术涉及控制回路性能监测
，特别是涉及一种基于耦合性分析的控制回路性能监测方法及系统。
技术介绍
在石油炼制加工过程中，比例积分微分控制(PID控制)策略应用最为广泛。PID控制的优点是：结构简单、调整方便、鲁棒性强。而控制回路的性能会随着生产装置连续运行时间的增加而退化，装置中高达60％的控制回路存在着不同程度的性能缺陷，若不及时有效地维护重要的控制回路，控制性能变差不仅会影响装置运行的平稳性、产品质量、产品收率和物耗、能耗等，严重时，甚至危及装置运行的安全。传统的控制回路性能监测方法仅能判断某单个回路的运行性能，然而当回路性能监测出某回路性能差时，往往不一定是当前控制回路本身的问题，有可能受其上游控制回路的影响，因此传统方法并不能找到回路性能差的根本原因，为使用者发现并解决问题带来不便。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于耦合性分析的控制回路性能监测方法及系统，通过耦合性分析找到串行回路间上下游的关联性，从而找到造成控制回路性能差的根源回路，便于使用者发现并解决问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种控制回路性能监测方法，包括：获取当前控制回路的实际测量值、预设值和控制模式；所述控制模式包括手动控制和自动控制；根据所述当前控制回路的实际测量值、所述预设值和所述控制模式，采用最小方差控制方法进行回路性能评价，得到当前控制回路性能评价结果；根据所述当前控制回路性能评价结果判断当前控制回路是否符合预设性能要求；若不符合预设性能要求，则根据耦合关系表判断导致所述当前控制回路不符合预设性能要求的根源回路为当前控制回路还是上游控制回路；所述耦合关系表为采用耦合性分析法建立的反映当前控制回路和上游控制回路相关程度的表。可选的，所述根据所述当前控制回路的实际测量值、所述预设值和所述控制模式，采用最小方差控制方法进行回路性能评价，具体包括：根据所述当前控制回路的实际测量值和所述当前控制回路的预设值计算偏差标准差；根据所述当前控制回路的实际测量值、所述预设值和所述控制模式计算控制回路震荡指数；获取控制回路期望稳态时间和实际稳态时间，并根据所述控制回路期望稳态时间和实际稳态时间计算控制回路相对性能指数；根据所述偏差标准差、所述控制回路震荡指数和所述控制回路相对性能指数进行回路性能评价。可选的，所述根据所述偏差标准差、所述控制回路震荡指数和所述控制回路相对性能指数进行回路性能评价，具体包括：获取偏差标准差预设值、控制回路震荡指数预设值和控制回路相对性能指数预设区间；在同时满足所述偏差标准差小于所述偏差标准差预设值、所述控制回路震荡指数小于所述控制回路震荡指数预设值，以及所述控制回路相对性能指数在所述控制回路相对性能指数预设区间内时，当前控制回路符合预设性能要求；否则，当前控制回路不符合预设性能要求。可选的，所述耦合关系表的建立方法具体包括：获取与所述当前控制回路串行的所有上游控制回路的实际测量值；根据每一个上游控制回路的实际测量值与所述当前控制回路的实际测量值，采用耦合性分析方法确定每一个上游控制回路和所述当前控制回路的相关程度；根据所述相关程度建立耦合关系表。可选的，所述根据耦合关系表判断导致所述当前控制回路不符合预设性能要求的根源回路为当前控制回路还是上游控制回路，具体包括：获取相关程度预设值；根据所述耦合关系表，筛选出大于所述相关程度预设值对应的上游控制回路，得到上游控制回路集合；所述上游控制回路集合中的上游控制回路两两相邻；对所述上游控制回路集合中的每个上游控制回路按照由下游至上游的顺序进行编号；查找所述上游控制回路集合中是否存在与所述当前控制回路相邻的上游控制回路；若不存在，则确定当前控制回路为导致所述当前控制回路不符合预设性能要求的根源回路；若存在，则将所述上游控制回路集合中编号最大值对应的上游控制回路确定为导致所述当前控制回路不符合预设性能要求的根源回路。本专利技术还提供一种控制回路性能监测系统，包括：数据采集模块，用于获取当前控制回路的实际测量值、预设值和控制模式；所述控制模式包括手动控制和自动控制；回路性能监测模块，用于根据所述当前控制回路的实际测量值、所述预设值和所述控制模式，采用最小方差控制方法进行回路性能评价，得到当前控制回路性能评价结果；耦合性分析模块，用于根据所述当前控制回路性能评价结果判断当前控制回路是否符合预设性能要求；若不符合预设性能要求，则根据耦合关系表判断导致所述当前控制回路不符合预设性能要求的根源回路为当前控制回路还是上游控制回路；所述耦合关系表为采用耦合性分析法建立的反映当前控制回路和上游控制回路相关程度的表。可选的，所述回路性能监测模块，具体包括：偏差标准差计算单元，用于根据所述当前控制回路的实际测量值和所述当前控制回路的预设值计算偏差标准差；控制回路震荡指数计算单元，用于根据所述当前控制回路的实际测量值、所述预设值和所述控制模式计算控制回路震荡指数；控制回路相对性能指数计算单元，用于获取控制回路期望稳态时间和实际稳态时间，并根据所述控制回路期望稳态时间和实际稳态时间计算控制回路相对性能指数；回路性能评价单元，用于根据所述偏差标准差、所述控制回路震荡指数和所述控制回路相对性能指数进行回路性能评价。可选的，所述回路性能评价单元，具体包括：数据获取子单元，用于获取偏差标准差预设值、控制回路震荡指数预设值和控制回路相对性能指数预设区间；回路性能评价子单元，用于在同时满足所述偏差标准差小于所述偏差标准差预设值、所述控制回路震荡指数小于所述控制回路震荡指数预设值，以及所述控制回路相对性能指数在所述控制回路相对性能指数预设区间内时，当前控制回路符合预设性能要求；否则，当前控制回路不符合预设性能要求。可选的，所述耦合性分析模块，具体包括：耦合关系表建立单元，用于获取与所述当前控制回路串行的所有上游控制回路的实际测量值；根据每一个上游控制回路的实际测量值与所述当前控制回路的实际测量值，采用耦合性分析方法确定每一个上游控制回路和所述当前控制回路的相关程度；根据所述相关程度建立耦合关系表。可选的，所述耦合性分析模块，还包括：根源回路确定单元，用于获取相关程度预设值；根据所述耦合关系表，筛选出大于所述相关程度预设值对应的上游控制回路，得到上游控制回路集合；所述上游控制回路集合中的上游控制回路两两相邻；对所述上游控制回路集合中的每个上游控制回路按照由下游至上游的顺序进行编号；查找所述上游控制回路集合中是否存在与所述当前控制回路相邻的上游控制回路；若不存在，则确定当前控制回路为导致所述当前控制回路不符合预设性能要求的根源回路；若存在，则将所述上游控制回路集合中编号最大值对应的上游控制回路确定为导致所述当前控制回路不符合预设性能要求的根源回路。与现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制回路性能监测方法，其特征在于，包括：/n获取当前控制回路的实际测量值、预设值和控制模式；所述控制模式包括手动控制和自动控制；/n根据所述当前控制回路的实际测量值、所述预设值和所述控制模式，采用最小方差控制方法进行回路性能评价，得到当前控制回路性能评价结果；/n根据所述当前控制回路性能评价结果判断当前控制回路是否符合预设性能要求；若不符合预设性能要求，则根据耦合关系表判断导致所述当前控制回路不符合预设性能要求的根源回路为当前控制回路还是上游控制回路；所述耦合关系表为采用耦合性分析法建立的反映当前控制回路和上游控制回路相关程度的表。/n

【技术特征摘要】
1.一种控制回路性能监测方法，其特征在于，包括：
获取当前控制回路的实际测量值、预设值和控制模式；所述控制模式包括手动控制和自动控制；
根据所述当前控制回路的实际测量值、所述预设值和所述控制模式，采用最小方差控制方法进行回路性能评价，得到当前控制回路性能评价结果；
根据所述当前控制回路性能评价结果判断当前控制回路是否符合预设性能要求；若不符合预设性能要求，则根据耦合关系表判断导致所述当前控制回路不符合预设性能要求的根源回路为当前控制回路还是上游控制回路；所述耦合关系表为采用耦合性分析法建立的反映当前控制回路和上游控制回路相关程度的表。


2.根据权利要求1所述的控制回路性能监测方法，其特征在于，所述根据所述当前控制回路的实际测量值、所述预设值和所述控制模式，采用最小方差控制方法进行回路性能评价，具体包括：
根据所述当前控制回路的实际测量值和所述当前控制回路的预设值计算偏差标准差；
根据所述当前控制回路的实际测量值、所述预设值和所述控制模式计算控制回路震荡指数；
获取控制回路期望稳态时间和实际稳态时间，并根据所述控制回路期望稳态时间和实际稳态时间计算控制回路相对性能指数；
根据所述偏差标准差、所述控制回路震荡指数和所述控制回路相对性能指数进行回路性能评价。


3.根据权利要求2所述的控制回路性能监测方法，其特征在于，所述根据所述偏差标准差、所述控制回路震荡指数和所述控制回路相对性能指数进行回路性能评价，具体包括：
获取偏差标准差预设值、控制回路震荡指数预设值和控制回路相对性能指数预设区间；
在同时满足所述偏差标准差小于所述偏差标准差预设值、所述控制回路震荡指数小于所述控制回路震荡指数预设值，以及所述控制回路相对性能指数在所述控制回路相对性能指数预设区间内时，当前控制回路符合预设性能要求；否则，当前控制回路不符合预设性能要求。


4.根据权利要求1所述的控制回路性能监测方法，其特征在于，所述耦合关系表的建立方法，具体包括：
获取与所述当前控制回路串行的所有上游控制回路的实际测量值；
根据每一个上游控制回路的实际测量值与所述当前控制回路的实际测量值，采用耦合性分析方法确定每一个上游控制回路和所述当前控制回路的相关程度；
根据所述相关程度建立耦合关系表。


5.根据权利要求4所述的控制回路性能监测方法，其特征在于，所述根据耦合关系表判断导致所述当前控制回路不符合预设性能要求的根源回路为当前控制回路还是上游控制回路，具体包括：
获取相关程度预设值；
根据所述耦合关系表，筛选出大于所述相关程度预设值对应的上游控制回路，得到上游控制回路集合；所述上游控制回路集合中的上游控制回路两两相邻；
对所述上游控制回路集合中的每个上游控制回路按照由下游至上游的顺序进行编号；
查找所述上游控制回路集合中是否存在与所述当前控制回路相邻的上游控制回路；若不存在，则确定当前控制回路为导致所述当前控制回路不符合预设性能要求的根源回路；若存在，则将所述上游控制回路集合中编号最大值对应的上游控制回路确定为导致所述当前控制回路不符合预设性能要求的根源回路。

【专利技术属性】
技术研发人员：耿雪山，耿昕泽，耿昕诺，
申请(专利权)人：北京清大华亿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11