【正文】 線應(yīng)有冗余設(shè)置，冗余的數(shù)據(jù)高速公路在任何時(shí)候都能同時(shí)工作，通信負(fù)荷率在繁忙工況下不得超過(guò) 30％，對(duì)于以太網(wǎng)則不得超過(guò) 30％ ；通訊高速公路的故障不應(yīng)引起機(jī)組跳閘或使 DPU(分散處理單元 )不能工作；當(dāng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)發(fā)生某個(gè)通訊錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)采取某種安全措施如切除故障的設(shè)備或切換到冗余裝置等；系統(tǒng)應(yīng)能在電子噪聲、射頻干擾和振動(dòng)都很大的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中連續(xù)運(yùn)行而不降低系統(tǒng)性能。 系統(tǒng)接地 DCS的系統(tǒng)接地必須嚴(yán)格遵守技術(shù)要求，所有進(jìn)入 DCS系統(tǒng)控制信號(hào)的電纜必須采用質(zhì)量合格的屏蔽電纜，且有良好的單端接地； DCS系統(tǒng)與電力系統(tǒng)共用一個(gè)接地網(wǎng)時(shí)，控制系統(tǒng)接地線與電氣接地網(wǎng)只允許有一個(gè)連接點(diǎn)，且接地電阻應(yīng)小于 ；重 點(diǎn)處理好兩種接地：保護(hù)地 (CG)和屏蔽地 (AG)。保護(hù)地接至電廠電氣專業(yè)接地網(wǎng)，接地電阻小于 2Ω；屏蔽地當(dāng)電廠電氣專業(yè)接地網(wǎng)接地電阻不大于 ，直接接入電廠電氣專業(yè)接地網(wǎng)；當(dāng)電氣專業(yè)接地網(wǎng)接地電阻較大時(shí)，獨(dú)立設(shè)置接地系統(tǒng)，接地電阻不大于 2Ω；屏蔽地接地點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離電廠大電流設(shè)備，如給水泵、磨煤機(jī)等，距離應(yīng)大于 10m 以上；模擬量信號(hào) (模入、模出，特別是低電平的模入信號(hào)，如熱電偶、熱電阻信號(hào)等 )最好采用屏蔽雙絞線電纜連接，且有良好的單端接地。 軟件部分 20 整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該采用統(tǒng)一的組態(tài)技術(shù)和方法，操 作系統(tǒng)應(yīng)選用適用于工業(yè)控制要求的穩(wěn)定的系統(tǒng)，應(yīng)用軟件的安全性和穩(wěn)定性應(yīng)能完全勝任工業(yè)控制；所有算法和系統(tǒng)整定參數(shù)應(yīng)駐存在各處理模件的非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)，執(zhí)行時(shí)無(wú)須重新裝載；系統(tǒng)應(yīng)留有后繼開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件的方式；在工程師站上應(yīng)能對(duì)系統(tǒng)組態(tài)進(jìn)行修改，不論該系統(tǒng)在線或離線，均能對(duì)系統(tǒng)組態(tài)進(jìn)行修改。增加或改變系統(tǒng)中的一部分內(nèi)容應(yīng)不必重新編譯整個(gè)系統(tǒng)的程序。 在編程或修改完成之后，系統(tǒng)組態(tài)程序應(yīng)能通過(guò)數(shù)據(jù)高速公路裝入到各有關(guān)處理模件而不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行；所有程控邏輯的修改都在系統(tǒng)內(nèi)完成，而無(wú)需使用外部硬接線、專用開(kāi) 關(guān)或其它替代物作為邏輯的組態(tài)輸入；應(yīng)提供方便查閱歷史數(shù)據(jù)的工具軟件；應(yīng)設(shè)計(jì)有對(duì)報(bào)警歷史、操作員操作歷史的記錄和查閱程度包；應(yīng)提供對(duì)事故順序記錄的主錄和查閱程序包；系統(tǒng)應(yīng)有對(duì)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的記錄和查閱功能，對(duì)于一般過(guò)程點(diǎn)應(yīng)能精確到一秒，重要事件應(yīng)能記錄到毫秒級(jí)。系統(tǒng)應(yīng)有完善的在線診斷和離線診斷能力，查找故障的自診斷功能應(yīng)至少診斷至模件級(jí)故障，報(bào)警功能應(yīng)能使使用人員方便地辨別和解決各種問(wèn)題。 十四、 PID控制原理 PID算法是最早發(fā)展起來(lái)的控制策略之一，由于其算法簡(jiǎn)單、魯棒性（系統(tǒng)抵御各種擾動(dòng)因素 —— 包括系統(tǒng) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)、參數(shù)的不確定性，系統(tǒng)外部的各種干擾等的能力）好及可靠性高而被廣泛地應(yīng)用于過(guò)程控制和運(yùn)動(dòng)控制中。尤其是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字 PID控制被廣泛地加以應(yīng)用，不同的 PID控制算法其控制效果也各有不同。 將偏差的比例（ Proportion）、積分（ Integral）和微分（ Differential）通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，用這一控制量對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，這樣的控制器稱 PID控制器。 PID控制原理 在模擬控制系統(tǒng)中，控制器最常用的控制規(guī)律是 PID控制。 常規(guī)的模擬 PID控制系統(tǒng)原 理框圖如圖所示。 + r(t) + e(t) + u(t) y(t) 圖 11 模擬 PID控制系統(tǒng)原理圖 該系統(tǒng)由模擬 PID控制器和被控對(duì)象組成。圖中， r(t)是給定值， y(t)是系統(tǒng)的實(shí)際輸出值，給定值與實(shí)際輸出值構(gòu)成控制偏差 e(t) 比例 積分 微分 被控對(duì) 象 比例積分微分被控對(duì)象 21 (te)=r(t)y(t) （式－ 1） e (t)作為 PID控制的輸入， u(t)作為 PID控制器的輸出和被控對(duì)象的輸入。所以模擬 PID控制器的控制規(guī)律為 u(t) =Kp [e(t) +錯(cuò)誤 !未找到引用源。 dt+Td錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ] （式 2） 其中： Kp ―― 控制器的比例系數(shù) Ti－－ 控制器的積分時(shí)間，也稱積分系數(shù) Td―― 控制器的微分時(shí)間，也稱微分系數(shù) 比例部分的數(shù)學(xué)式表示是： Kp*e(t) 在 模擬 PID控制器中，比例環(huán)節(jié)的作用是對(duì)偏差瞬間做出反應(yīng)。偏差一旦產(chǎn)生控制器立即產(chǎn)生控制作用，使控制量向減少偏差的方向變化?？刂谱饔玫膹?qiáng)弱取決于比例系數(shù) Kp，比例系數(shù) Kp越大，控制作用越強(qiáng)，則過(guò)渡過(guò)程越快，控制過(guò)程的靜態(tài)偏差也就越小；但是 Kp越大，也越容易產(chǎn)生振蕩，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。故而，比例系數(shù) Kp 選擇必須恰當(dāng)，才能過(guò)渡時(shí)間少，靜差小而又穩(wěn)定的效果。 積分部分的數(shù)學(xué)式表示是： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 從積分部分的數(shù)學(xué)表達(dá)式可以知道，只要存在偏差，則它的控制作用就不斷的增加；只有在偏差 e(t)=0 時(shí)，它的積分才能是一個(gè)常數(shù)，控制作用才是一個(gè)不會(huì)增加的常數(shù)?？梢?jiàn)，積分部分可以消除系統(tǒng)的偏差。 積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)作用雖然會(huì)消除靜態(tài)誤差，但也會(huì)降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度，增加系統(tǒng)的超調(diào)量。積分常數(shù) Ti 越大，積分的積累作用越弱，這時(shí)系統(tǒng)在過(guò)渡時(shí)不會(huì)產(chǎn)生振蕩；但是增大積分常數(shù)會(huì)減慢靜態(tài)誤差的消除過(guò)程，消除偏差所需的時(shí)間也較長(zhǎng)，但可以減少超調(diào)量，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng) Ti 較小時(shí)，則積分的作用較強(qiáng)，這時(shí)系統(tǒng)過(guò)渡時(shí)間中有可能產(chǎn)生振蕩，不過(guò)消除偏差所需的時(shí)間較短。所以必須根據(jù)實(shí)際控制的具體要求來(lái)確定 Ti。 微分部分的數(shù)學(xué)式表示是： Kp*Td錯(cuò)誤 !未找到引用源。 實(shí)際的控制系統(tǒng)除了希望消除靜態(tài)誤差外，還要求加快調(diào)節(jié)過(guò)程。在偏差出現(xiàn)的瞬間，或在偏差變化的瞬間，不但要對(duì)偏差量做出立即響應(yīng)（比例環(huán)節(jié)的作用），而且要根據(jù)偏差的變化趨勢(shì)預(yù)先給出適當(dāng)?shù)募m正。為了實(shí)現(xiàn)這一作用，可在 PI控制器的基礎(chǔ)上加入微分環(huán)節(jié)，形成 PID控制器。 微分環(huán)節(jié)的作用是阻止結(jié)構(gòu)變化。它是根據(jù)偏差的變化趨勢(shì)（變化速度）進(jìn)行控制。偏差變化的越快，微分控制器的輸出就越大，并能在偏差值變大之前進(jìn)行修正。微分 作用的引入，將有助于減小超調(diào)量，克服震蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，特別對(duì)髙階系統(tǒng)非常有利，它加快了系統(tǒng)的進(jìn)程。但微分的作用對(duì)輸入信號(hào)的噪聲很敏感，對(duì)那些噪聲較大的系統(tǒng)一般不用微分，或在微分起作用之前先對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波。 微分部分的作用由微分時(shí)間常數(shù) Td決定。 Td越大時(shí)，則它抑制偏差 e(t)變化 22 的作用越強(qiáng)； Td越小時(shí)，則它反抗偏差 e(t)變化的作用越弱。微分部分顯然對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定有很大的作用。 適當(dāng)?shù)剡x擇微分常數(shù) td，可以使微分作用達(dá)到最優(yōu)。 十五、心得體會(huì) 這次設(shè)計(jì)的目的是掌握熱工設(shè)計(jì)規(guī)律，綜合運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí) ，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，繪圖以及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行全面的熱工控制設(shè)計(jì)技能訓(xùn)練。目的已經(jīng)達(dá)到，有許多要求、標(biāo)準(zhǔn)心中雖然明確理解掌握但是要全力，全面的應(yīng)用在實(shí)際中，還有待于提高水平。 雖然課程設(shè)計(jì)可能不是良好、優(yōu)秀，但是既然教學(xué)環(huán)節(jié)、課程設(shè)計(jì)目的已經(jīng)達(dá)到，那么這次設(shè)計(jì)做的就是完全合格的。當(dāng)然還受軟件的熟悉，運(yùn)用程度的影響，所有這些必須得參加實(shí)踐，接觸實(shí)際工程設(shè)計(jì)中才能提高。 十六、參考文獻(xiàn) [1] 過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范 [2] 何衍慶、黃海燕、黎冰編 . 集散控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用（第三 版） [M].化學(xué)工業(yè)出版社， 2022 [3] 印江、馮江濤編 . 電廠分散控制系統(tǒng) [M]. 中國(guó)電力出版社， 2022 [4] 周榮富、陶文英編 . 集散控制系統(tǒng) [M]. 北京大學(xué)出版社， 2022 [5] 周澤魁主編 . 控制儀表與計(jì)算機(jī)控制裝置 [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 [6] 邊立秀等編著 . 熱工控制系統(tǒng) [M].中國(guó)電力出版社 [7] 張清等主編 . 檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M]. 中國(guó)電力出版社 [8] 葉江祺主編 . 熱工測(cè)量和控制儀表的安裝 [M].中國(guó)電力出版社