【正文】 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。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。 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)。 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。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。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。 微分環(huán)節(jié)的作用是阻止結(jié)構(gòu)變化。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。 微分部分的數(shù)學(xué)式表示是： Kp*Td錯(cuò)誤 !未找到引用源。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。 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。 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)。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。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。 dt+Td錯(cuò)誤 !未找到引用源。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。 常規(guī)的模擬 PID控制系統(tǒng)原 理框圖如圖所示。 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。 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。 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 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)。 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。 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)。系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)雙回路供電，其中一路電源要采用 UPS 供電，并應(yīng)進(jìn)行定期切換試驗(yàn)； UPS 電源應(yīng)能保證連續(xù)供電 30min，以確保安全停機(jī)、停爐的需要；采用直流供電方式的重要 I/O 板件，其直流電源應(yīng)采用冗余配置。當(dāng) DCS 系統(tǒng)通訊發(fā)生故障或運(yùn)行操作員 19 站和 LCD全部故障時(shí)，應(yīng)能確保安全停機(jī)，當(dāng)控制器單元發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)能保證穩(wěn)定負(fù)荷下安全停機(jī)?？刂葡到y(tǒng)的構(gòu)成應(yīng)能反映電廠設(shè)備的冗余配置，以使控制系統(tǒng)內(nèi)單一故障不會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行設(shè)備與備用設(shè)備同時(shí)不能運(yùn)行。單一故障不應(yīng)引起鍋爐或汽機(jī) /發(fā)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)作或拒動(dòng)作。 I/O板件及其電源故障時(shí)，應(yīng)使 I/O處于對(duì)系統(tǒng)安全 的狀態(tài)，不出現(xiàn)誤動(dòng)；電子設(shè)備機(jī)柜的外殼防護(hù)等級(jí)應(yīng)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；機(jī)柜內(nèi)的模件應(yīng)能帶電插拔，而不影響其它模件的正常運(yùn)行。 十三、 DCS 系統(tǒng)設(shè)計(jì) DCS 系統(tǒng)配置應(yīng)能滿足機(jī)組任何工況下的監(jiān)控要求 (包括緊急故障處理 )， CPU負(fù)荷率應(yīng)控制在設(shè)計(jì)指標(biāo)之內(nèi)并留有裕度；所有站的 CPU負(fù)荷率在惡劣工況下不得超過(guò) 60％，所有計(jì)算站、數(shù)據(jù)管理站、操作員站、歷史站等的 CPU 負(fù)荷率在惡劣工況下不得超過(guò) 40％ ；控制站、操作員站、計(jì)算站、數(shù)據(jù)管理站、歷史站或服務(wù)器脫網(wǎng)、離線、死機(jī)，在其它操作員監(jiān)視器上應(yīng)設(shè)有醒目的報(bào)警功能，或在控制室內(nèi)設(shè)有獨(dú)立于 DCS系統(tǒng)之外的聲光報(bào)警； DCS應(yīng)采用合適的冗余配置和直至卡件的自診 斷功能，使其具有高度的可靠性，系統(tǒng)的任何一個(gè)組件發(fā)生故障均不影響整個(gè)系統(tǒng)工作。適用于低壓狀態(tài)的空氣或其他氣體的流量、壓力控制。 出于安全的原因，在此次設(shè)計(jì)中使用 VBD 氣動(dòng)端面密封蝶閥， VBD 氣動(dòng)端面密封蝶閥是一種重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的后座式端面密封蝶閥。當(dāng) 來(lái)自控制器的信號(hào)壓力通入到薄膜氣室時(shí)，在膜片上產(chǎn)生一個(gè)推力，并推動(dòng)推桿部件向下移動(dòng)，使閥芯和閥座之間的空隙 18 減小，流體受到的阻力增大，流量減小。 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)可以分為兩部分，上面是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，下面是調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。 圖 10 DDZ―Ⅲ基型控制器框圖 ，薄膜產(chǎn)生推力，使推力盤向下移動(dòng)，壓縮彈簧，帶動(dòng)推桿、閥桿、閥芯向下移動(dòng)，閥芯離開了閥座，從而使壓縮空氣流通。 圖 中的 4～ 20mA 輸出信號(hào)通過(guò) 精密電阻轉(zhuǎn)化為 1～ 5V 電壓反饋到控制器的輸入端，使控制器形成了自閉系統(tǒng)，提高了控制器的運(yùn)算精度。 如果是全刻度指示控制器，測(cè)量信號(hào)的指示電路和設(shè)定信號(hào)的指示電路分別把 1～ 5V電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為 1～ 5mA 電流信號(hào)用雙針指示器分別指示測(cè)量信號(hào)和設(shè)定信號(hào)。手動(dòng)電路和保持電路附于比例積分微分電路之中，手動(dòng)電路可實(shí)現(xiàn)軟手動(dòng)和硬手動(dòng)兩種操作，當(dāng)處于軟手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，用手指按下軟手動(dòng)操作鍵，使控制器輸出積分式上升或下降，當(dāng)手指離開操作鍵時(shí)，控制器的輸出值保持在手指離開前瞬間的數(shù)值上，當(dāng)控制器處于硬手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)硬手動(dòng)操作桿，能使控制器的輸出快速改變到需要的 17 數(shù)值，只要操作桿不動(dòng)，就保持這一數(shù)值不變。內(nèi)設(shè)定信號(hào)為 1～ 5V，外設(shè)定信號(hào)為 4～ 20mA。 控制器的輸入信號(hào)為 1～ 5V的測(cè)量 信號(hào)。 測(cè)量范圍 0～ ～ 200mH2O 溫漂系數(shù)小于177。該產(chǎn)品采用特制的防水通氣電纜。它一般選用硅壓力測(cè)壓傳感器將測(cè)量到的壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)放大電路放大和補(bǔ)償電路補(bǔ)償，最后以4～ 20mA或 0～ 10mA 電流方式輸出。它在工作時(shí)可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)按鍵來(lái)進(jìn)行常規(guī)的設(shè)定操作。 16 浮筒式液位變送器 浮筒式液位變送器是將磁性浮球改為浮筒，它是根據(jù)阿基米德浮力原理設(shè)計(jì)的。導(dǎo)管內(nèi)裝有測(cè)量元件，它可以在外磁作用下將被測(cè)液位信號(hào)轉(zhuǎn)換成正比于液位變化的電阻信號(hào)，并將電子單元轉(zhuǎn)換成 4～ 20mA或其它標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。 浮球式液位變送器 浮球式液位變送器由磁性浮球、測(cè)量導(dǎo)管、信號(hào)單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。 液位傳感器原理：用靜壓測(cè)量原理 —— 當(dāng)液位變送器投入到被測(cè)液體中某一深度時(shí)，傳感器迎液面受到的壓力公式為：Ρ =ρ . + Po 式中： P：變送器迎液面所受壓力 ρ：被測(cè)液體密度 g：當(dāng)?shù)刂亓铀俣? Po：液面上大氣壓 H：變送器投入液體的深度 同時(shí)，