一種工業(yè)過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)過程自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在工業(yè)過程中，工業(yè)過程往往能夠細(xì)化為若干控制組件，控制組件一般具有三類動(dòng)作:
第一、同步動(dòng)作，如果工業(yè)過程為兩個(gè)控制組件構(gòu)成，兩個(gè)控制組件同步啟動(dòng)，彼此之間獨(dú)立運(yùn)作，另外兩個(gè)控制組件均終止運(yùn)作，工業(yè)過程就終止運(yùn)作，如果其中一個(gè)控制組件沒終止運(yùn)作，另一個(gè)控制組件終止運(yùn)作了，另一個(gè)控制組件能配合沒終止運(yùn)作的控制組件運(yùn)作；
第二、順序運(yùn)行，如果工業(yè)過程為兩個(gè)控制組件構(gòu)成，但是其中一個(gè)功能組件只能在另一個(gè)控制組件終止運(yùn)作時(shí)才能運(yùn)作；
第三、配合運(yùn)行，如果工業(yè)過程為兩個(gè)控制組件構(gòu)成，兩個(gè)控制組件中一個(gè)控制組件啟動(dòng)時(shí)就代表工業(yè)過程開始運(yùn)作，兩個(gè)控制組件都終止運(yùn)作就作為工業(yè)過程的終止。
[0003]在自動(dòng)化控制下的工業(yè)過程中，在早于各個(gè)控制組件啟動(dòng)時(shí)必須進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理帶有工業(yè)過程和其控制組件的設(shè)定啟動(dòng)和終止的周期、控制組件運(yùn)作時(shí)占用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)備以及各種操作機(jī)構(gòu)的配合，這樣在自動(dòng)化控制系統(tǒng)操作時(shí)，經(jīng)由操縱工業(yè)過程和其控制組件的設(shè)定啟動(dòng)和終止的周期、控制組件運(yùn)作時(shí)占用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)備的占用狀態(tài)以及各種操作機(jī)構(gòu)的配合，根據(jù)反饋的信號(hào)來進(jìn)行相應(yīng)的控制組件運(yùn)作的整合，但是這種方式只能做到工業(yè)過程和其控制組件的設(shè)定啟動(dòng)和終止的周期、控制組件運(yùn)作時(shí)占用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)備的占用狀態(tài)以及各種操作機(jī)構(gòu)的配合，并且彼此相互獨(dú)立的操縱，這樣無法實(shí)現(xiàn)協(xié)作，導(dǎo)致工作進(jìn)展依然緩慢，反饋信號(hào)無法綜合控制，自動(dòng)化程度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的提供一種工業(yè)過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括用于轉(zhuǎn)發(fā)工業(yè)過程中的控制組件的控制增量的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器、中央處理系統(tǒng)以及增量式PID控制器，所述的增量式PID控制器同控制組件數(shù)量一致且一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)增量PID控制器同其對(duì)應(yīng)的控制組件相連接，信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器通過循環(huán)時(shí)間繼電器的常開觸點(diǎn)同計(jì)算機(jī)相連接，而中央處理系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、比較器以及示波器構(gòu)成，所述的計(jì)算機(jī)同示波器相連接，比較器同計(jì)算機(jī)的內(nèi)部總線相連接。結(jié)合其控制方法這樣就能避免反饋信號(hào)無法綜合控制且自動(dòng)化程度不高的缺陷。
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種工業(yè)過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的解決方案，具體如下:
一種工業(yè)過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括用于轉(zhuǎn)發(fā)工業(yè)過程中的控制組件的控制增量的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器1、中央處理系統(tǒng)以及增量式PID控制器3，所述的增量式PID控制器3同控制組件數(shù)量一致且一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)增量PID控制器3同其對(duì)應(yīng)的控制組件相連接，信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器I通過循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)同計(jì)算機(jī)4相連接，而中央處理系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)4、比較器5以及示波器6構(gòu)成，所述的計(jì)算機(jī)4同示波器6相連接，比較器5同計(jì)算機(jī)的內(nèi)部總線相連接。
[0006]所述的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器I和控制組件的數(shù)量一致且一一對(duì)應(yīng)，所有的控制組件構(gòu)成了控制組件群，所述的控制組件數(shù)量為η個(gè)，所述的控制組件群內(nèi)的控制組件分為第一控制組件、第二控制組件、第三控制組件…第η控制組件，每個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器I同其對(duì)應(yīng)的第j控制組件相連接，j為小于等于η并大于等于I的整數(shù)，所述的計(jì)算機(jī)4中設(shè)置同控制組件數(shù)量一樣且一一對(duì)應(yīng)的通用寄存器10，所述的通用寄存器10通過內(nèi)部總線同計(jì)算機(jī)4中的ALUll相連接，η為大于等于I的整數(shù)。
[0007]一種工業(yè)過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制方法，其步驟為:
步驟1:首先通過計(jì)算機(jī)4操縱示波器6設(shè)置示波器時(shí)間軸的最大值為B，設(shè)定循環(huán)時(shí)間繼電器8的時(shí)間間隔為Q，然后啟動(dòng)循環(huán)時(shí)間繼電器8和所有的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器1，這樣循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)就能實(shí)現(xiàn)周期循環(huán)式的閉合，由此信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器I就對(duì)各自對(duì)應(yīng)的控制組件的控制增量信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而在循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的期間內(nèi)計(jì)算機(jī)4就能實(shí)時(shí)地接收到每個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器I從同其相連接的第j控制組件轉(zhuǎn)發(fā)來的控制增量信號(hào)序列Su，控制增量信號(hào)序列Su由循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第一個(gè)控制增量信號(hào)S1u、循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第二控制增量信號(hào)S2U...以及循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第m個(gè)控制增量信號(hào)S'而構(gòu)成，i為大于等于I的整數(shù)，j為小于等于η并大于等于I的整數(shù)，m為大于等于I的整數(shù)，Q的范圍為I毫秒到2毫秒，另外循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的起始時(shí)間為ti;循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的終止時(shí)間為h+Q，B大于等于5秒；
步驟2:計(jì)算機(jī)4將從每個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器I中接收來的控制增量信號(hào)序列Su發(fā)送到緩存中，ALUlI將每個(gè)控制增量信號(hào)序列Su中的第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第一個(gè)控制增量信號(hào)S1u、第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第二控制增量信號(hào)S2U...以及第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第m個(gè)控制增量信號(hào)Smu依次累加求和得到循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的控制增量信號(hào)和HU，ALU11再對(duì)控制增量信號(hào)和Hi除以m得到循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的控制增量信號(hào)平均值K u，其中從h到\時(shí)間范圍內(nèi)得到的所有從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的控制增量信號(hào)平均值K ,j就構(gòu)成了從h到\時(shí)間范圍內(nèi)的第j控制組件的控制增量信號(hào)平均值組K j,然后ALUll進(jìn)行\(zhòng)減去h的操作而得到Urt1X通過計(jì)算機(jī)4經(jīng)過內(nèi)部總線操縱比較器對(duì)(Vt1)和B進(jìn)行比較，如果(Vt1)小于等于B，計(jì)算機(jī)4就操縱示波器將從h到\時(shí)間范圍內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的所有控制增量信號(hào)序列Su中的第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第一個(gè)控制增量信號(hào)S1u、第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第二控制增量信號(hào)S2U...以及第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第m個(gè)控制增量信號(hào)Smu按照示波器時(shí)間軸的時(shí)間點(diǎn)來縱向分布顯示；如果U^t1)大于B，計(jì)算機(jī)4就操縱示波器將從B到\時(shí)間范圍內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的所有控制增量信號(hào)序列Su中的第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第一個(gè)控制增量信號(hào)S1u、第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第二控制增量信號(hào)S2U...以及第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第m個(gè)控制增量信號(hào)Smij按照示波器時(shí)間軸的時(shí)間點(diǎn)來縱向分布顯示；
步驟3:ALUlI再按照a的取值從I依次到η的次序,對(duì)從h到時(shí)間范圍內(nèi)的第a控制組件的控制增量信號(hào)平均值組K a內(nèi)的所有從h到\時(shí)間范圍內(nèi)得到的所有從第a控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的控制增量信號(hào)平均值K ia進(jìn)行相乘而得到從h到\時(shí)間范圍內(nèi)的第a控制組件的控制增量信號(hào)平均值的乘積ba，隨后ALUll繼續(xù)按照a的取值從I依次到η的次序，對(duì)從h到\時(shí)間范圍內(nèi)的第a控制組件的控制增量信號(hào)平均值的乘積b a求η次方根而得到從h到\時(shí)間范圍內(nèi)的第a控制組件的控制增量信號(hào)平均值的乘積ba的η次方根，并把從h到\時(shí)間范圍內(nèi)的第a控制組件的控制增量信號(hào)平均值的乘積ba的η次方根傳送到同第a控制組件相對(duì)應(yīng)的通用寄存器10中，計(jì)算機(jī)4隨后將通用寄存器10中的從h到\時(shí)間范圍內(nèi)的第a控制組件的控制增量信號(hào)平均值的乘積ba的η次方根傳送到顯示器中進(jìn)行顯示，最后就能根據(jù)顯示的從h到\時(shí)間范圍內(nèi)的第a控制組件的控制增量信號(hào)平均值的乘積ba的η次方根來通過增量PID控制器3對(duì)控制組件進(jìn)行調(diào)節(jié)，a為大于等于I且小于等于η的整數(shù)。
[0008]通過本發(fā)明的集中將控制組件通過信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器來進(jìn)行集中的用協(xié)調(diào)的控制方式進(jìn)行，這樣通過示波器和顯示器的顯示就能更好地通過增量PID控制器3來進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣能夠提高控制精度20%以上，該系統(tǒng)使得可實(shí)時(shí)、平穩(wěn)地檢測(cè)控制組件的增量，避免了潛在的增量大幅波動(dòng)所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的工業(yè)過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步說明:
參照?qǐng)D1所示，工業(yè)過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括用于轉(zhuǎn)發(fā)工業(yè)過程中的控制組件的控制增量的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器1、中央處理系統(tǒng)以及增量式PID控制器3，所述的增量式PID控制器3同控制組件數(shù)量一致且一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)增量PID控制器3同其對(duì)應(yīng)的控制組件相連接，信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器I通過循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)同計(jì)算機(jī)4相連接，而中央處理系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)4、比較器5以及示波器6構(gòu)成，所述的計(jì)算機(jī)4同示波器6相連接，比較器5同計(jì)算機(jī)的內(nèi)部總線相連接。所述的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器I和控制組件的數(shù)量一致且一一對(duì)應(yīng)，所有的控制組件構(gòu)成了控制組件群，所述的控制組件數(shù)量為η個(gè)，所述的控制組件群內(nèi)的控制組件分為第一控制組件、第二控制組件、第三控制組件…第η控制組件，每個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器I同其對(duì)應(yīng)的第j控制組件相連接，j為小于等于η并大于等于I的整數(shù)，所述的計(jì)算機(jī)4中設(shè)置同控制組件數(shù)量一樣且一一對(duì)應(yīng)的通用寄存器10，所述的通用寄存器10通過內(nèi)部總線同計(jì)算機(jī)4中的ALUl I相連接，η為大于等于I的整數(shù)，該系統(tǒng)使得可實(shí)時(shí)、平穩(wěn)地檢測(cè)控制組件的增量，避免了潛在的增量大幅波動(dòng)所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。
[0011]一種工業(yè)過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制方法，其步驟為: 步驟1:首先通過計(jì)算機(jī)4操縱示波器6設(shè)置示波器時(shí)間軸的最大值為B，設(shè)定循環(huán)時(shí)間繼電器8的時(shí)間間隔為Q，然后啟動(dòng)循環(huán)時(shí)間繼電器8和所有的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器1，這樣循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)就能實(shí)現(xiàn)周期循環(huán)式的閉合，由此信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器I就對(duì)各自對(duì)應(yīng)的控制組件的控制增量信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而在循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的期間內(nèi)計(jì)算機(jī)4就能實(shí)時(shí)地接收到每個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器I從同其相連接的第j控制組件轉(zhuǎn)發(fā)來的控制增量信號(hào)序列Su，控制增量信號(hào)序列Su由循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第一個(gè)控制增量信號(hào)S1u、循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第二控制增量信號(hào)S2U...以及循環(huán)時(shí)間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的期間內(nèi)的從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的第m個(gè)控制增量信號(hào)S'而構(gòu)成，i為大于