一種工業(yè)過程自動化控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)過程自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)過程自動化控制系統(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作:
第一、同步動作，如果工業(yè)過程為兩個控制組件構(gòu)成，兩個控制組件同步啟動，彼此之間獨(dú)立運(yùn)作，另外兩個控制組件均終止運(yùn)作，工業(yè)過程就終止運(yùn)作，如果其中一個控制組件沒終止運(yùn)作，另一個控制組件終止運(yùn)作了，另一個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)過程為兩個控制組件構(gòu)成，但是其中一個功能組件只能在另一個控制組件終止運(yùn)作時才能運(yùn)作；
第三、配合運(yùn)行，如果工業(yè)過程為兩個控制組件構(gòu)成，兩個控制組件中一個控制組件啟動時就代表工業(yè)過程開始運(yùn)作，兩個控制組件都終止運(yùn)作就作為工業(yè)過程的終止。
[0003]在自動化控制下的工業(yè)過程中，在早于各個控制組件啟動時必須進(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)定啟動和終止的周期、控制組件運(yùn)作時占用的自動化控制系統(tǒng)的設(shè)備以及各種操作機(jī)構(gòu)的配合，這樣在自動化控制系統(tǒng)操作時，經(jīng)由操縱工業(yè)過程和其控制組件的設(shè)定啟動和終止的周期、控制組件運(yùn)作時占用的自動化控制系統(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)定啟動和終止的周期、控制組件運(yùn)作時占用的自動化控制系統(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，反饋信號無法綜合控制，自動化程度不高。

【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)量一致且一一對應(yīng)，每個增量PID控制器同其對應(yīng)的控制組件相連接，信號轉(zhuǎn)發(fā)器通過循環(huán)時間繼電器的常開觸點(diǎn)同計算機(jī)相連接，而中央處理系統(tǒng)包括計算機(jī)、比較器以及示波器構(gòu)成，所述的計算機(jī)同示波器相連接，比較器同計算機(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無法綜合控制且自動化程度不高的缺陷。
[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)過程自動化控制系統(tǒng)的解決方案，具體如下:
一種工業(yè)過程自動化控制系統(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)量一致且一一對應(yīng)，每個增量PID控制器3同其對應(yīng)的控制組件相連接，信號轉(zhuǎn)發(fā)器I通過循環(huán)時間繼電器8的常開觸點(diǎn)同計算機(jī)4相連接，而中央處理系統(tǒng)包括計算機(jī)4、比較器5以及示波器6構(gòu)成，所述的計算機(jī)4同示波器6相連接，比較器5同計算機(jī)的內(nèi)部總線相連接。
[0006]所述的信號轉(zhuǎn)發(fā)器I和控制組件的數(shù)量一致且一一對應(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，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，每個信號轉(zhuǎn)發(fā)器I同其對應(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)，所述的計算機(jī)4中設(shè)置同控制組件數(shù)量一樣且一一對應(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)過程自動化控制系統(tǒng)的控制方法，其步驟為:
步驟1:首先通過計算機(jī)4操縱示波器6設(shè)置示波器時間軸的最大值為B，設(shè)定循環(huán)時間繼電器8的時間間隔為Q，然后啟動循環(huán)時間繼電器8和所有的信號轉(zhuǎn)發(fā)器1，這樣循環(huán)時間繼電器8的常開觸點(diǎn)就能實(shí)現(xiàn)周期循環(huán)式的閉合，由此信號轉(zhuǎn)發(fā)器I就對各自對應(yīng)的控制組件的控制增量信號進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而在循環(huán)時間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的期間內(nèi)計算機(jī)4就能實(shí)時地接收到每個信號轉(zhuǎn)發(fā)器I從同其相連接的第j控制組件轉(zhuǎn)發(fā)來的控制增量信號序列Su，控制增量信號序列Su由循環(huán)時間繼電器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)來的第一個控制增量信號S1u、循環(huán)時間繼電器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S2U...以及循環(huán)時間繼電器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個控制增量信號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)時間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的起始時間為ti;循環(huán)時間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的終止時間為h+Q，B大于等于5秒；
步驟2:計算機(jī)4將從每個信號轉(zhuǎn)發(fā)器I中接收來的控制增量信號序列Su發(fā)送到緩存中，ALUlI將每個控制增量信號序列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)來的第一個控制增量信號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個控制增量信號Smu依次累加求和得到循環(huán)時間繼電器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)來的控制增量信號和HU，ALU11再對控制增量信號和Hi除以m得到循環(huán)時間繼電器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)來的控制增量信號平均值K u，其中從h到\時間范圍內(nèi)得到的所有從第j控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的控制增量信號平均值K ,j就構(gòu)成了從h到\時間范圍內(nèi)的第j控制組件的控制增量信號平均值組K j,然后ALUll進(jìn)行\(zhòng)減去h的操作而得到Urt1X通過計算機(jī)4經(jīng)過內(nèi)部總線操縱比較器對(Vt1)和B進(jìn)行比較，如果(Vt1)小于等于B，計算機(jī)4就操縱示波器將從h到\時間范圍內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的所有控制增量信號序列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)來的第一個控制增量信號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個控制增量信號Smu按照示波器時間軸的時間點(diǎn)來縱向分布顯示；如果U^t1)大于B，計算機(jī)4就操縱示波器將從B到\時間范圍內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的所有控制增量信號序列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)來的第一個控制增量信號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個控制增量信號Smij按照示波器時間軸的時間點(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,對從h到時間范圍內(nèi)的第a控制組件的控制增量信號平均值組K a內(nèi)的所有從h到\時間范圍內(nèi)得到的所有從第a控制組件內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)來的控制增量信號平均值K ia進(jìn)行相乘而得到從h到\時間范圍內(nèi)的第a控制組件的控制增量信號平均值的乘積ba，隨后ALUll繼續(xù)按照a的取值從I依次到η的次序，對從h到\時間范圍內(nèi)的第a控制組件的控制增量信號平均值的乘積b a求η次方根而得到從h到\時間范圍內(nèi)的第a控制組件的控制增量信號平均值的乘積ba的η次方根，并把從h到\時間范圍內(nèi)的第a控制組件的控制增量信號平均值的乘積ba的η次方根傳送到同第a控制組件相對應(yīng)的通用寄存器10中，計算機(jī)4隨后將通用寄存器10中的從h到\時間范圍內(nèi)的第a控制組件的控制增量信號平均值的乘積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\時間范圍內(nèi)的第a控制組件的控制增量信號平均值的乘積ba的η次方根來通過增量PID控制器3對控制組件進(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、平穩(wěn)地檢測控制組件的增量，避免了潛在的增量大幅波動所帶來的風(fēng)險。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的工業(yè)過程自動化控制系統(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
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步說明:
參照圖1所示，工業(yè)過程自動化控制系統(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)量一致且一一對應(yīng)，每個增量PID控制器3同其對應(yīng)的控制組件相連接，信號轉(zhuǎn)發(fā)器I通過循環(huán)時間繼電器8的常開觸點(diǎn)同計算機(jī)4相連接，而中央處理系統(tǒng)包括計算機(jī)4、比較器5以及示波器6構(gòu)成，所述的計算機(jī)4同示波器6相連接，比較器5同計算機(jī)的內(nèi)部總線相連接。所述的信號轉(zhuǎn)發(fā)器I和控制組件的數(shù)量一致且一一對應(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，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，每個信號轉(zhuǎn)發(fā)器I同其對應(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)，所述的計算機(jī)4中設(shè)置同控制組件數(shù)量一樣且一一對應(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、平穩(wěn)地檢測控制組件的增量，避免了潛在的增量大幅波動所帶來的風(fēng)險。
[0011]一種工業(yè)過程自動化控制系統(tǒng)的控制方法，其步驟為: 步驟1:首先通過計算機(jī)4操縱示波器6設(shè)置示波器時間軸的最大值為B，設(shè)定循環(huán)時間繼電器8的時間間隔為Q，然后啟動循環(huán)時間繼電器8和所有的信號轉(zhuǎn)發(fā)器1，這樣循環(huán)時間繼電器8的常開觸點(diǎn)就能實(shí)現(xiàn)周期循環(huán)式的閉合，由此信號轉(zhuǎn)發(fā)器I就對各自對應(yīng)的控制組件的控制增量信號進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而在循環(huán)時間繼電器8的常開觸點(diǎn)的第i次閉合的期間內(nèi)計算機(jī)4就能實(shí)時地接收到每個信號轉(zhuǎn)發(fā)器I從同其相連接的第j控制組件轉(zhuǎn)發(fā)來的控制增量信號序列Su，控制增量信號序列Su由循環(huán)時間繼電器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)來的第一個控制增量信號S1u、循環(huán)時間繼電器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S2U...以及循環(huán)時間繼電器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個控制增量信號S'而構(gòu)成，i為大于