顺序控制技术中的常用术​语

2016/10/19 14:20:02 人评论 次浏览 分类:过程控制  文章地址:http://yunrun.com.cn/tech/1095.html

在深入学习顺序控制技术之前,应先熟悉控制范围、步序控制、连锁控制和联动控制这四个顺序控制技术中的常用术语,这非常有助于对顺序控制技术的理解和应用。

在《热工自动化设计手册》中,将顺序控制定义为:顺序控制是按一定的次序、条件和时间要求,对工艺系统中各有关对象进行自动控制的一种技术。并进一步说明,采用顺序控制就是将生产过程划分为若干个局部的可控系统,利用适当的顺序控制装置:通过指令机构发出综合指令,使某个局部系统的有关被控对象按预定的顺序和要求自动完成操作。这里再次应用了面向“对象”的思想理念,化整为零,把一个大的生产系统划分为若干个子系统,每个系统各自完成自己的任务,并处理各自的异常,系统的主逻辑再协调管理所有子系统,形成了初级的智能控制策略和控制系统。

系统方案设计者根据生产工艺要求,将热力系统中关系密切的某一部分操作项目联系在一起,按照机组启停和运行的操作规律,自动依次进行全部操作。这样,就把关系密切的这一部分操作项目称为一个功能组,换言之,若对于整个热力系统而言,则是按局部功能将其分为若干个功能组,组内部设备是紧密相连的,组与组之间也是有依存关系的。

我们可以通过实际来联系一下理论,我们都知道函数的概念,如y=f(x)这个函数,它告诉我们一个x对应一个y,或者一个x对应多个y,再或者多个x对应多个y,这是经过抽象和高度概括得到的定义,我们大胆地想象一下,这里的x不一定是数字,可以是某种操作或者某种参数,这里的y也可以是某种结果或者某种操作,再进一步形象化一些,昌晖仪表以锅炉设备控制为例:我们按下了一个按钮,挡风板自动开启,过了一会,风机自动运行。如果把这里的“按下按钮”操作是x,挡风板自动开启是中间结果,那么“风机自动运行”就是y。假如我们关心的是风机运行的结果,这个结果是炉膛压力的变化,那么这个时候“炉膛压力”就变成了什么?当然是y。

这样我们就把上学时学到的枯燥无味的公式变得活灵活现,变得生动。这个时候请停止阅读,闭上眼睛把这个过程在脑海里回放几遍,然后把其他具有相关规律的操作形成另一个函数,再想想这些函数之间的联系。慢慢的,你会觉得各种知识犹如畅通的河流,交互融汇:奔腾不止。
交通信号灯顺序控制

1、控制范围
控制范围是指包括在同一个功能组内的被控制设备的范围。就火电厂应用顺序控制的情况看,控制范围的差别是很大的,小型控制系统仅包括五六个被控设备,大型控制系统的被控设备可达一二百个。因此在设计一个顺序控制系统时,应首先确定它的控制范围,划分的依据是生产工艺和过程,不符合工艺的划分是无意义的,是破坏生产的。为了表达控制思路,我们使用功能表图(SAM图)来全面描述控制系统的控制过程、功能和特性,这种分析方法适用于电气控制系统,也可用于非电控制系统,并不依赖控制系统所采用的具体技术,它的用途是描述生产工艺要求。

通常一个控制系统可分为两个相互依赖的部分,即被控系统和施控系统。被控系统包括在执行实际过程的时候所操作的设备,而接受来自操作者、过程等的信号,并给被控系统发出命令的设备称为施控系统。施控系统的输入来自两个方面,一个方面是由操作者命令,另一个方面是由前级施控系统的命令和被控系统的反馈信号组成。

2、步序控制
某些时候,生产过程是一个过程循环,可以将其分解成若干个清晰、连续的阶段,这样的实现方法称为顺序步,简称为“步”,步和步之间有转换条件分隔,当两步之间的转换条件满足时,转换得以实现,即上一步的活动结束,同时下一步的活动开始。在一个循环过程中,步可以是动作的开始、持续或结束。在控制进展的某一给定时刻,一个步可以是活动的或非活动的。当步处于活动状态时,称为“活动步”,可以用二进制变量的逻辑值“1”表示;当步处于非活动状态时,称为“非活动步”,可用二进制变量的逻辑值“0”表示(其实你反过来定义也是可以的,这完全看你高兴和习惯)。当一个步处于活动状态时,步内部相应的命令或动作即被执行。我们都玩过“大富翁”的游戏,这里面还是有些类似的,我们抛掷骰子,如果根据骰子的点数前进了3步,碰到了“天使”,那么这个“天使”就一直跟着你,直到其他条件的满足或转换,才去执行另外的动作。

为了控制步序的走向,增加了转换的操作条件,也称一次判据,它是表示某一步活动之前所应具备的某种先决条件。当所有操作条件都满足时,才能执行本步内的操作,才允许施控系统发出操作命令,如启动润滑油泵前 ,油箱油位必须正常。这种判定方式在其他顺控系统中也是经常应用的,用途的广泛性在于设计者灵活的应用。回报信号也称二次判据,是转换条件之一,当某一步为活动步时,被控系统完成该项目操作之后,返回给施控系统的反馈信号,用以检査操作命令的执行情况。并且在步的转换中,回报信号也有可能作为下一步的转换条件,用以决定步的进展。如润滑油泵启动后,正常时必须有油压存在。因此回报信号是一次判据的另一种形式,当相关的操作完成以后,回报信号就变成了一次判据,这是个动态过程。

3、联锁控制

在被控对象的控制回路中可以接入联锁条件,它也是使被控对象执行操作的必要条件。当联锁条件满足时,立即操作被控对象,如润滑油压力降低过多,应启动辅助润滑油泵来抵消油压的降低。一般关于联锁的操作都会增加一个联锁按钮,需要的时候投入联锁,不需要的时候解除联锁,因此在系统运行中联锁条件不是必需的,是可以选择的。还有一种条件被称为闭锁,它是不允许被控对象进行操作的条件。当闭锁条件存在时,禁止操作被控对象;反过来说,只有当闭锁条件不存在时,才具备了操作被控对象的可能,例如,某些转动机械设备的润滑油压低时,不允许启动该设备,否则会烧掉关键部件,这样的限制条件就是闭锁。在设计上利用联锁和闭锁的区别,可以很好地把设备的主要关联和次要关联进行区分,保护设备的安全运行和工艺条件的满足。

4、联动控制
根据被控对象之间的简单逻辑关系,利用联锁条件或闭锁条件将被控对象的控制回路按要求互相联系起来,以形成某些特定的逻辑关系,从而实现自动操作。联动控制适用于控制范围小、操作项目少、操作步少的被控对象,它是对象间联系的纽带,是整体控制工艺的连接方式,也是各种控制组之间逻辑运行的解决方案。

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