[发明专利]实现自动化装置间信号转换的匹配方法

说明书

本发明属于工业过程控制技术领域，具体涉及一种采用控制程序实现自动化装置间信号转换的匹配方法。DCS实际输出控制量表达式为：u₁＝4+0.16x，DCS输出目标控制量表达式为：u₂＝7.2+0.128x，u₁为实际输出控制量，u₂为执行量与操作量成比例变化的DCS实时输出控制量估计值，x为控制器输入量；由上述两式相减可得控制量之差：⊿u＝u₂‑u₁＝3.2－0.032x；消除执行量与操作量偏差，就是要对控制器输出控制量修正为DCS输出目标控制量，执行量与操作量成比例变化的目标控制数学模型表达式为：u₃＝u₁+3.2－0.032x。兰铀公司空调生产过程的风阀远程操作控制系统，通过实施控制程序实现控制系统自动化装置间信号转换的匹配技术方法后，控制系统自投入运行以来，运行稳定、可靠。

技术领域

本发明属于工业过程控制技术领域，具体涉及一种采用控制程序实现自动化装置间信号转换的匹配方法。

背景技术

在一般过程控制系统中，自动化装置间输入输出信号不匹配时，通常采用信号转换装置进行信号转换，实现前级装置输出信号与后级装置输入信号相匹配，达到准确测量与控制。

兰铀公司的空调生产系统中，风阀的远程操作控制采用DCS系统实现，各风阀控制系统均由控制器(DCS系统操作站、过程站)、电流电压信号转换器、风阀执行器构成，风阀远程操作控制系统示意简图如图1所示。图1中，X为操作量，L为执行器输出行程，DCS系统输出信号4-20mA.DC，电流电压信号转换器输入信号4-20mA.DC，输出信号0-10V.DC，风阀执行器输入信号0-10V.DC，反馈输出信号2-10V.DC。而实际上，风阀执行器固有输入信号范围为2-10V.DC，因此，电流电压信号转换器输出信号与风阀执行器的固有输入信号的零点和量程均不相同，仅量程上限值相同，故存在电流电压信号转换器输出信号与风阀执行器输入信号不完全匹配问题，从而导致该空调生产系统自投运以来，各风阀的远程操作控制存在执行器执行量与操作量不相符，使DCS系统显示风阀执行量(阀位)与操作量存在较大负偏差，且偏差大小按一定规律变化。实际执行量与理论执行量随操作量变化如图2所示。由图2可见，当操作量为20％，显示偏差最大，最大偏差值为-20％。

解决该类问题的常规技术方法，是选配输入信号和输出信号分别与其前后端控制装置对应的输出输入信号相匹配的信号转换装置。由于该空调生产系统设置风阀执行器较多，且生产系统须连续运行，实施信号转换装置更换，投资费用较大，工作量大，而且在实施信号转换装置更换作业过程中，又存在较大生产及人身安全的安全风险，生产与人身安全难以保证；同时由于风阀执行器的输入信号为2-10V.DC，该种信号是不常用信号种类(国外产品)，没有与之信号相匹配的国产信号转换装置定型产品，需研发定制，投资成本增大，因此利用常规技术方法难以解决所存在问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由控制程序实现控制系统自动化装置间转换信号相匹配的方法，以解决空调生产过程各风阀远程操作控制系统存在执行器执行量与操作量不相符，执行器不能准确执行操控量，且DCS系统显示风阀执行量与操作量存在较大负偏差的问题，实现各风阀准确操作控制；同时，为了避免进行信号转换装置的研制与加工，及其在线批量更换，节约较大投资费用及人力；以及避免实施信号转换装置更换作业过程中所存在较大生产及人身安全的安全风险，确保生产及人身安全。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种实现自动化装置间信号转换的匹配方法，步骤如下：

步骤一：建立数学模型，DCS实际输出控制量表达式为：

u₁＝4+0.16x

式中：u₁为实际输出控制量，x为控制器输入量；