[實用新型]一種控制回路性能實時監(jiān)視裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120344404.4
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN202421881U
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉吉臻;孟慶偉;房方
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于控制系統(tǒng)的性能評價技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制回路性能實時監(jiān)視裝置。?

背景技術(shù)

當(dāng)前我國單位GDP的能耗與污染物排放水平還明顯高于發(fā)達(dá)國家。隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，火電機(jī)組要承擔(dān)更重要的節(jié)能減排責(zé)任。為此，除了購置先進(jìn)的發(fā)電設(shè)備，還必須采取有效的措施來提高機(jī)組的運行水平，以保證機(jī)組的安全，經(jīng)濟(jì)，環(huán)保運行。不僅是電力行業(yè)，我國的整個工業(yè)系統(tǒng)都面臨著節(jié)能減排、提高生產(chǎn)效率的重任，控制系統(tǒng)的實時性能監(jiān)視(Real-time?Control?Performance?Monitoring，RCPM)技術(shù)不失為一種經(jīng)濟(jì)有效地解決途徑。同時，RCMP為提前預(yù)知系統(tǒng)性能的改變，預(yù)警系統(tǒng)故障，提升系統(tǒng)的性能提供了有效的平臺。?

據(jù)統(tǒng)計，在當(dāng)前很多工業(yè)控制器存在著性能差的問題，這個比例高達(dá)60％，同時隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，控制系統(tǒng)的回路數(shù)越來越多，單純靠人來做維護(hù)檢查不現(xiàn)實也不合理，而當(dāng)控制系統(tǒng)的性能變差時，不僅產(chǎn)品的質(zhì)量得不到保證、而且還會導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備壽命的降低，嚴(yán)重的還可能產(chǎn)生意想不到的事故；另一方面，即便是在運行之初性能很好的控制器，隨著使用時間的延長，控制器也會老化，控制性能會相應(yīng)地降低；再者對于控制器潛在退化的原因是多方面的，首先就是當(dāng)前的擾動和死區(qū)，以及系統(tǒng)的其他動態(tài)如不可逆的零點等，再就是?控制器參數(shù)整定的不合適，還有設(shè)備的勞損、故障、控制系統(tǒng)的硬件失效等都會成為控制器性能退化的潛在原因。如果能夠?qū)刂葡到y(tǒng)的性能進(jìn)行有效地監(jiān)視，將大大提高其工作效率，降低生產(chǎn)成本，提高控制的有效性。?

對控制回路存在的問題提出早期的識別和診斷是控制系統(tǒng)性能評價與診斷的主要目的之一，對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時的監(jiān)視，對現(xiàn)場的工程師提供有前瞻性的指導(dǎo)意見。而缺少必要的評價手段和評價方法，則只能是等問題出現(xiàn)后才能發(fā)現(xiàn)，如果我們能在早期做出診斷，那么，可以通過控制器參數(shù)的再整定，控制器參數(shù)硬件維護(hù)，應(yīng)用新的可替代的控制算法，通過過程修正減少延遲或者消除部分?jǐn)_動，應(yīng)用前饋，改變操作變量等補(bǔ)救措施使系統(tǒng)的性能達(dá)到相應(yīng)的要求。因此，控制器性能監(jiān)視這一領(lǐng)域的相關(guān)研究倍受關(guān)注。?

發(fā)明內(nèi)容

針對上述背景技術(shù)中提到現(xiàn)有控制系統(tǒng)的性能難以作出性能評價及缺少評價方法等不足，本實用新型提出了一種控制回路性能實時監(jiān)視裝置。?

本實用新型的技術(shù)方案是，一種控制回路性能實時監(jiān)視裝置，其特征是該裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊、預(yù)處理模塊、實時趨勢提取模塊、實時狀態(tài)判別模塊、實時延遲估計模塊、實時性能計算模塊和實時監(jiān)視模塊；?

所述數(shù)據(jù)采集模塊分別與預(yù)處理模塊、實時趨勢提取模塊、實時延遲估計模塊和實時性能計算模塊連接；預(yù)處理模塊和實時監(jiān)視模塊連接；實時趨勢提取模塊分別與實時狀態(tài)判別模塊和實時性能計算模塊連接；實時狀態(tài)判別模塊和實時性能計算模塊連接；實時延遲估計模塊和實時性能計算模塊連接；實時性能計算模塊和實時監(jiān)視模塊連接；?

所述實時趨勢提取模塊通過從實時數(shù)據(jù)采集模塊讀取數(shù)據(jù)，實時提取運行數(shù)據(jù)的趨勢作為狀態(tài)估計模塊和實時性能計算模塊的輸入；?

所述實時狀態(tài)判別模塊以實時運行數(shù)據(jù)作為輸入，計算系統(tǒng)當(dāng)前的時延作?為控制系統(tǒng)性能評價的輸入用于計算系統(tǒng)的性能。?

本實用新型通過趨勢提取后經(jīng)過數(shù)據(jù)處理將誤差分解，得到誤差的隨機(jī)性誤差分量和確定性誤差分量。通過誤差的隨機(jī)性分量計算系統(tǒng)隨機(jī)性能指標(biāo)，通過誤差的確定性分量計算系統(tǒng)的確定性性能指標(biāo)。?

本實用新型所述的控制系統(tǒng)系統(tǒng)性能實時監(jiān)視技術(shù)路線清楚、方法實用，易于工程技術(shù)人員在實際中運用和實現(xiàn)。?

附圖說明

圖1為實時性能監(jiān)視；?

圖2為實時數(shù)據(jù)趨勢提取流程圖；?

圖3為延遲估計模塊步驟；?

圖4為性能評價步驟。?

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實用新型的范圍及其應(yīng)用。?

為實時監(jiān)視控制回路的性能，以提升控制系統(tǒng)的控制水平，本實用新型提供了控制回路實時性能評價的整體方案和具體實現(xiàn)技術(shù)。?

實時性能監(jiān)視RCPM的實現(xiàn)過程：首先是通過實時提取運行數(shù)據(jù)的實時趨勢進(jìn)而判斷系統(tǒng)的運行狀態(tài)，同時通過實時數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)當(dāng)前的時間延遲。在延遲，趨勢，狀態(tài)已知的情況下選擇合適的算法計算系統(tǒng)的隨機(jī)性能指標(biāo)與確定性性能指標(biāo)。同時可以對經(jīng)過預(yù)處理的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，功率譜分析，標(biāo)準(zhǔn)差分析，自相關(guān)性分析，進(jìn)而全面的監(jiān)視系統(tǒng)的性能。?