核电厂DCS平行系统研发与应用

为了解决核电厂DCS运维高准确度验证手段和精细化风险防控工具缺乏的问题,基于平行理论,采用数字仿真和虚实DCS融合技术开发了核电厂DCS平行系统。该系统采用了虚实DCS相结合的全厂DCS半实物仿真系统,既高保真又有经济性,研发了全厂级DCS精细化故障仿真模型,实现了DCS故障风险的高效准确分析验证,提升了DCS缺陷处置能力,研发了基于数据驱动的控制机柜三维仿真模型,为DCS运维提供了高逼真度分析验证环境,解决了DCS高逼真度维修操作环境缺乏问题。基于DCS平行系统进行了核电厂DCS运行事件复现及解决措施验证、DCS故障推演,提升了核电厂DCS故障处置能力。核电厂DCS平行系统可用于DCS变更验证、薄弱环节甄别、故障风险分析和维修方案验证,防范DCS维修引发机组运行风险,提升DCS运维可靠性。     

协议安全测试在工业DCS系统测评中的应用

为了发现工业控制系统的信息安全问题,需要对工业DCS系统的私有通信协议进行安全测试。面对自动化工具无法准确测试私有协议安全性的问题,提出了DCS系统私有通信协议的分析方法。基于协议分析编写测试用例对被测DCS系统进行安全性测试,有效发现被测DCS系统协议的安全问题,为DCS系统的安全测试和防护提供了研究的基础。研究表明,在工业DCS系统安全测评中,通过人工协议分析、协议测试能够有效发现系统的安全问题。     

DCS网络噪声干扰原因分析及对策

DCS系统的抗干扰能力是攸关整个控制系统安全运行的关键因素之一,而接地系统是DCS安全和应用过程中的重要环节。针对某电厂DCS存在的网络噪声干扰问题,从系统接地类型、方式及接地装置等方面,对该电厂DCS接地系统进行了全面的研究和测试。分析了该电厂DCS系统内、外部干扰产生的原因,并提出了相应的解决和预防措施,由此确保了DCS系统的长期稳定运行。     

DCS系统维护常见问题分析

随着自动化水平的日益提高,给电厂节省大量劳动力的同时也使运行人员对DCS系统依赖程度也越来越高。因此DCS系统的稳定性及其可靠性显的尤为重要。本文通过对DCS系统常见的电源故障、网络故障、控制器故障及DCS软件故障等问题进行了分析并提出了防范措施,对今后DCS系统运行及维护提供了帮助,并有一定的指导意义。     

基于制造网格的DCS跨平台数据访问研究

在解决DCS系统中多平台的数据访问和集成问题中,必须要为每个不同的平台开发一个相应的数据访问接口和服务器。针对这个不足,本文提出了一个基于制造网格技术的DCS跨平台数据访问模型,利用该模型解决了异构DCS系统之间,DCS与上层管理系统之间的数据交换问题。     

利用Wonderware软件实现DCS间的数据链接

该文以Wonderware公司的IDE软件作为数据交换的平台,实现不同DCS站之间的数据交换,达到DCS控制系统中的无缝链接.文中详细介绍了用FSGateway采集DCS系统中的数据,在IDE中对工厂对象建立模型,利用实例进行赋值,将数据送至显示层Intouch和InSQL,把不同的DCS连接起来,形成了一个网络,把所有的DCS数据送到调度室和各个DCS站显示,最终消除由于使用多套DCS系统形成的自动化"孤岛"问题.     

DCS的设计与选型

近年来,随着DCS系统技术的不断发展,成熟和普及,特别是随着DCS系统的价格大幅度下降,各行业越来越多地采用DCS来进行控制和管理。目前,面对国外十来家著名的DCS和国内近几年发展起来的DCS,用户经常遇到DCS的选型问题。应该说,这不是一个简单的问题,因为,DCS本身是一个涉及计算机、控制系统、通信等技术的复杂系统,且DCS控制的生产过程又通常为较大型的工业过程,如果DCS选择不好,不仅影响了正常开工,从而造成较大的经济损失,而且在生产过程中,     

基于VBA应用的横河CS3000DCS系统数据采集的二次研发

VBA,Visual Basic for Applications是Visual Basic的一种宏语言,具有很好的利用环境。目前不仅仅是Microsoft Office办公软件支持VBA,AUTOCAD、WPS Office、Coreldraw等应用软件均支持VBA。了解和掌握VAB,可解决办公软件或者DCS系统应用问题。本文简单介绍了VBA概念,横河DCS特点。并通过横河DCS CS3000VP/NET论述,以VBA和横河DCS命令相结合,读取趋势数据生成数据报表为例,对DCS系统二次开发解决生产问题,旨在让读者了解有关VBA原理、横河DCS常用组态方法和应用的基本原理,抛砖引玉,在解决其它设备间通讯问题时提供方法。     

核电DCS系统网络失效带来的启示及应对策略

随着数字化技术不断发展,数字化控制系统（DCS）在新建的核电机组中得到了普遍运用。DCS网络作为DCS系统的信息高速“公路”,发挥着极其重要的作用,而网络构架设计和配置策略的不合理可能产生广播风暴,导致网络性能下降,甚至网络瘫痪。结合某核电厂DCS网络失效案例进行原因分析,阐述了DCS网络失效带来的启示及应对策略,不仅仅从提升DCS网络可靠性本身探究解决方案,更着重从DCS系统设计的角度去解决DCS网络失效引发的问题,提供了一种解决问题的新视角和新维度,以实现从根本上避免网络失效引发的不可接受的后果。     

基于Industrial IT控制系统实现专家优化控制功能

DCS控制系统实现了全厂范围的自动化控制,几乎所有的企业决策者都能够主动选择一套DCS系统控制其生产线,而专家优化系统并不被企业决策者所重视,但随着专家优化系统的不断引入,其作用将逐渐显现出来。从控制功能上看,DCS系统解决了常规对象的控制问题,而对于复杂的被控对象,其不确定性、非线性以及非精确性对于DCS控制系统和对生产工艺及设备知之不多的自动化工程师是一个     

基于最大流原理的全球工业系统演化模型

随着全球化势力的扩张,全球工业系统发展模式作为全球核心问题之一有着尤为重要的研究价值。本文从信息视角,将全球工业系统看作一个信息实在及信息过程,由最大信息熵和最大流原理构建起描述和控制全球工业系统演化的新模型,进而以全球工业系统下发达、发展中国家这两个局部工业模式为研究案例。结果表明该模型可为经济全球化大背景下各国家工业模式的演化评价、预测、调控以及实现全球可持续发展等问题提供了全新的借鉴。     

船舶鳍/翼鳍减横摇弹性H_∞控制研究

针对船舶鳍/翼鳍减摇系统中存在的海浪干扰、未建模动态和模型参数不确定性,同时控制器存在摄动的控制问题,采用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了不确定系统存在弹性H_∞状态反馈控制器的充分必要条件。并通过仿真验证了该方法的可行性,使得船舶鳍/翼鳍减摇系统不但有效地减小了船舶横摇,而且具有很好的鲁棒稳定性。     

滑模变结构理论在船舶柴油机燃油温度控制系统中的应用

为了实现对双输入非线性温度系统的控制,建立了船舶柴油机燃油温度系统的数学模型,并把该模型当作一类仿射非线性系统进行研究。运用滑模变结构控制理论,设计了一种针对仿射非线性系统的滑模控制器,实现了双输入双输出非线性耦合温度系统的控制。通过在组态王(KINGVIEW)环境下编制控制软件,实现了对柴油机高、低温燃油的温度控制。实验的结果显示了滑模变结构控制算法优于PID控制,并且有自适应能力强,动态、静态品质优良,鲁棒性好的特点。     

基于ICAS算法的原动机仿真系统PI参数整定

原动机仿真系统是模拟原动机调速系统对电力系统机电暂态影响的重要装置,其速度电流调节器的参数设定长久以来主要依靠工程经验和反复修正得到,不仅耗时费力、准确度差,而且对装置的运行造成很大影响。新引入的遗传算法又存在早熟、收敛性差且不易于工程人员理解和参数辨识等问题。本文在分析得出速度电流综合调节器的本质为PI调节器的基础上,提出一种改进的混沌蚁群算法,以ITAE指标为目标函数对其比例系数K_p和时间常数τ_L进行整定。针对原动机仿真系统装置运用MATLAB编程比较传统算法、遗传算法和ICAS算法的控制效果,验证了该算法对PI参数整定的优越性。     

基于流量与温度信号的变频油气回收系统设计与参数优化

本文详细研究了温度以及流量对汽油加注过程中油气挥发的影响。在剖析传统油气回收系统存在不足的基础上,设计了基于温度及流量信号的新型油气回收系统,并对气液比参数进行了优化。新型油气回收系统可以根据温度的变化确定相应的气液比,实现了油气回收过程自适应调节。本文还对温控油气回收系统回收效果进行了测试。     

电池储能系统建模及其应用

在风力发电系统中,由于风能的随机性和间歇性,导致风电场输出功率很不稳定,严重影响电能质量,储能系统的加入能有效改善风电的电能质量。本文采用了考虑电池容量损耗的电池模型,设计了AC/DC双向变流器,提出了适合电池储能系统的控制策略,建立了电池储能系统模型。验证了应用电池储能系统能有效对风电场输出功率进行平滑。     

小型风光互补型并网发电系统一体化控制器的设计

为了实现小型风光互补性发电系统的并网运行,采用DSP芯片为核心单元,提出了一种一体化控制器的设计方案。本文设计的一体化控制器可以实现最大功率跟踪、蓄电池充放电控制、逆变器输出电压幅值与频率的调节和系统并网控制的功能。从一体化控制器的基本构成入手,分析了控制器实现控制功能的基本过程,根据基本过程设计了各个控制单元的软件程序模块。最后,构建了一个太阳能电池板容量为1000W,风能发电机容量为3000W的风光互补型并网发电系统对一体化控制器的控制性能进行了实验测试。结果表明,一体化控制器整体性能良好,能快速、准确的对系统相关环节施加合理的控制指令,维持系统稳定、安全的运行。     

一种全局渐近稳定的适用于二阶积分系统的饱和PID控制器

针对二阶积分系统,本文设计了嵌套饱和函数形式的PID控制器。通过综合运用不变区域、相平面分析与前向系统的相关理论,层层剥离饱和函数的限制,最终将控制器归结为无饱和约束的PID形式。在无干扰存在时,可以证明系统是全局渐近稳定的;在存在干扰时,则至少能证明系统是输入-状态稳定的。相对于文献中已有的利用奇异扰动值理论研究具有积分饱和约束的方法,本文为积分系数的选取提供了一个可以明确计算的上界。文章最后通过数值仿真验证了理论的正确性。     

双闭环晶闸管不可逆直流调速系统的研究

本文先对V-M系统的组成及工作原理做了简要的分析,然后分别分析了直流调速系统中速度调节器ASR和电流调节器ACR的静态特性和动态特性,进行了数据处理与相关计算。最后,分析了系统的性能并得出了结论。     

双馈风力发电场惯性与阻尼控制技术

变速恒频风力发电机组若具备常规发电机组对系统功率稳定性的支持作用,有利于提高风电渗透率较高的区域电网的稳定性。首先,本文在分析双馈风电机组运行特性和控制策略的基础上,研究了双馈机组的虚拟转动惯量与转速调节及电网频率变化的关系,提出了双馈风电机组的惯性控制策略。其次,基于改善双馈风电机组的惯性响应降低系统阻尼的不利影响,分析了双馈风电机组通过无功调节增加系统阻尼的原理,并进一步提出了风电机组基于无功附加控制的阻尼控制策略。最后,通过对含30%风电装机容量的三机系统的仿真分析,验证了系统发生扰动后在所提控制策略的协调控制下,不仅能够利用双馈风电机组的虚拟惯量使风电场具备对系统频率快速的响应能力,并可使系统功率振荡迅速衰减,从而提高了基于双馈风电机组的大规模风电场接入电网后的电力系统暂态稳定性。