分散控制系統(tǒng)性能測(cè)試技術(shù)

前言

20世紀(jì)90年代以來，隨著工業(yè)自動(dòng)控制水平的不斷提高，DCS以其固有的優(yōu)勢(shì)備受青睞，在我國(guó)自動(dòng)控制領(lǐng)域已經(jīng)占據(jù)了絕對(duì)市場(chǎng)，尤其在火電廠得到廣泛應(yīng)用，目前，國(guó)內(nèi)幾千家火電廠使用了DCS。為了保證火電生產(chǎn)過程的連續(xù)性和安全性，DCS自身的性能將直接影響到生產(chǎn)過程的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，事實(shí)上，在DCS的實(shí)際應(yīng)用中不乏因DCS某方面性能缺陷或部件故障而導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，甚至發(fā)生事故的例子。因此，對(duì)DCS的性能評(píng)價(jià)與測(cè)試工作有著重要意義。雖然DCS的性能評(píng)估工作正逐漸得到推廣應(yīng)用，但是，相關(guān)的技術(shù)資料并不多見，而該書是其中不可多得的一本。該書從實(shí)用性出發(fā)，涵蓋了DCS性能測(cè)試中各個(gè)方面的內(nèi)容，包括了測(cè)試原理、方法和儀器等，可以用來參考解決許多相關(guān)技術(shù)問題，具有參考價(jià)值；另外，它系統(tǒng)、完整地介紹了一些具體的測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試方法，包括輸入和輸出功能測(cè)試、人機(jī)接口功能測(cè)試、系統(tǒng)實(shí)時(shí)性測(cè)試、容錯(cuò)與冗余功能測(cè)試、可維修性測(cè)試、系統(tǒng)可用率評(píng)價(jià)、系統(tǒng)部件負(fù)荷率測(cè)試、抗干擾能力測(cè)試、通信網(wǎng)絡(luò)測(cè)試等，可以幫助深入理解掌握DCS的性能評(píng)估的理論和方法，具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值。作為一名長(zhǎng)期從事控制領(lǐng)域的技術(shù)工作者，我認(rèn)為該書值得一讀。廣東電力隨著改革開放發(fā)展很快，火電機(jī)組已有百萬千瓦超超臨界機(jī)組，控制機(jī)組的DCS在廣東也是品種齊全，其控制功能和范圍不斷擴(kuò)大。而在這一方面，廣東電力科學(xué)研究院熱工所通過每臺(tái)機(jī)組的DCS調(diào)試，以及這些系統(tǒng)的改造項(xiàng)目，掌握了各種DCS的性能，并先后完成了一百多臺(tái)次發(fā)電機(jī)組DCS的性能測(cè)試試驗(yàn)。因此，我覺得該書也是他們多年對(duì)分散控制系統(tǒng)性能研究的一個(gè)總結(jié)。我從事電力行業(yè)工作也有40余年，深知其中的艱辛，工程上的每個(gè)細(xì)節(jié)都需要反反復(fù)復(fù)的研究和成千上萬次的調(diào)試，對(duì)任何產(chǎn)品在工程實(shí)際上應(yīng)用，都需要逐步熟悉和掌握它的性能，特別是應(yīng)用在技術(shù)密集型的火電機(jī)組。我很感激他們能在工作之余還筆耕不輟，在很短的時(shí)間內(nèi)就完成了該書，也很榮幸地在這里寫下我的看法。

內(nèi)容概要

分散控制系統(tǒng)(DCS)性能評(píng)價(jià)與測(cè)試工作近年來逐漸得到關(guān)注和應(yīng)用，但相關(guān)技術(shù)資料并不多見。本書是在作者多年來開展測(cè)試工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)上進(jìn)一步總結(jié)和提高的成果，基本涵蓋了DCS性能測(cè)試中各個(gè)方面的內(nèi)容，系統(tǒng)地對(duì)DCS性能測(cè)試的目的與意義、性能指標(biāo)的分類與定義、測(cè)試原理與方法、儀器選型與配置以及實(shí)際工程應(yīng)用等方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹。全書共分為12章，其中，第1章對(duì)DCS的原理、性能測(cè)試的意義以及性能指標(biāo)的分類進(jìn)行了介紹；第2章主要介紹了測(cè)試中常用的儀器設(shè)備；第3～1l章重點(diǎn)介紹了具體的測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試方法，包括輸入和輸出功能測(cè)試、人機(jī)接口功能測(cè)試、系統(tǒng)實(shí)時(shí)性測(cè)試、容錯(cuò)與冗余功能測(cè)試、可維修性測(cè)試、系統(tǒng)可用率評(píng)價(jià)、系統(tǒng)部件負(fù)荷率測(cè)試、抗干擾能力測(cè)試、通信網(wǎng)絡(luò)測(cè)試等；第12章就DCS性能測(cè)試在實(shí)際應(yīng)用中的類型、實(shí)施方法、相關(guān)安全事項(xiàng)等內(nèi)容，以及部分DCS實(shí)測(cè)情況進(jìn)行了介紹。    本書可供電力、化工、冶金等行業(yè)中從事DCS系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)、檢修、試驗(yàn)等專業(yè)的技術(shù)人員使用，也可供大專院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

序前言第1章  分散控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)與測(cè)試  1.1  分散控制系統(tǒng)概述    1.1.1  分散控制系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史    1.1.2  分散控制系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)  1.2  分散控制系統(tǒng)性能測(cè)試概述    1.2.1  DCS性能測(cè)試的內(nèi)容    1.2.2  DCS性能測(cè)試的目的    1.2.3  DCS性能測(cè)試的意義  1.3  分散控制系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)    1.3.1  DCS的性能評(píng)價(jià)    1.3.2  DCS性能指標(biāo)及分類    1.3.3  本書章節(jié)安排說明  1.4  有關(guān)分散控制系統(tǒng)性能測(cè)試的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)    1.4.1  DL/T 659火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程    1.4.2  DL/T 744火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程第2章  DCS性能測(cè)試的主要試驗(yàn)設(shè)備  2.1  DCS性能測(cè)試設(shè)備總體配置要求  2.2  信號(hào)校驗(yàn)與采集設(shè)備    2.2.1  熱工過程信號(hào)校驗(yàn)儀    2.2.2  時(shí)間、頻率信號(hào)校驗(yàn)設(shè)備    2.2.3  多路可編程順序脈沖信號(hào)發(fā)生器    2.2.4  高速數(shù)據(jù)采集儀  2.3  共模與差模干擾源模擬設(shè)備    2.3.1  設(shè)備的用途    2.3.2  主要技術(shù)性能    2.3.3  關(guān)于實(shí)際設(shè)備  2.4  網(wǎng)絡(luò)測(cè)試設(shè)備    2.4.1  網(wǎng)絡(luò)線纜分析測(cè)試儀    2.4.2  以太網(wǎng)性能參數(shù)測(cè)試設(shè)備第3章  輸入和輸出模件測(cè)試  3.1  模擬量輸入模件    3.1.1  模擬量信號(hào)的類型    3.1.2  模件工作原理    3.1.3  AI模件性能測(cè)試  3.2  模擬量輸出模件    3.2.1  模件工作原理    3.2.2  AO模件性能測(cè)試  3.3  開關(guān)量輸入模件    3.3.1  開關(guān)量輸入模件的用途    3.3.2  模件工作原理    3.3.3  DI模件性能測(cè)試  3.4  開關(guān)量輸出模件    3.4.1  開關(guān)量輸出模件工作原理    3.4.2  DO模件性能測(cè)試  3.5  脈沖量輸入模件    3.5.1  PI模件工作原理    3.5.2  PI模件性能測(cè)試第4章  人機(jī)接口功能檢查  4.1  HMI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)  ……第5章  系統(tǒng)實(shí)時(shí)性測(cè)試第6章  容錯(cuò)與冗余功能測(cè)試第7章  系統(tǒng)可維修性測(cè)試第8章  系統(tǒng)可用率評(píng)價(jià)第9章  系統(tǒng)部件負(fù)荷率測(cè)試第10章  系統(tǒng)抗干擾能力測(cè)試第11章  DCS通信網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試第12章  DCS性能測(cè)試的實(shí)際應(yīng)用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：可見，針對(duì)不同的對(duì)象和工業(yè)過程，DCS的設(shè)計(jì)與應(yīng)用也是影響系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的重要因素。如果采用了不良的設(shè)計(jì)、不適應(yīng)對(duì)象和過程的特點(diǎn)與需求，即便是部件自身實(shí)時(shí)性較高的系統(tǒng)，在應(yīng)用中也會(huì)造成系統(tǒng)整體實(shí)時(shí)性的下降。例如，有的設(shè)計(jì)一味考慮降低成本，減少控制器的數(shù)量，使控制器承擔(dān)過重的運(yùn)算負(fù)荷，無法按要求的運(yùn)算周期完成邏輯運(yùn)算，使控制器的實(shí)時(shí)性降低；有的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率設(shè)計(jì)時(shí)只考慮了正常工況下的實(shí)時(shí)性要求，在事故等特殊工況時(shí)，由于傳輸數(shù)據(jù)量的增大，網(wǎng)絡(luò)性能大幅下降，造成傳輸延時(shí)增大。DCS的實(shí)時(shí)性在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮到個(gè)別環(huán)節(jié)和部件實(shí)時(shí)性的降低有可能會(huì)成為系統(tǒng)的瓶頸，拖累系統(tǒng)整體的實(shí)時(shí)性。5.1.2 實(shí)時(shí)性測(cè)試的內(nèi)容由于DCS的實(shí)時(shí)性既和部件自身的實(shí)時(shí)性有關(guān)，也和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用方式有關(guān)，因此系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的測(cè)試應(yīng)針對(duì)具體應(yīng)用中的系統(tǒng)來進(jìn)行，考查系統(tǒng)在當(dāng)前應(yīng)用下所表現(xiàn)出來的實(shí)時(shí)陛能，使測(cè)試結(jié)果既體現(xiàn)了系統(tǒng)自身的性能，也體現(xiàn)了設(shè)計(jì)應(yīng)用因素的影響。測(cè)試應(yīng)針對(duì)系統(tǒng)的采集、顯示、運(yùn)算、控制、傳輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)。所選擇的測(cè)試指標(biāo)和參數(shù)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)進(jìn)行選取，不僅能反映出被測(cè)部件的實(shí)時(shí)性能，而且在被測(cè)參數(shù)和指標(biāo)的測(cè)試方法上應(yīng)具備實(shí)際可操作性。采集的實(shí)時(shí)性可以通過AI和DI模件的實(shí)時(shí)性，以及SOE通道對(duì)事件的時(shí)間分辨能力來反映；顯示的實(shí)時(shí)性主要指CRT的畫面響應(yīng)時(shí)間和數(shù)據(jù)刷新時(shí)間等；運(yùn)算實(shí)時(shí)性主要體現(xiàn)在控制器的運(yùn)算速度和運(yùn)算周期上；控制的實(shí)時(shí)性可以通過控制指令的發(fā)送與接收時(shí)間來進(jìn)行評(píng)價(jià)；數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性則主要指網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。另外，站間時(shí)間同步精度等參數(shù)也屬于系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的范疇。

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《分散控制系統(tǒng)性能測(cè)試技術(shù)》是由科學(xué)出版社出版的。

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