无扰动切换的实现
实现DCS与PLC控制系统相互无扰动切换的方案
实现DCS与PLC控制系统相互无扰动切换的方案张国禹,张志军(杭州杭氧股份有限公司设计院)摘要:在控制过程中,无扰动切换是仪表工程师与工艺工程师都非常关心的问题。
文章以首钢顺义空分项目配套的贮槽控制为例,详细介绍了实现DCS与PL C控制系统相互无扰动切换的构思及解决方案,并提出设计、安装、调试与操作中需要特别注意的方面。
关键词:低温液体贮槽;控制系统;D CS;PLC;无扰动切换1概述DCS和PLC控制系统从整体逻辑结构上讲是一个分支树结构,按系统结构进行垂直分解,分为过程控制级、控制管理级、生产调度级和经营管理级,贯彻/既集中管理又分散控制0的设计原则。
具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单、调试方便和运行安全可靠的特点。
在工业生产控制过程中,人们经常会提及控制系统中的无扰动切换问题,通常情况下是指在手动与自动切换的瞬间,保持控制器的输出信号不发生突变,以免切换给控制系统带来干扰。
但本文以实际的空分项目为背景,介绍两个不同类型的控制系统之间是如何实现无扰动切换。
2实施两个控制系统间无扰动切换方案的背景贮槽作为空分设备的后备系统,其可靠性非常重要。
当空分设备停车后,贮槽能够在一段时间内提供气源,以保证短时间内后续生产不间断。
首钢顺义空分项目配备了贮槽,但是由于用户需要,其贮槽的投产运行要先于空分设备的投产运行。
因此贮槽的控制在整套空分设备调试、运行前,用PL C控制系统来实现;当空分设备的DCS控制系统组态、调试完成后,将贮槽的控制切换到DC S控制系统控制。
因此贮槽的控制需在DC S与PLC控制系统间随时进行切换控制,这样便要求在D CS与PLC控制系统中要分别完成对贮槽的控制、联锁和报警等组态、调试工作。
两个控制系统既彼此完全独立,又相互关联。
在对贮槽的控制策略上,两个控制系统要完成一个非常重要的功能,即两个系统在移交控制权时要实现无扰动切换。
TPM300-2无扰动快切使用说明书
TPM300-2微机无扰动稳定控制装置使用说明书合富共展机电科技有限公司目录1．概述 (1)2．硬件构成 (1)3．液晶显示及操作说明 (6)4．交流量精度试验 (13)5．切换试验 (13)6．母联保护试验 (27)7．定值单 (28)8．附录 (34)1.装置概述TPM300-2微机无扰动稳定控制装置采用2片32位ARM+FPGA硬件平台，先进的数模混合算法，具备强大的数据处理、交互、通讯能力。
采用该无扰动稳定控制装置的任务是在供电线路断电的情况下，根据系统的状态以最快的速度把负荷切换到备用线路上，避免在电源切换时造成运行中断或设备冲击损坏，简化切换操作并减少误操作，以保证负荷不断电连续运行。
装置全部采用模块化设计思想，可靠性高，功能配置灵活，通用性强。
2.硬件构成2.1面板本装置面板由液晶显示屏、操作键、指示灯三部分组成，参见图1。
图1 面板2.1.1液晶显示屏液晶显示屏是操作使用人员与装置间的主要交流工具。
本装置采用240×160彩色液晶屏，配合操作键，可以进行数据显示、功能投退、定值整定、菜单切换操作、事件报告、USB数据下载等操作。
2.1.2操作键操作键共有10个，分别为：✧↑、↓：上下移动菜单或滚屏。
✧←、→：移动定值参数位或选择追忆事件。
✧+、-：修改定值参数时，增减数字。
✧Q(取消)：取消当前定值输入或退出当前菜单。
✧确定：菜单选择确认或定值输入确认。
✧复位（右下键）：可同时将主、辅CPU复位并清信号。
✧复归（右上键）：可同时清装置信号。
2.1.3指示灯指示灯共有16个，分别为：✧装置运行：装置处于正常运行状态时，灯常亮，当装置异常、闭锁、系统未带电等灯灭。
✧切换动作：装置切换成功。
✧保护动作：母联保护动作（V1.00）。
进线保护动作（V1.10）✧装置闭锁：表明装置刚进行过切换操作，装置异常等状态。
✧自动切换、手动切换：表明装置处于何种切换状态。
✧双电源进线、母线分段：装置在自动切换情况下，双电源进线、母线分段投退状态。
pid中无扰动转换的具体实现方式
pid中无扰动转换的具体实现方式对于无扰动转换的具体实现方式，可以参考以下内容：1. Differential Privacy（差分隐私）：差分隐私是一种传统的无扰动转换方法，它通过在数据中添加噪声以保护敏感信息的隐私。
具体来说，差分隐私通过在每个数据点上添加一个随机噪声来模糊原始数据，从而防止恶意攻击者通过分析数据推断出个人敏感信息。
这种方法的优点是可以提供强大的隐私保护，但同时也会对数据的准确性和可用性产生一定的影响。
2. Secure Multi-party Computation（安全多方计算）：安全多方计算是一种在多个参与方之间进行计算而不泄露私密数据的方法。
它通过使用密码学协议和安全协议，使得多个参与方可以在不暴露私密数据的情况下进行计算。
例如，可以使用加密技术对数据进行加密，并在进行计算时使用同态加密技术来实现无扰动转换。
安全多方计算的优点是可以提供强大的隐私保护，并且不需要对原始数据进行修改，但同时也需要较高的计算和通信成本。
3. Federated Learning（联邦学习）：联邦学习是一种分布式机器学习方法，它允许多个参与方在不将数据传输到中央服务器的情况下进行模型训练。
在联邦学习中，每个参与方都保留其本地数据，并在本地进行模型训练，然后将模型参数进行更新。
通过在更新过程中对模型参数进行加密或使用安全计算协议，可以实现在保护数据隐私的同时进行模型训练和推断。
联邦学习的优点是可以减少数据传输和集中式计算的需求，同时保护数据隐私。
4. Homomorphic Encryption（同态加密）：同态加密是一种先进的加密技术，允许对加密数据进行计算而无需解密。
通过使用同态加密，可以在加密的数据上进行计算，然后将结果解密，从而实现对数据的无扰动转换。
同态加密的优点是可以在不暴露数据的情况下进行计算，但同时也需要较高的计算成本。
5. Secure Function Evaluation（安全功能评估）：安全功能评估是一种使用密码学协议实现多方间数据计算的方法。
碳二加氢反应器在线无扰动切换方案
碳二加氢反应器在线无扰动切换方案乙烯车间在5月16日开车时，由于DC401AC反应器飞温，使反应器内大量积炭，催化剂活性下降，因此反应器切换DC401BD床运行，对DC401AC床进行清理，同时对催化剂进行部分更换。
近日反应器处理完毕投入运行，为防止污染产品罐，请生产处协调准备一个空罐或不合格产品罐供DC401AC投用时使用。
1DC-401反应器流程及在线切换方式1．碳二加氢反应器采用三段乙炔加氢，一、二段段间脱“绿油”流程。
原设计A、B台各有二段床层，C、D为改造后新加三段床层。
在操作过程中反应器入口乙炔在1.2-1.6%之间，80%以上的乙炔被一、二段除掉，其余由三段少量加氢截流控制，使出口乙炔小于1ppm。
1．2采用全加氢负荷在线切换。
在切换前，将切入台反应器各床层加热，升温到要求范围内，其它维持原有的操作条件不变，使切入反应器逐步进行物料流通，与需切除反应器并联运行一段时间，待切入反应器反应稳定后，再将需切出反应器平稳切出。
2 DC-401反应器在线无扰动切换步骤2．1在切换前，首先将N2用EA-418加热至150℃，然后用热N2加热床层，将三段床层加热到100℃左右可切除，然后加热二、一段床层，将二段床层温度逐渐加热到60-80℃左右，一段床层加热到40-50℃左右，保持一段时间。
如果N2量不够用，可用CH4+H2加热，大约加热时间为12-24小时。
2．2将DC-401反应器A/C台用实气置换2-3次，然后将DC-401A/C 台缓慢充压至16-18kg/h,把出口阀全部打开，用入口阀控制。
2．3慢慢开DC-401A/C入口阀，同时关闭DC-401B/D入口阀，此时逐渐提高一段H2量，可根据总控A/C台床层温度的高低而定，总控与现场人员保持联系。
2．4总控人员注意反应器入口乙炔及进料的变化，及时调整H2量，大约控制一段床层温差在50℃左右，适当降低入口温度，同时设定二、三段入口温度在50℃，现场将A/C台二、三段氢气阀全部打开，总控用自动阀控制氢气量，使二段床层温差保持在25℃左右，三段起截流作用。
无扰动快切装置操作说明
无扰动备用电源切换装置（SID-40A）操作说明一、面板指示灯说明二、操作说明方式一：运行方式：Ⅰ段进线开关合位；Ⅱ段进线开关合位；母联开关分位；操作方式：合上母联开关，断开Ⅰ段进线开关1、将I、II段进线柜及母联柜“远方/就地”转换开关打至“备投”位置；备自投装置闭锁开关打至“退出”位置。
2、将母联柜上的转换开关打至“切1”位置。
3、按“手动回切”按钮。
装置先合上母联开关，后分开Ⅰ段进线开关。
操作方式：合上母联开关，断开Ⅱ段进线开关1、将I、II段进线柜及母联柜“远方/就地”转换开关打至“备投”位置；备自投装置闭锁开关打至“退出”位置。
2、将母联柜上的转换开关打至“切2”位置。
3、按“手动回切”按钮。
装置先合上母联开关，后分开Ⅱ段进线开关。
方式二：运行方式：Ⅰ段进线开关合位；Ⅱ段进线开关分位；母联开关合位；操作方式：合上Ⅱ段进线开关，断开母联开关1、将I、II段进线柜及母联柜“远方/就地”转换开关打至“备投”位置；备自投装置闭锁开关打至“退出”位置，切1、切2转换开关打至“退出”位置。
2、按“手动回切”按钮。
装置先合上Ⅱ段进线开关，后分开母联开关。
方式三：运行方式：Ⅰ段进线开关分位；Ⅱ段进线开关合位；母联开关合位；操作方式：合上Ⅰ段进线开关，断开母联开关1、将I、II段进线柜及母联柜“远方/就地”转换开关打至“备投”位置；备自投装置闭锁开关打至“退出”位置，切1、切2转换开关打至“退出”位置。
2、按“手动回切”按钮。
装置先合上Ⅰ段进线开关，后分开母联开关。
三、故障情况下切换逻辑运行方式：Ⅰ段进线开关合位；Ⅱ段进线开关合位；母联开关分位；故障切换是自动进行的，包括以下两种情况：母线失压启动：当母线三个线电压均低于整定值且时间大于所整定延时定值时，装置根据选定方式进行串联或同时切换。
工作电源开关误跳启动：因各种原因（包括人为误操作）引起工作电源开关误跳开，装置可选择串联切换模式。
无扰动切换在转炉干法除尘系统中的设计与实现
莱钢炼钢厂建有 ３ １０ｔ 座 ２ 顶底复吹式转炉 ， 实
际 年产 量 达 到 ３０万 ｔ均 采 用 干 法 除 尘 技 术 （ Ｔ ６ ， Ｌ
放散侧钟形 阀， 通过控制两 阀的开度进行 回收放散 之间的切换 。当前使用过程中， 两阀切换时间偏长 ，
烟 道 内压力 波动 较 大 ， 次 之 间 煤气 回收 时 间 差 别 炉 很 大 ， 重 时造成 回收设备 损坏 ， 响生 产 。 严 影
～
机、 双板 阀进 入 粗灰 料 仓 由汽 车 外 运 。随 后 烟气 进 入带 有 ４个 电场 的圆形 静 电除尘 器 。经静 电除 尘器 除尘 后 ， 合格 烟气 经过 煤气 冷却 器 降温 到 ７ ８ ＝ ０— ０ｃ Ｉ
阀门等工艺生产线设备实现过程检测 、 监视 、 调节和 控制。其中煤气回收和放散控制系统是 Ｌ Ｔ的一个重 要环节 ， 回收与放散 之间切换时会 产生较大压 力波动 ， 对煤气回收设备造成损害， 直接影响煤气回收效果。
浓度范 围并保持 ３ｓ ， 后 回收侧钟形 阀以恒定速度 开启。当回收侧钟形 阀达 到 １０ 阀门开度 时 ， ０％ 对
放散侧 钟 形 阀的 阀位 继 续 进 行 差压 控 制 调 节 ， 节 调
时实际差压值作 为反馈信号输入差压控制模块 ， 与 设定值进行比较 ， 比较结果经运算得到阀位控制信
门子 ｓ ４ ０系列 Ｐ Ｃ， 蒸发 冷却 器 、 ７— ０ Ｌ 对 电除 尘 器及
炼 钢时 产生 的约 １５０ ℃ 的转 炉 烟气 在 Ｉ 风 ５ Ｄ 机 的抽 引作 用 下 ， 过 烟 气冷 却 系 统 温 度 降 至 ８０ 经 ０
１ ０ 然后进入蒸发冷却器 ， ０ｃ ２ Ｃ， 使烟气温度降到 １０— ０ ５ ２ ０℃ ， 问形成 的粗 颗 粒粉 尘 通 过链 式 输 送 期
往复压缩机无扰动切换功能的实现
由此 可见 ，切 换过 程 中备机 和 运行 机增 、 减负 荷 的 同步 时 间差是 造成 切换 过 程系统 压 力波 动 的主 要 原 因。
得在短时间内两机的总负荷超过 １０ ０ ％，压缩机 出
Ｖ压力 升高 ；相 反 ，备机 负荷 增加 过 慢而运 行机 负 Ｉ
荷 减 少 快 ， 使 得 在 短 时 间 内两 机 的 总 负 荷 小 于
换 过 程 控 制 方 法 进 行 了改进 ，取 得 了 良好 的 效 果 ， 为 同类 问题 的 解 决 提 供 了经 验 。
关 键 词 ：往 复 压 缩 机 ；增 减 负荷 ；无 扰 动切 换 中 图 分 类 号 ：Ｔ ５ Ｈ４ ７ 文 献 标 识 码 ：Ｂ
１ 前 言
往复 压缩 机切 换过 程进 出 口压力 波 动问题 ，是
可 引起系 统 的压力 波增 减 负荷做 到 同步 以保证 压缩 机切 换过 程的 平稳 。但 在实 际操 作 中，要 完全 做到 负荷 增减 同步是 不可 能 的 ，往 往 会 出现以 下两 种情 况 ：备 机 负荷 增加快 而 运行 机 负荷减 小慢 ，使
及压 缩机 的使 用寿 命 。
２ 原 因分 析
往复 压缩 机是 一种 典型 的 容积式 压 缩设备 ，其
压缩过 程具 有 间 歇性 ，而 这 种 间 歇 过 程 是通 过 进 、
压缩 机安 全运 行 的一大 隐患 ，找 出产 生波 动 的主要 原 因，采 取切 实可 行 的消减 措施 ，对 压缩 机 以及 装
收 稿 日期 ：２ ０ —０ —３ ０５ ８ ０
维普资讯
・
２ ６・
压缩 机技 术
第１ 期
短路 。从而 实现 了对 电磁 阀 Ａ、Ｂ的远 程 控 制 。 以 循 环 氢压缩 机为 例 进 行说 明 （ 图 ２所 示 ） 如 ，改 造 前 负 荷控制 为现 场控制 ，通 过操 作 切 换 开关 Ｓ 的 Ａ
pid 无扰动切换 原理
pid 无扰动切换原理
PID无扰动切换的原理是：
1. 在传统的PID控制算法的基础上，引入额外的逻辑和参数，以实现在控制器切换时的平滑过渡，减少切换过程中的干扰和振荡。
2. 该算法的核心思想是利用两个PID控制器，分别为当前控制器和目标控制器。
当前控制器负责实际的控制任务，而目标控制器负责预测未来的控制需求。
在切换控制器时，通过逐步调整两个控制器的权重，实现平滑过渡，从而避免剧烈的控制器切换导致的系统干扰。
3. 在自动与手动方式相互切换过程中，应做到无扰切换。
即在切换的瞬间，应当保持控制器的输出不变，这样使执行器的位置不会在切换过程中突然变化，就不会对生产过程引入附加的扰动。
4. 要实现无扰切换，控制器应有跟踪措施。
即自动运行时，手动值跟踪PID 输出，达到自动切换到手动时无扰动；当手动运行时，SP给定值跟踪PV测量值，所以PID运算输出增量为0，当从手动切换到自动的时候能实现无扰动切换。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
过程控制实验二%20%20思考题解答
分速度越大，积分作用越强，消除余差越快。
（3）在引入微分作用后能全面提高控制质量。微分时间Td 越大，微分作用越强， 它使调节过程时间缩短，余差减小（但不能消除），具有超前调节的作用。
干扰
给定值SP
+
e
－
测量值PV
调节器 DTL321
H 水槽
被控量H
H
测量变送器 DBC－211
PID控制器
8-2
3、被控对象、执行器、控制器三个环节的正、反作用方向各是怎样规定？
答：⑴ 被控对象：当操纵变量增加时，被控变量增加的对象是“正作用对象（+）”
反之，被控变量随操纵变量增加而降低的对象是“反作用对象（-）” ⑵ 执行器：由气开、气关型式来确定： 气开阀（电开阀）为“正（+）”作用 气关阀（电关阀）为“反（-）” 作用 ⑶ 控制器：当偏差e输入增大时，其输出也增大的控制器称“正作用（+）”控制器 反之，当偏差e输入增大时，其输出是减小的控制器称“反作用（-）”控制器
干扰
给定值SV
e
－
测量值PV
+
控制器 DTL321
H 水槽
被控量h
h
测量变送器 DBC－211
8-3
4．简述调节器的正反作用如何确定？
答：根据公式 (调节器 ±) × (阀 ±) × (对象 ±) ＝（－）来确定
符号规定：（1） 气开阀（电开阀）为＋，气关阀（电关阀）为－。 （2） 阀开大，被控参数上升的对象为＋，下降的对象为－ 本实验中：用 电开阀为＋号 阀开大液位是上升的，故水槽是正对象＋号（如下图所示） 故，根据公式得 ( 调节器 —) × ( 阀 ＋) × ( 对象 ＋) ＝— 可知 调节器的符号应选－，即调节器打到反作用
模块无扰冗余切换技术在DCS中的实现
性。冗余的 Ｄ Ｓ系统包括 网络冗 余 和模块 冗余 。模 Ｃ 块冗余作为冗余 Ｄ Ｓ系统 的重要组成 部分 ， Ｃ 包括控
制站 内控制器及各类 ＩＯ模块 的冗 余 ， ／ 它可 以确 保任 何一个模块的故障都 不影响 系统 的工作 ， 确保 现场设 备正常运行。
出现故障时 ， 根据故 障优先级和冗余 状态来判 断主从 是否进行切换 。冗余切换 的实现机制 如图 １ 所示 。
ｌｇｃ ，ｉｃｕｄｎ ｔｈ ｏ ｅｅ ｗｉ ｈ ｎ ｏ ｍａｔｒ ｕｏ ｔ ｏ ｌｔｎ ｏｍａｔｒ ｎ ｎｅｌ ｅ ｔｕ ｇ ａ ｉ ｇｔ ｓｅ ｒ ｅ ｉｎ ｄ ａ ｄ ｉ ｏ ｉｓ ｎ ｌ ｉｇｗａｃ ｄ ｇ ｒｓ ｔｓ ｔ ｉｇ ｔ ｓｅ ，ａ ｔｍａｉ ｃ ｍｐｅｉｇｔ ｓｅ ，ａ ｄｉ ｔｌｉ ｎ ｐ ｒｄ ｎ ｏｍａ ｔｒａ ｅｄ ｓｇ ｅ ｎ ｍ— ｃ ｃ ｇ ｐｅ ｎｅ ．Ｔｈ ｅ ｕｔ ｆｓｍｕａｉｎ ａ ｅｔｉｄｃ ｔ ａ ｈ ｅ ｉｎ ｅ ｓ ｒｓｆｓ ｕ ｌｓ ｗｉｃ ｉｇ ｗｈ ｎ ｍｏ ｕｅ ｆｕｔｏ ｃ ｒ ｎ ｖ ｉｓｔｅ ｌｍｅ ｔｄ ｅｒ ｓ ｌ ｏ ｉ ｌｔ ｎｄ ｔｓ ｎ ｉａｅｔ ｔｔｅ ｄ ｓｇ ｎ ｕ ｅ ａｔｂ ｍｐｅ ｓｓ ｔｈｎ ｅ ｄ ｌ ａ ｌ ｃ ｕｓａ ｄ ａ ｏｄ ｈ ｓ ｏ ｈ ｐ ｏ ｌｍｓｏ ｕ ｌｍａｔｒａ ｄ ｒ ｐ ａ ｗｉｃ ｉｇ．Ｔ ｅ ｆａ ｉｉｔ ｆｔｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙｈａ ｅ ｎ ｖ ｒｆ ｄ ｉ ｒｃｉａ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ａ ｐｉａｉｎ． ｒ ｂｅ ｆｄ ａ ｓｅ ｎ ｅ ｅ ｔｓ ｔｈｎ ｈ ｅ ｓｂｌ ｙｏ ｓｔｃ ｎ ｌｇ ｓｂ ｅ ｅ ｉ ｎ ｐ ａ ｔ ｌｅ ｇｎ ｅ ｎ ｐ ｌ ｔｏ ｉ ｈ ｉ ｅ ｃ ｉ ｃ
Ｆｉ １ Ｐｒｎ ｉ ｌ ｆｈ ｒ ｗａ ｅ ｒ ｄ ｎｄ ｎ ｙ ｓ ｔｈｎｇ ｇ． ｉｃ ｐｅ ｏ ａ ｄ ｒ ｅ ｕ ａ ｃ ｗｉｃ ｉ
无扰动切换
3
无扰动切换原理
3
无扰动切换原理
快速切换波形
首次同期切换波形
残压切换波形4无扰动换效果切换时间T=250~500ms 电压衰减>30% 无流时间>400ms 冲击电流2~3ln
切换时间T=400~1200ms 电压衰减>50% 无流时间>1000ms 冲击电压>60% 冲击电流3~5ln
切换时间T<100ms 电压衰减<10% 无流时间<20ms 无冲击电流
目录
1 2 3 4
备用电源投切方式
MBKQ系列无扰动切换
无扰动切换原理
无扰动切换效果
1
备用电源切换形式
无扰动 切换
存在明显断电时间
存在冲击及失败可能
2
MBKQ系列无扰动切换装置
2
MBKQ系列无扰动切换装置
MBKQ系列无扰动电源切换装 置可在系统供电电源发生故障时。 根据系统运行状态，迅速切除故障 电源。检测备用电源待合闸两侧的 电压数值，捕捉第一合闸时刻合上 备用电源，避免在电源切换时造成 的电源中断或者设备冲击损坏，保 证负荷不断电连续运行。
切换时间>1000ms 电压衰减>70% 无流时间为整定时间 冲击电流2~3ln
空分设备配合煤气化装置实现气化炉无扰动切换案例分析
*安装运转*收稿日期：2016-02-24作者简介：孙连杰，男，1973年生，工程师，2002年毕业于青岛科技大学计算机科学与技术专业，现在淄博齐鲁比欧西气体有限责任公司从事技术管理工作。
空分设备配合煤气化装置实现气化炉无扰动切换案例分析孙连杰（淄博齐鲁比欧西气体有限责任公司，山东省淄博市临淄区辛化路8号255410）摘要：以齐鲁比欧西KDON-45000/30000型空分设备为例，介绍通过液氧后备系统与工艺液氧泵并联运行，满足下游装置气化炉3炉并行的氧气需要，实现气化炉无扰动切换，避免了煤气化后续生产装置的负荷调整。
详细阐述空分设备配合气化炉无扰动切换的实施原则、安全风险和防范措施、实施案例和效果。
关键词：大型空分设备；煤气化装置；气化炉；无扰动切换中图分类号：TQ116.11文献标识码：BAnalysis of the case of realizing the unperturbed switchingover of the gasification furnace in the compoundingcoal gasification unit of air separation plantSun Lianjie（Zibo Qilu BOC Gas Co．，Ltd．，8#Xinhua Ｒoad ，Linzi District ，Zibo 255410，Shandong ，P．Ｒ．China ）Abstract ：Here ，with Qilu BOC Model KDON-45000/30000air separation plant as example ，the parallel run of the liquefied oxygen back-up system and the process liquefied oxygen pump is outlined ，which meets the oxygen demands of three parallel gasification furnaces of downstream unit ，realizes the unperturbed switching over of gasification furnace ，and avoids the load regulation of coal gasification follow-up production units．The implementation principle ，the safety risks ，preventive measures ，the implementation case and the effects of the unperturbed switching over of the compounding gasification furnace of air separation plant are detailed．Keywords ：Large-sized air separation plant ；Coal gasification unit ；Gasification furnace ；Unperturbedswitching over前言淄博齐鲁比欧西有限责任公司（以下简称：齐鲁比欧西）现有一套KDON-45000/30000型空分设备，采用分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、规整填料上塔精馏、液氧内压缩、氮气外压缩流程。
PID无扰切换教程
在pid控制中的无扰动切换应该有两个：
1.pid输出和实际软手操器的输出
这里面PID模块的计算输出送到软手操器中然后再送到AO给现场；当为自动时，软手操的输入端接PID的输出端，pid的输出根据偏差的大小进行计算得出；当切为手动时，软手操的输出为本身模块的输出，不再接受pid的输出，而PID还是持续计算输出。
这个时候，若是软手操手动输出和PID计算的不一致时，由手动切到自动会发生扰动，这是一个问题。
解决办法：在PID的模块当中，一般有一个跟踪切换开关，可调用软手操的手自动信号，当为手动时，PID的输出跟踪软手操的输出，自动时，软手操跟踪pid的输出，这样在手自动两个状态下两个模块的输出都能保持一致，解决了这一个扰动。
第二个扰动是测量值和设定值的在手自动切换的过程中也会发生扰动，自动时测量值跟着设定值变，这没什么问题；切手动时，利用手自动的信号使得设定值跟着测量值变，一般软手操模块都具备设定值的跟踪和跟踪切换开关的管脚；这样就可以解决问题了，真正实现了无扰动切换。
///////////////////////////////////////////////////////////
Ortho xuchao Pid无扰手自动切换
自动时，软手操跟踪pid的输出。
手动时，SP值跟随PV值。
无扰动快速电源切换装置在力量煤业大饭铺煤矿
无扰动快速电源切换装置在力量煤业大饭铺煤矿内蒙古准格尔旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿内蒙古鄂尔多斯001700煤矿生产现已把安全列到第一重点，而电力供应的不间断是安全运作的重要保证，供电线路的稳定运行性也是机电管理的重中之重。
关键词：无扰动、快速切换、连续性1、改造的必然性为保证供电连续性及可靠性，工业企业往往在一次系统采取双回路供电的方式，但这并不足以保证供电连续性，当工作电源发生故障后，如果备用电源投入时机太晚，仍然会导致母线上负荷失电，生产工艺流程受到破坏。
大饭铺煤矿35KV变电站采用35KV双回路进线，为单母分段，两进线一母联的形式（如图1），双线路热备用，经由20000Kva变压器变压至10Kv后向生产、生活区域供电，双变压器一用一冷备，当遇到运行线路故障或上级变电所计划检修时，不能及时切换到备用线路，需要井下停产撤人，严重影响矿井生产安全及人身安全。
存在安全隐患。
因此，无扰动快速电源切换装置（以下简称快切装置）的改造具有充分的必要性。
（图1）2、装置选型要求本次改造使用选用SID-40A型无扰动快切装置，现场增设快切装置后，将具备以下优势：1）装置具备多种快切启动方式，将对现场工况进行实时监视，能保证发生故障时第一时间启动切换；2）装置具备高度智能化逻辑判断条件，使得控制更加精确，保证在工作电源失去后第一时间安全可靠得投入备用电源；3）当故障出现在母线或负荷支路上时，装置可自动识别，避免将备用电源合于故障或工作电源向备用电源倒送电；4）除了自动切换功能外，装置还具备手切功能，可实现一键切换电源，无须就地操作，大大简化了日常运行过程中倒换电源的操作流程；5）装置具备强大的切换录波功能，录波数据通过以太网口上传，帮助用户分析事故切换过程；6）装置具备强大的通讯功能，提供通用的通信接口和标准规约，实现GPS对时及与后台监控系统的连接。
SID-40A快切装置是以保障备用电源切换安全为前提下使负荷在切换过程中无扰动为目标。
实现传动装置在自动化系统中的无扰动切换
控制 中 ， 用 了 ＢＣ 应 ＩＯ参数 进行 切换 ， 当转 换 开 关切 入 本 地 时 ， 活 本 地 控 制 ＢＣ 数 据 激 ＩＯ 组， 存储在参数标 号 ｌ 的参 数值 被使用 ， 传动 的指令来 自本地 的开关 量信号 。当转换开关 切 入 远 程 时 ， 活 远 程 控 制 ＢＣ 激 ＩＯ数 据 组 ， 存
统 ， 动 装 置 采 用 西 门 子 的 ６ Ａ ０直 流 与 传 Ｒ７ ＳＭＯ Ｅ Ｔ变 频 的 数 字 传 动 系 统 ， 者 通 过 Ｉ ＶＲ 两
西 门子 的 Ｐｏ￣ ｓ现 场 总 线 进 行 控 制 。然 而 ｒｆ ｕ 在 生 产 中 经 常 遇 到 这 样 的 问 题 ： 自动 化 系 当
可 以 由 自动 化 系 统 进 行 变 速 与 停 车 等操 作 。
统 的结 合 越 来 越 紧 密 ， 动 装 置 与 自动 化 系 传 统一般 由现场 总线 连接 ， 自动 化 系 统 通 过 网 络对传 动装置进行控 制 ， 种控制结构简单 、 这
方 便 ， 理 想 的 控 制 方 式 。 我 厂 的 工 厂 自动 是 化采 用了 Ｇ Ｅ公 司 的 ９ ０—７ Ｐ Ｃ的 自动 化 系 ０Ｌ
在 传 动 中进 行 了传 动 控 制 结 构 的改 进 ， 现 实 无 扰 动 从 远 程 到 本 地 的切 换 。具 体 改 进 方 案
如下 ： ３ １ 传 动 装 置 控 制 结 构 与 参 数 的 改 进 ．
化工企业可靠供电系统解决方案——无扰动切换系统
２ ０ １ ３ ． Ｎ０． １ ２
摘 要： 化 工企业供 电普遍采用双 电源供 电或 者另外有 自 备发 电厂作 为主要 负荷 电源， 目前还存在着一定 的缺 陷 ， 本 文笔者 根据 实际经验提 出 了可靠的方案 。 关键词 ： 可靠供 电系统 ： 无扰动切换 系统 中图分类号： Ｔ Ｍ７ ２ １ 文献标识 Ｅ ａ ｊ ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ３ — ０ １ ４造成设备 的损坏 、 人员 的伤亡等 。
２ ． ２ 原因分析 目前 向化工企业供电 的电网的变电站 ， 由于电 网庞大 ， 受
２ 该 方案存在 的缺 陷 ２ ． １ 现 象
自然环境影 响较大 ， 设备 多 ， 发生故障 的概率较 高 。 往往易 出现 供 电短时 间中断现 象 。 电压等 级越低 ， 出现供 电短时 间中断 的 概率越 高 ， 对 受 电化 工企业影 响也就越 大 ， 至 电网 的供 电 回路 越少 ， 对化工企业 影响也越大 。 有些企业 总降变采用母线并列 合环运行 ，采用该 方案能 有效 防止 系统的晃电 ，提高 了系统抵御 电网供 电波动 的影 响 ． 但是 同时存在任一 出线系统 故障 （ 异常 ） 都会影 响整个 系统 的 稳定 ， 并 列运行的母线上 的所有 出线都会产生 电压 波动（ 晃 电） 现象 。而企业的各个子站一般 采用 双馈线加母联 的运行方式 目前化工企业一般 在中压和低压 系统中采用备 自投切 换 方式 ， 备 自投 采用残压切换 ， 切 换后母 线电压很低 ， 同步 电机会 因失步 、 失磁 、 低 电压保护 动作 而退 出运 行 ， 交流接触器会异 常 脱扣 ， 造成工艺 流程 的中断 ； 由于备 自投 在切换过程 中不判 断 母 线残压与备用 电源 电压之 间的相 角差 ， 快速备 自投可能会造 成切换 后母线 电压与备用 电源之 间的压 差过 高 ， 从而对设备造 成 冲击 ； 切换完成后 可能 冲击电流 、 自启动 电流较大 而造成对 上级供 电电源的冲击 ， 造成电源异 常。 目前 化工企业 中压系统 一般 为不接地系统 ，虽然 安装消 弧 线圈 ， 但是 由于系统大 ， 电容 电流大 ， 化 工企 业运 行环境 较 差， 往往经常发生单相接地后 ， 迅速发展 为多相短路 。 系统往往 装有 大容量 的整 流变压器 ， 虽然 安装有谐波 滤波器 ， 但谐 波滤 波器 同时增 大了系统 的谐 波 、 电磁污染 以及 系统谐 振。这些 化 工企业 的特征 ， 决定 系统存在很 多不稳定 的因素 ， 容易诱发 事
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
必须连接到外围设备，并且输入“ PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON”必须置位。
3.SP_INT：INTERNALSETPOINT（内部设定点）“内部设定点”输入端用于确定设定值。
4. PV_IN REAL：PROCESSVARIABLE IN（过程变量输入）可以设置一个初始值到“过程变量输入”输入端或者连接
21
PV_FAC
REAL
PROCESS VARIABLE FACTOR（过程变量系数）“过程变量系数”输入 1.0
端用于和过程变量相乘。该输入端可以用于匹配过程变量范围。
22
PV_OFF
REAL
PROCESSVARIABLE OFFSET（过程变量偏移量）“过程变量偏移”输入 0.0
端可以添加到“过程变量”。该输入端可以用于匹配过程变量的范围。
5
无扰动切换的实现
MAN_ON MAN
1
AUTO
0
LMN LIMIT
QLMN_HLM QLMN_LLM
LMN_NORM
林升笔记
CRP_OUT
%
LMN LMN_PER
LMN_HLM LMN_LLM
LMN_FAC LMN_OFF
2.PVPER_ON：PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON/（过程变量外设接通）如果过程变量从 I/O 读取，输入“PV_PER”
3.2.输出管脚
序号
参数
数据类型 数值范围 缺省
说明
1
LMN
REAL
2
LMN_PER
WORD
MANIPULATED VALUE（受控数值）有效的受控数值被以浮点数格式 0.0 输出在“受控数值”输出端上。
W#16 #0000
MANIPULATEDVALUE PERIPHERY（受控数值外围设备）I/O 格式的受控 数值被连接到“受控数值外围设备”输出端上的控制器。
无扰动切换的实现
林升笔记
在生产实践中，一套自动控制系统如果能实现自动←→手动无扰动切换，对于操作工而言那会相当方便，而
且对于系统而言也会比较安全。
无扰动切换的概念：在手动与自动切换的瞬间，保持控制器
的输出信号不发生突变，以免切换给控制系统带来干扰。在自动
状态下，阀位手动给定值要跟随现场调节阀的阀位反馈值的变化
一个浮点数格式的外部过程变量。
5. MAN：MANUAL VALUE（手动数值）“手动数值”输入端可以用于通过操作者接口功能设置一个手动数值。
6. GAIN：GAIN（比例增益）“比例增益”输入端可以设置控制器的比例增益系数。
7. TI：RESET TIME（复位时间）“复位时间”输入端确定了积分器的时间响应。
在上图中选中“Symblic Name”，并在其旁边的空白处输入其具体的名称，这里我输入的是“PID_Ctrl”，然后 点击“OK”以完成编辑。此时在程序中即可看见我们编辑的名称了：
2
无扰动切换的实现
林升笔记
3.FB41 的简介：SFB/FB41“CONT_C”（连续控制器）用于使用连续的 I/O 变量在 SIMATIC S7 控制系统中控制技术
8. TD：DERIVATIVE TIME（微分时间）“微商时间”输入端确定了微商单元的时间响应。
9. I_ITLVAL：INITIALIZATION VALUE OF THE INTEGRAL-ACTION（积分分量初始化值）积分器的输出可以用输入端
“I_ITL_ON” 设置。初始化数值可以设为“积分分量初始值”输入。
在调用 FB41 块时，其最上方会有 3 个红色的“？？？”要求我们 添加背景数据块，如右图所示→。
这个背景数据块可以任意添加，但不能和已有的数据块名冲突， 比如已建立了 一 个 “DB2” 的 数 据块，此时为 FB41 添加背景数据块时就不能再使用“DB2”这 个数据块了，必需另外再写一个，比如左图的“DB3”。在添加 “DB3”的时候系统还会再弹出一个对话框要求我们确认是否 创建这个背景数据块。当然还是点击“YES”以完成。
而变化；而在手动状态下，设定值要跟随被调变量(比如：流量、
压力、温度、液位等)的实时测量值的变化而变化。
下面就这个问题来详细讲解一下实现的步骤：
1.在这里使用下位软件 Step7 V5.5、上位软件 WinCC 6.0 SP3 来实现
其功能，首先从功能块库中调用 FB41 块，调用 FB41 的路径为：
-100.0 至
DISTURBANCE VARIABLE（干扰变量）对于前馈控制，干扰变量被连
REAL
+100.0(%)或 0.0 接到“干扰变量”输入端。
者物理值 2
以上就是 FB41 块的输入端，常用的是以下几个： 1. MAN_ON：MANUAL VALUE ON（手动数值接通）如果输入端“手动数值接通”被置位，那么闭环控制循环将中 断。手动数值被设置为受控数值。如下图示意，当其为 1 时，FB41 块处于手动状态，而为 0 时则处于自动状态， 默认的状态是手动状态。而且在很多情况下，处于安全生产的考虑，一般都是将自动控制系统的初始状态设定为 手动控制。
FALSE
PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON/（过程变量外设接通）如果过程变 量从I/O 读取，输入“PV_PER”必须连接到外围设备，并且输入 “ PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON”必须置位。
PROPORTIONAL ACTION ON（比例分量接通）PID 各分量在 PID 算法 TRUE 中可以分别激活或者取消。当输入端“比例分量接通”被置位时，P
过程。
3.1.FB41 输入管脚
序号
参数
数据类型
数值范围
缺省
说
明
1
COM_RST
BOOL
FALSE
COMPLETE RESTART（完全再起动）。该块有一个初始化程序，可以在 输入参数 COM_RST 置位时运行。
2
MAN_ON
BOOL
3
PVPER_ON
BOOL
4
P_SEL
BOOL
TRUE
MANUAL VALUE ON（手动数值接通）如果输入端“手动数值接通” 被置位，那么闭环控制循环将中断。手动数值被设置为受控数值。
W#16 #0000
PROCESS VARIABLE PERIPHERY（过程变量外设）外围设备的实际数值， 通过I/O 格式的过程变量被连接到“过程变量外围设备”输入端， 连接到控制器
13
MAN
-100.0 至
MANUAL VALUE（手动数值）“手动数值”输入端可以用于通过操作
REAL +100.0(%) 或 0.0 者接口功能设置一个手动数值。
4
无扰动切换的实现
物理值 2
了“上极限”。
林升笔记
20 LMN_LLM
-100.0(%)至
MANIPULATED VALUE LOW LIMIT（受控数值的下限）受控数值必须设
REAL LMN_HLM 或 0.0 定有一个“上限”和一个“下限”。“受控数值下限”输入端确定了
者物理值 2
“下极限”。
1
无扰动切换的实现
林升笔记
在一个项目中总会建立许多的数据块“DB”为了，能区分其它的数据块，可以编辑一个未用的名称，比如
DB3 来作为它的项目名称，这样不仅在总目录下可以看见其具体使用于那个 FB41 块，而且在程序中也可以清楚
地看到它的功能。
如上图，右键点击“DB3”，在弹出的对话框中选择“Object Properties(项目属性)”以打开下面的对话框。
DEAD BAND WIDTH（死区宽度）死区用于存储错误。“死区宽度”输
REAL
0.0
物理值 1
入端确定了死区的容量大小。
LMN_LLM 至
MANIPULATED ALUE HIGH LIMIT（ 受控数值的上限）受控数值必须
19 LMN_HLM
REAL
100.0
100.0(%)或者
设定有一个“上限”和一个“下限”。“受控数值上限”输入端确定
分量被接通。
5
I_SEL
BOOL
INTEGRAL ACTION ON（积分分量接通）PID 各分量在 PID 算法中可以 TRUE 分别激活或者取消。当输入端“积分分量接通”被置位时，I 分量被
接通。
6
INT_HOLD
BOOL
FALSE
INTEGRAL ACTION HOLD（积分分量保持）积分器的输出被冻结。为 此，必须置位输入“Integral Action Hold（积分操作保持）”。
23 LMN_FAC
REAL
MANIPULATED VALUE FACTOR（受控数值系数）“受控数值系数”输 1.0
入端用于与受控数值相乘。该输入端可以用于匹配受控数值的范围。
24 LMN_OFF
REAL
MANIPULATED VALUE（受控数值的偏移量）“受控数值的偏移量”可 0.0
以与受控数值相加。该输入端可以用于匹配受控数值的范围。
量被接通。
9
CYCLE
TIME
>=1ms
T#1s SAMPLE TIME（采样时间）块调用之间的时间必须恒定。“采样时间”
3
无扰动切换的实现
林升笔记
输入规定了块调用之间的时间，应该与 OB35 设定时间保持一致。
10
SP_INT
-100.0 至
INTERNALSETPOINT（内部设定点） “内部设定点”输入端用于确定
REAL
+100.0(%) 或 0.0 设定值。
者物理值 1