随着信息化社会的来临，UPS(不间断电源)以其体积小、效率高、无噪声振动、维护费用低、可靠性高等优点，已广泛应用于电子计算机中心、重要数据中心、工业自动化控制中心等重要场所。UPS作为一种后备保障设备，其储能装置——蓄电池组的好坏直接决定了其性能，作为UPS的核心组件，UPS生厂商对于蓄电池的检测越来越重视。但是传统的测试工具在面对冗长的产品线以及个性化设计的UPS产品时往往捉襟见肘，无所适从。

福州福光-电子有限公司销售热线：0591-83305859

福光-电子基于多年蓄电池维护经验，充分考虑到UPS厂商产品蓄电池组合的复杂性，特别针对UPS设备蓄电池特性和UPS生厂商检验人员排查习惯，强力推荐UPS生厂商测试UPS蓄电池的专属产品——FBO-6003CT蓄电池在线充放电负载。

二、FBO系列产品部分应用

2007年起某知名UPS生产商为提升其产品质量和管理水平，采购了一批福光-电子FBO-6300CT蓄电池在线充放电负载，制定了一套完整的出厂抽样测试管理制度，3年来因蓄电池性能问题导致的售后问题逐年减少，大大提升了该企业的产品质量。

IDCE系列产品已应用于以下蓄电池、UPS电池生产商（部分）：

梅兰日兰、美国海志、双登电池、风帆电池、南都电池……

此外IDCE系列产品还得到了全国大部分省份的移动、电信、联通公司及其代维公司，电力、广电、邮政、银行、高速公路、机场、铁路等领域客户的认可与良好口碑；

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三、UPS生厂商专用蓄电池放电测试仪FBO-6003CT产品功能与特点

1.         一机具有多种测试功能：在线放电、离线放电、在线充电、在线监测，满足各种测试需求；

2.         在线放电功能：被测电池组通过FBO内置假负载进行恒流放电的同时保持与电源系统的时时在线连接状。

3.         在线充电功能：放电结束后，自动启动在线充电功能，让整流器对蓄电池组充电，解决了电池组接回系统存在巨大压差的问题；

4.         市电异常智能处理功能：当放电过程中发生市电异常现象，FBO可根据客户的事先设置，使被测电池组停止对FBO内置假负载放电，转而全力保障被测电池组对电源系统的应急供电。

5.         无线模块单体监测：采用蓝牙无线单体监测技术，支持2V/6V/12V单体电压监测，每个无线监测模块可同时监测4个单体，接线更加简便。

6.         总线数据结构：单体电压采集和记录采用总线数据结构，单体监测数量没有限制，可以同时监测多组电池；

7.         7英寸超大触摸屏：采用超大触摸屏，可直接在屏上进行点击操作，同时配合按键操作，使操作更简单明了。放电过程中可查看所有的放电参数，并且可显示单体电压柱状图；

8.         并机扩展功能：可并接小巧的恒流扩展模块，满足更大的放电电流和充电电流的需要；

9.         放电电流自动计算功能：仪表内置电池各种小时率的放电系数，可根据电池的标称容量和用户需要的放电小时率自动计算出该组电池需要的放电电流，如果无论用户采购何种放电效率率进行*放电，电池放出的容量将会自动折算成C10容量；

10.     维护参数预设功能：仪表内置8组常用的放电参数预设，方便使用者现场放电操作，使用者也可以对内置的预设参数进行修改；

11.     大容量数据存储：仪表内置大容量存储器，可存储32组的测试数据；

12.     测试数据转存：放电过程中可实时连PC机进行数据接收，放电结束后也可以通过U盘将主机存储的放电数据拷入PC机进行分析；

13.     多种放电停机门限：可设置蓄电池组电压、单体电压、放电时间和放电容量四种放电停止门限；放电停止，屏幕会显示停机原因，并有告警提示音；

14.     灵活的供电方式：采用交直流两种供电方式，实际应用中可任选一种；

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四、UPS生厂商专用蓄电池放电测试仪FBO-6003CT技术参数

1.         电池组电压： 300～650V  

2.         最大放电电流：30A

3.         最大充电限流：30A

4.         工作模式：可单机使用，可并机使用，可并联恒流模块使用

5.         单体电压采集：采用蓝牙无线模块，支持2V/6V/12V电池电压监测，只要总电压不超过门限，每组电池数量不限，可以同时监测多组电池单体电压，一个蓝牙无线模块监测4只单体电池

6.         控制精度：放电电流≤±0.1%；组端电压≤±0.1%；单体电压：≤±0.05%

7.         PC机通信：RS232接口

8.         数据保存容量：32组测试数据

9.         体积（mm）：628×223×372

10.     重量（Kg）：18    

福州福光-电子有限公司 销售热线：0591-83305859

五、FBO系列产品为福州福光电子有限公司自主研发、设计和生产系列蓄电池测试维护仪表等具备国际领先水平的产品。我司具有一系列蓄电池测试仪表：

全在线蓄电池放电安全节能维护系统、蓄电池电导仪、蓄电池电导测试分析管理软件、蓄电池电导在线监控系统、蓄电池组放电容量测试仪、蓄电池容量测试仪、蓄电池无线监测系统、蓄电池组智能充电设备、蓄电池组智能充电设备、智能单体电池活化仪、蓄电池单体充电器等蓄电池维护检测仪表。

 六、诚招代理商，欢迎OEM配套销售

福州福光-电子有限公司

福州福光-电子有限公司成立于1993年，注册资本1000万元，是一家专注于仪器仪表和测试维护解决方案的研究、开发、生产和销售的高新技术企业。专注于为行业客户导入或研发出更加安全、便捷、经济的仪器仪表和测试维护解决方案，产品涉及电源、传输、无线、数据、交换等各个专业，销售服务网络覆盖全国各个省份和地市，客户遍及移动、电信、联通、电力、部队、广电、铁路、石化及各企业专网等。

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三、UPS生厂商专用蓄电池放电测试仪FBO-6003CT产品功能与特点

1.         一机具有多种测试功能：在线放电、离线放电、在线充电、在线监测，满足各种测试需求；

2.         在线放电功能：被测电池组通过FBO内置假负载进行恒流放电的同时保持与电源系统的时时在线连接状。

3.         在线充电功能：放电结束后，自动启动在线充电功能，让整流器对蓄电池组充电，解决了电池组接回系统存在巨大压差的问题；

4.         市电异常智能处理功能：当放电过程中发生市电异常现象，FBO可根据客户的事先设置，使被测电池组停止对FBO内置假负载放电，转而全力保障被测电池组对电源系统的应急供电。

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6.         总线数据结构：单体电压采集和记录采用总线数据结构，单体监测数量没有限制，可以同时监测多组电池；

7.         7英寸超大触摸屏：采用超大触摸屏，可直接在屏上进行点击操作，同时配合按键操作，使操作更简单明了。放电过程中可查看所有的放电参数，并且可显示单体电压柱状图；

8.         并机扩展功能：可并接小巧的恒流扩展模块，满足更大的放电电流和充电电流的需要；

9.         放电电流自动计算功能：仪表内置电池各种小时率的放电系数，可根据电池的标称容量和用户需要的放电小时率自动计算出该组电池需要的放电电流，如果无论用户采购何种放电效率率进行*放电，电池放出的容量将会自动折算成C10容量；

10.     维护参数预设功能：仪表内置8组常用的放电参数预设，方便使用者现场放电操作，使用者也可以对内置的预设参数进行修改；

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14.     灵活的供电方式：采用交直流两种供电方式，实际应用中可任选一种；

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四、UPS生厂商专用蓄电池放电测试仪FBO-6003CT技术参数

1.         电池组电压： 300～650V  

2.         最大放电电流：30A

3.         最大充电限流：30A

4.         工作模式：可单机使用，可并机使用，可并联恒流模块使用

5.         单体电压采集：采用蓝牙无线模块，支持2V/6V/12V电池电压监测，只要总电压不超过门限，每组电池数量不限，可以同时监测多组电池单体电压，一个蓝牙无线模块监测4只单体电池

6.         控制精度：放电电流≤±0.1%；组端电压≤±0.1%；单体电压：≤±0.05%

7.         PC机通信：RS232接口

8.         数据保存容量：32组测试数据

9.         体积（mm）：628×223×372

10.     重量（Kg）：18    

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五、FBO系列产品为福州福光电子有限公司自主研发、设计和生产系列蓄电池测试维护仪表等具备国际领先水平的产品。我司具有一系列蓄电池测试仪表：

全在线蓄电池放电安全节能维护系统、蓄电池电导仪、蓄电池电导测试分析管理软件、蓄电池电导在线监控系统、蓄电池组放电容量测试仪、蓄电池容量测试仪、蓄电池无线监测系统、蓄电池组智能充电设备、蓄电池组智能充电设备、智能单体电池活化仪、蓄电池单体充电器等蓄电池维护检测仪表。

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yagaoguang 最后编辑于 2010-9-4 22:24:54

目前，国外在300MW 以上的泵和风机已普遍应用调速设备，我们国家在经过过去十几年的摸索以后，也已经认可了调速节能的意义，并在一些大功率的旋转离心设备上加装调速设备。火电厂的大功率的泵与风机到目前为止，仍然以定速为绝大多数，只有少数用户进行了调速改造。

1) 液力耦合器方面

液力耦合器采用液体传递动力，以实现调速、隔绝轴系振动，此外，液力耦合器还可以作为一个油站同时给泵和电机供油。世界上最早的液力耦合器诞生于147 年前的德国，在1989 年东西德合并以前，西方国家一直将其列入对我国禁运的产品目录，目前主要国产液力耦合器都从仿制德国福伊特(Voith)公司产品起步，虽然总体产品质量上有欠缺，但因为价格低廉，目前取得了不错的应用业绩。进口液力耦合器由于在产品可靠性方面优势明显，目前在300MW 和600MW 电厂锅炉电动给水泵用耦合器等关键位置几乎处于垄断地位，同时在其他大功率的风机、水泵等重要辅机上，由于对可靠性非常看重，进口液力耦合器也有不少应用。

2) 高压变频器方面

变频器通过对电源周波的分解和逆变，实现电机转速的调节，进而改变被驱动设备的转速。目前市场上高压变频器的品牌繁多，但在工业领域，尤其电力行业，基本为几个欧美品牌垄断，主要应用在功率相对较低的泵或者风机上。欧美国家对节能的重视比较早，因此变频器的技术发展的相对较早。变频器高效率范围比液力耦合器要宽，因此，当机组长期运行在很低的负荷时（50％负荷以下），使用变频器比液力耦合器能得到更好的节电效果。使用变频调速的设备虽然可以得到很好的节电效果，但由于高压变频器对电网可能产生谐波污染，故应选用符合现行国家标准GB/T 15543 和IEEE519 的谐波抑制标准要求的变频器。

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Profibus现场总线是作为德国国家标准和欧洲标准的现场总线标准。该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的。它采用OSI模型的物理层、数据链路层。分散化的外围设备DP 型隐去了第3 层至第7 层，而增加了直接数据连接拟合作为用户接口；现场总线信息规范FMS型则只隐去第3 至第6 层，采用了应用层。过程自动化PA 型的标准目前还处于制定中。其最大传输速率为12 Mb / s ，传输距离为100 、400m ，传输介质可以是双绞线，也可以是光
缆，最多可挂接127 个站点。FMS、DP 、PA 分别适用于不同的领域。Profibus-DP要应用于现场级，是一种高速（达12 Mb / s ）和便宜的通信连接，它被设计为自动控制系统和设备级分散的I/O之间进行通信使用。Profibus-DP是一个主站/从站（Master/Slave）总线系统，主站决定总线的数据通信，当主站得到总线控制权时，没有外界请求也可以主动发送信息。主站可以是PLC, PC等；从站为外围设备(典型的从站包括输入输出装置、阀门、驱动器和测量发送器），它们没有总线控制权，仅当接受到的信息给予确认或当主站发出请求时向它发送信息，它可以有多种网络拓扑结构：线形，星形，环形等。本文所讨论的通信接口就是基于Profibus-DP的。

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通信的类型如果按信号的传送方式来划分，可分为模拟通信和数字通信两大类。

所谓模拟通信― 它能连续地、正确地表示一个量，由于它是时间的连续函数，因此它需要无穷多个值。如语言信号、电视图象等。

所谓数字通信― 它是离散地、阶跃地、近拟地表示一个量，由于它不直接与信息相对应，因此它只需具有有限个值，如电报信号，运算指令等。

数字信号比模拟信号有着不可比拟的优点（本文后面叙述），因此得到了飞速的发展和广泛的应用。

宝钢电厂七十年代末从日本引进的数字微波通信装置，当时在国内是最先进的技术，进入八十年代中后期，我国的华东电网、东北电网都相继引进了数字微波接力通信。

数字微波是以PCM 为终端的微波数字通信，把PCM 信号调制到微波频段，然后通过高频发信机和天线发射出去。


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随着现代化工业生产对钢材需求量的日益增加，连铸生产能力已经成为衡量一个国家冶金工业发展水平的重要指标之一。近十几年来，水平连铸由于具有投资少、铸坯直、见效快等多方面的优点，国内许多钢铁企业利用水平连铸机来浇铸特种合金钢，发挥了其独特的优势并取得了较好的经济效益[1.2].

采用水平连铸机浇铸特种合金钢时，由于拉坯机是水平连铸系统中的关键设备之一，拉坯机及其控制性能的好坏直接影响着连铸坯的质量，因此，连铸的拉坯技术便成为整个水平连铸技术的核心。由于钢的冶炼过程是在高温下进行的，钢水温度的变化又容易影响铸坯的质量和成材率，因此，如何能在高温环境下控
制好与铸坯速度相关的参数(拉、推程量，中停时间和拉坯频率等)对于确保连铸作业的进一步高效化，延长系统的连续作业时间十分关键。因此，拉坯辊速度控制技术是连铸生产过程控制领域中的关键技术之一[3].


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一、前言

计算机控制系统与一般数据处理系统有着明显的不同，为了成功地控制它操作的环境（受控设备），它必须对环境的变化迅速地给予响应，这就是实时性．这个特性通常用系统的响应时间来度量．响应时间是系统为了反应它的环境的变化所占用的时间[1]．由于环境状态变化的信息通过中断或检测进入计算机后，需先排队等待，然后调度和处理，因此响应时间是等待时间和处理时间之和．为了增加系统的处理能力或降低建造费用，要设法提高系统的实时性，这在使用微机控制时尤为重要．下面叙述从软件上提高实时性的一个策略．

二、实时任务调度问题

系统一般控制多台设备，当它们几乎同时输入信息时，若顺次逐个处理，则处理后面的信息的时延会超出允许范围，从而引起故障．这就可能成为计算机处理任务的“瓶颈口”.

为了解决这一问题，引进‘准实时，概念[2]，将每一个任务再细分为若干子任务，它们是任务中紧急程度近似且相对独立的工作部分．不同的子任务紧急程度不同，最紧急的称为‘实时的’，而其他的统称为‘准实时的’，且可根据紧急程度而赋予不同的优先权．

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随着计算机技术以及网络技术的发展, 计算机技术在工业控制系统中得到了广泛的应用, 形成了计算机控制系统。采用计算机控制系统技术将有利于生产过程的监视、管理以及可靠性。但目前在工业控制领域, 控制系统价格普遍昂贵并且规模较大, 如西门子和霍尼威尔的集散式控制系统。小规模的生产过程却缺乏一套功能完善、可靠稳定和技术先进的小型计算机控制系统。

本系统针对目前这一现象, 以中小规模应用为重点, 采用Linux 操作系统和现场总线Modbus 技术、功能强大的智能I/O模块、在线实时控制策略技术, 系统具有控制及人机界面易于编程、可移植性好、可扩展性强、价格较低等优点。同时采用了嵌入式技术, 因而具有性能可靠、低功耗和体积小等特点[ 1] ;在硬件和软件的设计上, 采用了模块化和层次化的设计, 因此系统有很好的灵活性和扩展性; 操作系统使用Linux, 故可以利用其高可靠性的内核以及丰富的软件资源。值得一提的是, 本系统具有自动组态的功能, 即在启动过程中可以自动完成系统硬件的配置以及相关参数的设定。

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EFCS系统将原先各自独立运行的6KV/10KV中压系统及400V低压系统中种类和数量众多的继电保护装置、测控装置、自动装置等通过现场总线或以太网联结起来构成系统，一方面，实现了与DCS系统的通信方式的信息交换，大大减少了DCS的测点投资和硬接线方式下的电缆投资，另一方面，通过网络和后台软件，实现了电气系统的协调控制、故障分析和运行管理，提高了整个发电厂的自动控制水平和运行管理水平。

2. EFCS的发展历程

发电厂电气自动化系统或产品可以分成以下几个主要部分：

l 发变组保护：含发电机保护、变压器（含主变、高厂变、高备变）保护，在大中型机组中，通常以发电机－变压器组保护或发电机－变压器－线路组保护的形式出现。

l 发电机励磁调节系统（AVR）：含励磁调节装置、功率单元、机端变等。

l 发电厂升压站网络监控系统（NCS）：含高压线路保护、母线保护、低压线路保护测控装置、后台监控系统、“五防”、RTU等。

l 发电厂厂用电气自动化系统（EFCS）：含厂用中压6KV/10KV和低压400V系统的保护测控装置、安全自动装置、网络通信及后台监控应用系统。

l 其他电气设备和系统：如直流电源、UPS等的控制系统。

发变组保护装置、励磁调节装置是发电机组最重要的自动化设备之一，由于其很高的专业性和重要性，传统上作为独立的子系统设计和运行，目前普遍采用嵌入式软硬件开发实现，系统对外留有通信接口；升压站的作用是将发电机发出的电升高电压后输送入电网，因此网控系统（NCS）的主要作用是实现升压站运行控制的自动化，与电网中普通变电站的综合自动化系统很相似，由于近年来变电站综合自动化系统技术发展很快，网控系统得益于此，基本与之同步发展。

发电厂厂用电气自动化系统（EFCS）是近年来随着网络通信和软件技术的发展而演变而来的一个新的综合自动化系统。总所周知，发电厂厂用电气二次系统包含众多的控制设备，这些设备的显著特点是可靠性要求高、功能配置专业化、安装位置分散。长期以来，厂用电气控制设备一直是独立运行的，控制难以协调、信息难以共享，也不存在实际意义上的系统。从二十世纪90年代初期开始，厂用电气自动化产品经历了一个重要的历史过程，在这一过程中，大部分设备完成了从集成电路型向微机型，或直接从晶体管型和电磁型向微机型的升级换代，实现了厂用电气自动化的一次飞跃。但随后，自1998年左右，围绕其下一步的发展目标，在行业内引起了严重的分歧，一种观点认为电气系统应仍以常规硬结线方式接入DCS系统，电气二次设备维持分立状态，甚至认为可扩展DCS功能，在DCS中直接实现电气二次设备的功能；另一种观点认为应利用现场总线和网络对电气二次设备进行联网，一方面以通信方式接入DCS系统，以节省包括DCS在内的综合投资，一方面组建电气后台应用系统，提升电气系统的运行管理水平。

传统DCS技术应用于厂用电气自动化系统时，存在着以下的障碍：

① 在电气自动化系统中，电气系统的电流电压等早已实现了直接交流采样，精度高、速度快、数字化；而DCS对电压电流等需要通过变送器转换后接入DCS，二次接线复杂，造价高，抗干扰性能差；

② 电气暂态过程快，继电保护、厂用电快速切换等通常要求处理的时间为毫秒级，而DCS的反应时间通常为秒级。

③ DCS是论“点”收费的，对一个信息“点”，如温度、压力或电流量，一方面需要提供一路专用电缆芯，上万个点就要上万路芯线，既耗费大量控制电缆，又浪费大量空间、施工时间；另一方面，在DCS设备中，设备卡件也是按“点”收费。而电气自动化系统中，一根通信电缆可以传送成百上千个“点”。

④ 由于DCS对电气测点的限制，使电气系统的许多应用功能无法实现，如故障诊断、故障分析、经济性分析、定值管理等。从而无法提升电气系统的运行管理水平。

近年来，以现场总线、工业以太网为代表的网络通信技术在变电站综合自动化系统的成功应用，以及DCS系统硬接线方式缺点的逐步暴露，使得全面提高厂用电气系统自动化水平的呼声越来越高。从2000年以来，国内国外一些电力自动化设备制造厂家和电力规划、设计和使用和试验部门一起积极探索，提出了多种EFCS方案，并在一些电厂进行了试验，积累了宝贵的经验。这些方案的共同特点是：厂用电气自动化设备通过现场总线联网；电气系统与DCS间采用通信加部分硬接线方式进行联系以减少电缆数量；建立电气后台系统，规划并逐步开发各种应用软件。

目前各种温度控制仪表最常用的控制技术是数字PID 控制技术，并且被控温度系统的模型或者结构在运行过程中常常发生变化，如果不调整控制器参数就难以达到良好的控制效果。调整PID 参数是一个复杂的过程，需要相当的经验。模糊自适应PID 控制可以在控制过程中对不确定的条件、参数、延迟和干扰等因素进行检测分析，采用模糊推理的方式能实现PID 参数的在线自调整，不仅使得温度控制仪表使用更方便，而且提高了控制精度。同时，虽然现在许多温度控制仪表都具有RS232 串行通信接口，能通过串行方式与PC 机或其他设备进行通信，但是这种一对一的通信方式不能应用于目前发展较快的总线式控制系统，难以适应工业生产的要求。PROFIBUS 是目前世界上使用最广泛的现场总线协议之一，占有巨大的市场份额。因此设计开发具有先进控制算法、具有PROFIBUS-DP 接口的智能温度控制仪表从站就具有一定的理论意义和实际意义。

1 系统硬件设计

将温度控制仪表设计为PROFIBUS-DP 总线系统的一个从站，其结构框图如图1 所示，主要由SPC3 通信板和温控仪表主板两部分组成。SPC3 是德国SIEMENS 公司的专用协议转换芯片，内部集成了DP 协议中FDL 层，能够承担通信部分的微处理器负载，可独立完成全部PROFIBUS-DP 通信功能。INTEL 微处理器80C32 的主要任务是采集数据、完成温度控制，同时组织采集到的现场数据并通过SPC3 发给主站，并根据SPC3 产生的中断对SPC3接收到的主站发出的输出数据转存。

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里卡提方程的求解对于LQ 控制问题来说是至关重要的[1-4]．在文献[5.6]中，分别提出了离散时间和连续时间情况下LQ 控制代数里卡提方程的迭代求解方法，并指出还可分别求解一个逆向时间的里卡提方程．同时又对于连续时间情况提出了当△t选得非常小时不发生严重舍入误差的ZN类的算法．进而在文献[7]中发现，LQ 控制与结构力学中的串连式子结构的理论[8]，以及柱形域椭圆型偏微分方程半解析法的理论与方法[9]，是可以互相模拟的．这就给不同学科与最优控制互相渗透提供了条件与途径．

依照文献[7]中提出的一一对应关系，本文模拟结构力学的方法，首先推导了在非定常情况下其消元算法的公式．这些公式可以对定常时迭代算法的收敛解，即代数里卡提方程的解提供了证明．对于连续时间有限区段具有的混合能的分块子矩阵Q2, G2及I2, 可以由消元算法的公式，建立其微分方程．常用的Riccati 方程只是其中之一.本文可以求出在区段长△t很小时这些分块子矩阵的级数展开式．对于△t区段采用高次近似会加速里卡提方程的2N算法的收敛性．

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LW18-35型SF6型断路器从1998 年在昌吉局开始使用至今，暴露出了诸多问题，给变电站的安全生产运行造成了严重隐患，增加了检修运行维护费用和工作强度。LW18 一35 型SF6型断路器在运行中暴露的问题主要有以下几点。

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LM5021 采用SOP-8 和DIP-8 封装，引脚排列如图1 所示，各个引脚的功能如下：

COMP：PWM 控制输入端，COMP 端内部接一只5kQ 电阻器上拉到5V 电源。由输出反馈电压经光耦隔离后控制。

VIN：内部偏置电路输入端，该端输入电压达到阈值后启动内部调节器。该引脚被内部齐纳二极管箝位在36V。

VCC：内部偏置电路输出端。该端与GND 之间必须接1 只电容器。其输出电压通常为8.5V。

OUT：PWM 控制输出端。该端接：MOSFET 的驱动极。

GND：公共地。

CS：电流监测端。该端用于电流模式控制采样信号并起监测过流信号作用。

RT/SYNC：时钟信号输入端。该端与GND 之间外接1 只电阻器来设定内部晶振频率。也可直接输入外部时钟脉冲信号。

SS：软启动或“打嗝”工作模式定时输入。该端与GND 之间外接的电容器决定软启动时间和“打嗝”工作模式重启动频率。
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由于多变量系统内部的藕合作用以及参数的复杂性，使其控制问题成为控制理论和控制工程研究的重点和难点问题．将应用最广泛的PID 控制器和具有学习功能的神经元网络相结合，是智能控制研究的一个新的着眼点，已经有不少研究结果[1-9]．但目前的研究仅局限于采用神经元网络辅助选取或修改传统PID 控制器的p , I , D 参数，且仅局限于在单变量系统的控制方面．

PID 神经元网络（PID Neural Network ）是将PID 控制规律融进神经元网络之中构成的．PID 神经元网络属于多层前向神经元网络的范畴，但它与一般多层前向神经元网络有所不同，一般多层前向神经元网络中的全部神经元的输入一输出特性都是相同的和静态的，而PID 神经元网络的隐含层是由作者提出的比例元、积分元和微分元组成的，是一种动态前向网络，更适合于系统控制；一般多层前向神经元网络的隐层神经元个数、连接权初值是随机确定的，在其控制下的系统稳定性得不到保证，控制系统初始不稳定，网络的收敛性失去了基础，这是很多神经元网络控制系统不能实用的原因之一而PID 神经元网络的各层神经元个数、连接方式、连接权初值是按PID 控制规律的基本原则和已有经验确定的，保证了系统稳定和参数的迅速收敛．

本文将在给出PID 神经元网络多变量控制器结构和算法的基础上，着重分析和证明PID 神经元网络多变量控制系统的收敛性和稳定性，最后给出其进行解祸控制的仿真实例和结论．

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1　系统规模

杭州绿能环保发电有限公司垃圾焚烧电厂的最终规模为包括6台杭州锅炉厂引进日本三菱重工技术制造的150 t/h垃圾焚烧炉和2台杭州汽轮机厂的6MW纯冷凝汽轮机发电机组及除氧给水系统、化水系统、水工系统等辅助系统。电厂的DCS系统采用了北京和利时公司的HOLLiAS2MACS II系统,其中的关键设备———垃圾焚烧锅炉的马丁炉排及燃烧参数控制PLC系统由日本三菱公司提供。

2　控制系统的选择

根据垃圾焚烧电厂控制系统的规模以及要求达到的控制水平,选用了一个基于TCP / IP协议的以太网开放型的DCS系统。由于垃圾焚烧电厂存在垃圾坑、渣坑等这样的特殊建筑,电缆进出主厂房的通道极其狭小,布线和线缆维护困难,另外测点相对分散,本工程采用Profibus2DP现场总线有效地解决了这些问题,同时减少了自控工程的造价。通过Profibus2DP现场总线联接的现场控制设备主要包括以下几项。

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     随着火力发电厂建设规模的不断扩大，电厂自动化水平的不断提高，对电厂的生产运行和管理提出了更高的要求，为实现电厂全面的信息化管理，大型火力发电厂基本上都逐步建立了电厂管理信息系统，通过各子系统提供丰富的实时和非实时的现场信息，对各系统状况和设备运行情况作出分析与故障预警，以提高电厂管理效率和决策正确性，使电厂实现全厂管理控制一体化。理想的火力发电厂管理控制应分为三层网络结构:上层网络为厂级自动化管理信息的高速以太网，中间网络为生产过程自动化网络，底层网络是各子系统之间的现场总线网络。根据电厂生产、管理等各环节的特点，火力发电厂自动化管理信息系统是划分成若干个子系统，子系统是按功能来划分的，与电厂管理体制相适应。子系统的划分遵循的原则:一是逻辑相对独立，每个子系统能独立完成某方面的管理功能;二是子系统内部各模块之间的联系程度大，而与其它子系统之间的联系程度小。

    随着电气自动化和现场总线技术的迅速发展，专用的电气装置和就地测控设备均己智能化，普遍采用交流采样技术，同时还具备通信接口传送信息的能力，因此电气系统的智能化、网络化己经成为发展趋势。发电厂电气监控管理系统 (简称ECMS)是在智能化和网络化的电气设备的基础上，采用大量现场总线通信技术实现的电气自动化产品，它的出现势必会对火力发电厂现有的计算机网络监控系统产生很大的影响，本文将对发电厂电气监控系统的设计范围、功能定位和与其它监控系统的关系等方面进行分析和探讨。

一、现场总线控制系统的特点

    开放性、分散化和低成木是现场总线最显著的三大特征

1.1 系统的开放性

    目前，火力发电厂中单元机组控制普遍采用的是分散控制系统(简称DCS)，其网络结构基本上是封闭式结构，其它厂家的智能设备很难接入。而现场总线系统是采用开放性分层分布式网络结构，将各控制器节点下放分散到现场，监控功能进一步分散到智能现场设备，构成一种彻底的、分布式控制体系结构，网络拓扑结构任意，可为总线形、星形、环形等，通信介质不受限制，可用双绞线、同轴电缆、光纤电缆等各种形式。采用现场总线控制系统可以减轻主机的工作负担。

1.2 系统的分散性

    现场总线系统彻底的分散性意味着系统具有较高的可靠性和灵活性，系统很容易进行重组和扩建，通过使用现场总线对现场设备进行调试、校验等工作，系统易于维护，可以减少维修人员，降低劳动强度。

1.3 系统的低成本

    衡量一套控制系统的总体成本，不仅考虑其造价，还应该考虑控制系统从安装调试到运行维护整个生产周期内的总投入。相对DCS而言，现场总线系统开放的体系结构和OEM技术将大大缩短开发周期，降低开发成本，且彻底分散的分布式结构将1对1模拟信号传输方式变为l对N的数字信号传输方式，节省了模拟信号传输过程中大量的A/D、D/A转换装置、布线安装成本和维护费用。因此从总体上来看，现场总线系统的成本大大低于DCS的成本。

二、火力发电厂电气控制系统现状

    火力发电厂单元机组被控对象众多，按发电厂负荷性质可划分为工艺负荷和电气负荷。工艺负荷主要是指各类电动机，包括中压电动机和低压电动机，以及就地传感器和热工仪表。电气负荷主要包括主变压器、高压厂用变压器、起动/备用变压器、厂用线路、低压厂用变压器、低压厂用电源等;以及独立的电气智能装置，包括发电机励磁装置、同期装置、中压厂用电源快切装置、低压电源备用自投装置、综合保护装置等。当前火力发电厂普遍是以DCS系统作为单元机组的主要控制系统，现场级设备主要采用传统的模拟量和开关量信号，即采用1对1模拟或二进制信号传输方式，即每个测点经硬接线接至DCS系统I/0卡件，生产过程的监控到达I/0子系统。DCS系统可以满足运行人员基本的控制操作要求，可替代原来的发电机控制台和厂用系统控制盘，实现单元机组炉、机、电操作手段统一。但随着电力生产企业信息化管理的发展，很多发电公司投入大量的资金构建电厂实时监控系统(SIS)和电厂信息管理系统(MIS)，以实现对设备维护和设备管理的智能化和信息化。如果现场级的设备依然采用传统的方式接入控制系统I/0子系统，MIS和SIS系统无疑成为"无源之水"，其作用将会大打折扣。

    在己投运的发电厂中，对单元机组电气设备的监控主要采用两种方式:一是硬接线和现场总线相结合方案，即所有断路器的控制指令及参与连锁所需要的位置状态经硬接线送至DCS的DO、D1卡件;而回路的电流、电压量、保护动作及报警信号则以现场总线通信方式传送，经ECMS系统通信管理机汇总后送入相应的DCS-DPU通信接口。在实际应用中，该方案各方比较容易接受，电厂应用较多。虽然ECMS系统具备对就地电气设备进行控制功能，但在正常运行时，该功能被闭锁，就地电气设备仍需要通过硬接线实现DCS系统监控，且经现场总线通信传送的电气信息没有送到控制室，运行人员无法看到，使ECMS系统没有充分发挥出应有的作用;二是完全现场总线方案，该方案的设计思想是希望将ECMS系统与DCS系统完全融合，实现无缝连接。ECMS系统通信管理机是按电厂工艺过程配置，参与工艺联锁控制的通信管理机与相应的DCS-DPU一对一进行通信，对于不参与工艺联锁的电气信息，通过电气站控层的通信网关接入DCS。该方案在云南宣威电厂六期(2×3OOMW机组)、云南巡检司电厂(2×135MW机组)等少数电厂己投入运行。从厂家提供的测试数据来看:电气监控系统通讯接入DCS的实时性能大体达到火电厂监控实时性的技术要求指标，但为保证实时性和可靠性，DCS系统仍保留部分硬接线。从技术上分析:该方案利用DCS-DPU串口通信和以太网通信方式与电气就地智能装置实现双向通信，由于通信实时性要求，ECMS系统通信管理机需要与DCS-DPU对应配置，导致通信管理机数量庞大，就地通信系统结构复杂，接口环节多，网络通信信息量大，各方配合调试工作量大。对于DCS系统来说，对外通信不是它的强项，大量的电气信息通过通信串口和网络传输引起通讯接口软、硬件配置问题以及网络结构问题等，对DCS系统和ECMS系统的可靠性均产生不利影响。由于机炉过程控制对象多，设备间相互关系紧密，操作频繁，逻辑运算复杂，采用全通信方式需要冒一定的技术风险。因此，后续工程能够采用此方案的不多。

镇海联合发电厂及温州龙湾燃机电站正在建设的300 MW 燃气一蒸汽联合循环机组是目前国内容量最大的联合循环机组。其中燃气轮机都为美国GE 公司生产的PG9171E型燃机，控制和保护系统为该公司设计生产的Speedtronic Mark V系统。

众所周知，由于材料的原因，燃气轮机燃烧室的出口温度（透平进气温度）是限制燃机功率增大的主要因素。在燃机运行时，必须控制燃烧室的出口温度不能超过设定值，以保证透平部件的热应力在允许范围之内。由于实际上不可能侧量得到燃烧室的出口温度，因此只能根据透平的热力特性，通过测量并控制透平的排气温度来间接地控制燃烧室的出口温度.在机组简单循环运行时，透平排气温度的控制最终通过调节送入燃烧室的燃油流量来实现。

PG9171E型燃机设计有14个燃烧室，沿抽线呈环行布置。由于燃油管道及雾化冷却效果等因素影响，机组运行时各个燃烧室的燃烧情况会有所不同，相应的各个燃烧室的出口温度也有差别，这个差别可在透平排气温度的不均匀性中体现出来。燃烧监视的功能就是通过监视透平排气温度离散度的变化来保护机组，避免在燃烧异常情况下损坏机组热通道部件。

从镇海和温州燃机的调试及运行情况看，运行中出现的主要问题50 ％以上和燃油系统有关，其中就包括透平排气温度超温跳机或透平排气温度离散度高跳机。
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