[发明专利]分散控制系统控制器实时性能测试方法

摘要

本发明介绍了一种分散控制系统控制器实时性能测试方法，该方法包括以下步骤：（1）测试组态；（2）处理周期实际测试；（3）计算出实际处理周期；（4）计算出控制器实时性能指标：β1的值和β2的值越是分别接近1，而β3的值和β4的值越是分别接近0时，表明所测试的分散控制系统控制器的实时性能越好；反之，表明所测试的分散控制系统控制器的实时性能越差。使用本方法，1、能够通过试验的方式对分散控制系统控制器的处理周期进行实际测试；2、本方法所建立的分散控制系统控制器实时性能指标能够对分散控制系统控制器的实时性能进行有效而全面的评价。

主权项

1.一种分散控制系统控制器实时性能测试方法，该方法包括以下步骤：（1）测试组态：在待测试分散控制系统的控制器中，利用该分散控制系统所配备的专用组态软件，配置一个累加器，使分散控制系统的输出，在经过每一控制器处理周期之时，按累加值C进行迭加，根据实际需要调整累加值C，累加值C的设定调整范围设在5～10%物理量程之间，当累加值C调整至小于设定累加值C的最小值时，所述累加器输出的变化趋势不明显，测得的控制器处理周期数增加；当累加值C调整至大于设定累加值C的最大值时，所述累加器输出的变化趋势明显，测得的控制器处理周期数减少，使用常规方法，通过上述组态软件将所述累加器的输出通道转换为待测试控制器的模拟量输出通道；（2）处理周期实际测试：在上述待测试分散控制系统的控制器中，利用该分散控制系统所配备的专用组态软件，配置一台高速数据采样装置，将该装置与步骤（1）所配置的待测试控制器的模拟量输出通道联接，利用待测分散控制系统所配备的专用组态软件启动步骤（1）所配置的累加器，所述所配置之高速数据采样装置记录所述待测试控制器的模拟量输出通道的电压值的变化或电流值的变化，得到所述待测试分散控制系统的控制器的模拟量输出通道的电压值变化阶梯曲线，或所述待测试分散控制系统的控制器的模拟量输出通道的电流值变化阶梯曲线；（3）计算出实际处理周期：依据步骤（2）所得待测试分散控制系统的控制器的模拟量输出通道的电压值变化阶梯曲线，或待测试分散控制系统的控制器的模拟量输出通道的电流值变化阶梯曲线，得到每一级阶梯所对应的宽度T_i和高度C_i，所述宽度T_i代表步骤（2）中的阶梯曲线上，通过实际测试得到的控制器的第i个处理周期，所述高度C_i代表步骤（2）中所述的待测试分散控制系统的控制器的模拟量输出通道的电压值变化阶梯曲线上，或所述待测试分散控制系统的控制器的模拟量输出通道的电流值变化阶梯曲线上，通过实际测试得到的第i级阶梯对应的控制器模拟量输出增幅，运用下述式(1)计算上述控制器的实测平均处理周期：T‾=1NΣi=1NTi---(1)]]>式（1）中，表示控制器的实测平均周期；N表示步骤（2）中阶梯上升曲线所包含的阶梯级数，运用下述式(2)计算控制器的实测模拟量输出增幅的平均值：C‾=1NΣi=1NCi---(2)]]>式（2）中，表示控制器的实测模拟量输出增幅的平均值，用上述控制器的实测平均周期代表控制器的实际处理周期；（4）计算出控制器实时性能指标：建立用于评估控制器实时性能的指标体系：设β₁为处理周期稳态指标，用于评估实际处理周期与处理周期设计值T_S的偏差，该偏差的计算如下述式(3)：β1=T‾Ts---(3)]]>式（3）中，表示控制器的实测平均周期，设β₂为控制器实时精度稳态指标，用于评估步骤（3）中控制器的实测模拟量输出增幅的平均值与步骤（1）中的累加值C的偏差，该偏差的计算如下述式(4)：β2=C‾C---(4)]]>设β₃为处理周期动态指标，用于评估实际处理周期的变化，该变化的计算如下述式(5)：β3=1N-1Σi=1N(TiTs-1)2---(5)]]>式（5）中，T_i表示步骤（2）中的阶梯曲线上通过实际测试得到的控制器的第i个处理周期；N表示步骤（2）所得阶梯上升曲线包含的阶梯级数之和，设β₄为控制器实时精度动态指标，用于评估变化过程中控制输出的精度变化，该变化的计算如下述式(6)：β4=1N-1Σi=1N(CiC-1)2---(6)]]>式（6）中，C_i表示步骤（2）中的阶梯曲线上通过实际测试得到的第i级阶梯对应的控制器模拟量输出增幅，依次按照上述式（3）、式（4）、式（5）、式（6）分别计算出β₁、β₂、β₃、β₄的值，当步骤（4）所得β₁的值和β₂的值越是分别接近1，而β₃的值和β₄的值越是分别接近0时，表明所测试的分散控制系统控制器的实时性能越好；反之，则表明所测试的分散控制系统控制器的实时性能越差。