专利名称：一种成组同态设备的动态均衡控制方法及控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及成组设备系统领域，特别涉及一种成组同态设备的动态均衡控制方 法及控制系统。
背景技术：
成组设备，即利用多台设备组成一组来控制同一个目标值。例如，如图1所 示，利用3台电机来控制同一水槽的液位，当液位达到LO时，开一台电机优先级1(优 先级最高)；当液位达到Ll时，开两台电机优先级I和优先级II;当液位达到L2时， 开三台电机优先级I、优先级II和优先级III。当液位降到L2'时，停一台电机优先 级III (优先级最低)；当液位降到Ll'时，停两台电机优先级II和优先级III;当液位 降到LO'时停三台电机优先级I、优先级II和优先级III。
同态设备，是指在成组设备中，所有设备的功能、地位和作用都是同等的，可 以互为替换。
目前存在三种成组同态设备控制的方案
第1种方案如图2所示，电机的设备号与设备启动的优先级是固定的一一对应 关系。即，当液位^LO时，控制系统自动启动“1号电机”；当液位^Ll时，自动启动“2号电机”；当液位2L2时，自动启动“3号电机”。当液位时，自动停止“3 号电机”；当液位时，自动停止“2号电机”；当液位让0'时，自动停止“1号 电机”。
方案1的弊端是(1)由被控对象变化而发出的启、停信号与电机的设备号固定 对应，越是运行时间长的电机越是后停，遵循后开先停的原则，导致有些设备运行时间 长，有些设备运行时间短，所以运行组内电机的运行时间极不均衡。( 如果被控对象 的变化在某个区间波动，运行在该区间上的电机就会频繁启动而有些设备有可能一直闲 置，从而各电机的运行负荷不均衡。
第2种方案，如图3所示，电机的设备号与设备启动的优先级的对应关系是人工 通过操作画面选定的，可以任意切换改变。采用人为指定设备优先级的控制方式只限于 成组中设备台数不多的情况，而且其优先级也并非根据设备的运行状态而定，是由人为 设定的，不具有动态均衡控制。例如，在操作画面上人工选择“优先级I”设备为“3 号电机”、“优先级II”设备为“2号电机”、“优先级III”设备为“1号电机”，则 在液位从LO上升到L2时，系统依次启动“3号电机”、“2号电机”、“1号电机”。 如果，在操作画面上人工选择“优先级I”设备为“2号电机”、“优先级II”设备为“1号电机”、“优先级III”设备为“3号电机”，则在液位从LO上升到L2时，系统 以此启动“2号电机”、“1号电机”、“3号电机”。这样，可以在操作画面上人工切 换设备运行的优先级，打破了方案1的固定对应关系。
较之方案1中的设备运行顺序与设备号的固定的对应关系，方案2的优点是可以 人工的调整设备运行顺序与设备号的对应关系，但是其弊端是运行的均衡性受到人工任意切换的制约，无法达到自动的动态均衡要求。
第3种方案，该方案是一名称为转炉除尘烟道冷却风机运行均衡控制方法，公 开号为CN101275173的专利申请，如图4所示，电机的设备号与设备启动的优先级的对 应关系是根据电机选定自动模式的时间顺序确定。系统根据电机运行状况分为两个队 列待机队列和运行队列。电机初始队列号的生成原则电机组运行前，初始队列号 在每个电机选定自动模式时生成。电机的队列号根据电机选定自动模式的时间顺序由小 到大排队。当被控对象达到某设定值时，需要启动电机，从队列中待机状态的最小队列 号开始依次启动队列中的电机直至队尾，并且电机进入运行状态；当需停止电机时，从 运行队列的队头将运行电机停止并进入队列的队尾成为新的队尾，并且电机进入待机状 态。
方案3虽然是采用先开先停的原则进行自动控制，但是各电机的运行效果也只 是达到相对均衡。其弊端是采用设备选定自动模式的设定时间顺序由小到大排列来先后 控制不同设备的运行，即是根据人为的设定时间先后来控制设备的，这其实类似于方案 2，也是一种静态的均衡控制，其运行的均衡性受到人工设定的制约。发明内容
本发明的目的是提供一种成组同态设备的动态均衡控制方法及控制系统，其能 实现成组同态设备的动态均衡控制。
本发明提供一种成组同态设备的动态均衡控制方法，所述方法通过控制所述设 备来实现被控对象值的变化，包括以下步骤
1.1、根据被控对象值的变化将其划分为包括上升区间和下降区间的若干区间， 并设定所述上升区间和下降区间所匹配的需要启动设备的数量；
1.2、实时采集所述设备的运行状态数据以及所述被控对象值数据，将所述设备 分为待机组和运行组；
1.3、根据所述采集的被控对象值的变化判断其运行状态，若为上升状态则获取 其对应的所述上升区间所匹配的需要启动设备的数量，若为下降状态则获取其对应的所 述下降区间所匹配的需要启动设备的数量；
1.4、比较所述需要启动设备的数量与运行组中已运行设备的数量，比较结果若 为大于则启动所述待机组中相应的设备，若为小于则停止所述运行组中相应的设备。
所述方法还包括建立综合时间因素模型的步骤
根据采集的所述设备运行状态数据，计算所述各设备的运行时间累计值和停止 时间累计值；
建立以相应权重的运行时间累计值和停止时间累计值为输入量的综合时间因素 模型；
通过所述综合时间因素模型实时输出各设备的综合时间因素值；
所述步骤1.4中的比较结果若为大于则启动所述待机组中综合时间因素值最小的 设备，若为小于则停止所述运行组中综合时间因素最大的设备。
所述建立的综合时间因素模型为
M1 = α T1- β t1
其中，M1为综合时间因素值，T1为运行时间累计值，h为停止时间累计值， α、β分别为预先设定的运行时间累计值T1和停止时间累计值A的权重值，O^c^l，
所述方法还包括故障判断步骤若接收到设备故障信号，则将故障设备从待机 组或运行组中划出，停止其运行时间的累积并开始其停止时间的累计。
所述步骤1.3中的被控对象值的运行状态的判断步骤为
获取当前的所述被控对象值；
比较当前的所述被控对象值和上一时间的被控对象值；
若比较结果为大于则判断所述设备运行状态为上升状态；
若比较结果为小于则判断所述设备运行状态为下降状态。
另一方面，本发明还提供一种成组同态设备的动态均衡控制系统，所述系统通 过控制所述设备来实现被控对象值的变化，包括
设定装置，用以根据被控对象值的变化将其划分为包括上升区间和下降区间的 若干区间，并设定所述上升区间和下降区间所匹配的需要启动设备的数量；
控制装置，进一步包括，
信号采集单元，实时采集所述设备的运行状态数据以及所述被控对象值数据， 将所述设备分为待机组和运行组；
主控单元，用以根据所述采集的被控对象值的变化判断其运行状态，若为上升 状态则获取其对应的所述上升区间所匹配的需要启动设备的数量，若为下降状态则获取 其对应的所述下降区间所匹配的需要启动设备的数量；还用以比较所述需要启动设备的 数量与运行组中已运行设备的数量，并根据比较结果输出控制信号；
信号输出单元，用以当所述主控单元输出的比较结果为大于时，向所述待机组 中相应的设备输出启动指令；输出的比较结果为小于时，用以向所述运行组中相应的设 备输出停止指令；
显示装置，用以显示所述设备的运行状态数据以及被控对象值数据。
所述控制装置还包括计算单元，其进一步包括以下3个模块
根据采集的所述设备运行状态数据，计算所述各设备的运行时间累计值和停止 时间累计值的模块；
建立以相应权重的运行时间累计值和停止时间累计值为输入量的综合时间因素 模型的模块，以及，
通过所述综合时间因素模型实时输出各设备的综合时间因素值的模块；
相应的，所述主控单元输出的比较结果为大于时，所述信号输出单元向所述待 机组中综合时间因素值最小的设备输出启动指令；所述主控单元输出的比较结果为小于 时，所述信号输出单元向所述运行组中综合时间因素最大的设备输出停止指令。
所述综合时间因素模型为
M1 = α T1- β t!
其中，M1为综合时间因素值，T1为运行时间累计值，h为停止时间累计值， α、β分别为预先设定的运行时间累计值T1和停止时间累计值A的权重值，O^c^l，6
所述控制装置还包括故障判定单元，用以当接收到设备故障信号时，将故障设 备从待机组或运行组中划出，停止其运行时间的累积并开始其停止时间的累计。
所述主控单元包括运行状态判定模块，所述运行状态判定模块进一步包括
获取当前的所述被控对象值的模块；
比较当前的所述被控对象值和上一时间的被控对象值的模块；
若比较结果为大于则判断所述设备运行状态为上升状态，若比较结果为小于则 判断所述设备运行状态为下降状态的模块。
采用本发明所述的一种成组同态设备的动态均衡控制方法及控制系统，其首先 设定被控对象值的上升区间和下降区间及其匹配的需要启动设备的数量，然后实时采集 所述设备的运行状态数据以及所述被控对象值数据，结合所述被控对象值的运行状态， 比较所述需要启动设备的数量与已运行设备的数量，比较结果若为大于则启动处于待机 中的设备，若为小于则停止处入运行中的设备。本发明以设备的实际的运行状态为依 据，自动动态的调整设备运行的优先级，使设备在运行中达到了动态均衡，解决了传统 技术中设备的“后开先停”的不合理负荷安排，提高了设备的利用率以及使用寿命，减 少了故障率。
图1是成组设备控制系统的示意图2是目前技术中方案1的示意图3是目前技术中方案2的示意图4是目前技术中方案3的示意图5是本发明所述方法主流程图6是本发明所述方法一实施例的流程图7是本发明的所述系统的原理框图8是本发明一实施例中被控对象值的划分区间及设备数量示意图9是本发明另一实施例中被控对象值的划分区间及设备数量示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
参见图5，图5为本发明所述的一种成组同态设备的动态均衡控制方法100，所 述方法100通过控制所述设备来实现被控对象值的变化，包括以下步骤101、102、103、 104，下面对这些步骤进行描述
101、根据被控对象值的变化将其划分为包括上升区间和下降区间的若干区间， 并设定所述上升区间和下降区间所匹配的需要启动设备的数量。
参见图8，作为一实施例，根据AOD (氩氧脱碳)转炉熔炼时的工艺要求，从炉 口排出的一次高温含尘烟气，经汽化烟道系统冷却至620°C，为了将进入布袋除尘器的烟 气温度控制在320°C左右，需在强制吹风冷却器内进行进一步的强制冷却，冷却器采用四 台风机进行冷却。
根据被控对象的变化将对象值划分成若干个区间，在各个区间都定义了要投入运行的电机数量；区间又分为上升区间和下降区间，上升区间和下降区间可以不完全重 合。例如除尘烟道温度的上升区间(常温-200°C )无电机运行；O00-230°C ) 一台电 机运行；O30-260°C ) 二台电机运行；O60-300°C )三台电机运行；(300°C -上限)四台 电机运行。烟道温度的下降区间(上限-250°C )四台电机运行；O50-210°C )三台电 机运行；Ol0-180°C ) 二台电机运行；(180-150°C ) 一台电机运行；(150°C -常温)无 电机运行。
参见图9，作为另一个实施例，根据RH (真空脱气)精炼炉冷却水循环系统的工 艺要求，热井液位控制在0至6m之间，通过三台水泵进行控制实现。
根据被控对象热井液位的变化将对象值划分成若干区间，在各个区间都定义了 要投入运行的水泵数量；区间又分为上升区间和下降区间，上升区间和下降区间可以不 完全重合。例如热井液位的上升区间(0-2m)无水泵运行；0-3.6m) —台水泵运行； (3.6-5m) 二台水泵运行；(5-6m)三台水泵运行。热井液位的下降区间(6_4.8m)三 台水泵运行；(4.8-3.4m) 二台水泵运行；(3.4-1.8m) —台水泵运行；(1.8_0m)无水泵运 行。
102、实时采集所述设备的运行状态数据以及所述被控对象值数据，将所述设备 分为待机组和运行组。
根据设备的运行状态，将设备分为待机组和运行组。当设备有停止状态信号 反馈时，就将其划为待机组；当设备有运行状态信号反馈时，就将其划为运行组。当某 台设备开始运行，它就从待机组划出到运行组中去；当某台设备开始停止，它就从运行 组划出到待机组中去。
103、计算所述各设备的运行时间累计值和停止时间累计值，并建立综合时间因 素模型以实时输出各设备的综合时间因素值。
当设备有运行状态信号反馈时，就开始进行运行时间累计值累加、而停止时间 累计值停止累加；当设备有停止状态信号反馈时，就开始进行停止时间累计值累加、而 运行时间累计值停止累加。在一实施例中，为每一个设备(假设设备号为I)，分配2个 时间继电器，1个用作累加记录设备I的运行时间的启动时间继电器T1, 1个用作累加记 录设备I的待机时间的停止时间继电器‘当设备I的运行状态反馈信号为1时，T1时间 继电器开始累加；当设备I的停止运行状态反馈信号为1时，4时间继电器开始累加。
每一台设备均建立有一个综合时间因素模型
M1 = α T1- β t!
其中，M1为综合时间因素值，T1为运行时间累计值，h为停止时间累计值， α、β分别为预先设定的运行时间累计值T1和停止时间累计值A的权重值，O^c^l， 0<β<1ο α、β参数的选取可根据实际应用中对运行时间T1或停止时间h的重视程度 (权重)而定。例如，如果在动态均衡控制系统中完全只参考运行时间T1,则可选定α =1、β = 0 ；如果在动态均衡控制系统中完全只参考停止时间tI;则可选定α =0、β =1。如果觉得运行时间T1比停止时间h在动态均衡控制系统中贡献系数多一点，则可 选取α》β ；相反，可选取α《β。
本方法100控制的成组同态设备运行一般采用手动和自动两种控制方式。手动 控制方式，直接启动或停止所需要选定的设备。自动控制方式是根据被控对象的变化自动启、停组内相应设备。手动模式下由人为干预，先后起停不同设备，均衡控制很难得 到实现；本方法100所述的动态均衡控制主要体现在自动模式的运行环境中的。不管是 在自动控制模式下还是在手动控制模式下，控制系统会一直根据个设备的运行状态计算 着各设备的“综合时间因素”。
104、根据被控对象值的变化判断其运行状态，并获取与运行状态对应的的需要 启动设备的数量。
根据所述采集的被控对象值的变化判断其运行状态，若为上升状态则获取其对 应的所述上升区间所匹配的需要启动设备的数量，若为下降状态则获取其对应的所述下 降区间所匹配的需要启动设备的数量。
根据被控对象值的变化判断其处于上升状态还是下降状态，具体可以通过被控 对象的实际值与一段时间之前其自身值进行比较，若实际值大于一段时间之前其自身 值，则判定设备为上升运行状态；若实际值小于一段时间之前其自身值，则判定设备为 下降运行状态。一般在上升状态和下降状态被控对象的设定参考值不一样，可分别根据 各自状态下的被控对象的设定参考值，确定当前状态下的“需要启动设备的数量”。
参见图8，此案例中，被控对象就是除尘烟道温度，上升状态的被控对象设定的 参考点有四个L0、Li、L2、L3，被分别设定为200、230、260, 300 ；下降状态的 被控对象设定的参考点也有四个LO'、Ll'、L2'、L3'，被分别设定为150、 180、210、250。此案例中，在被控对象处于上升状态中，通过被控对象的实际值L与各 设定值L1的比较来判定“需要启动设备的台数”。在上升状态时，当被控对象除尘烟道 温度L》00时，“需要启动设备的台数”为1;当被控对象L2230时，“需要启动设备 的台数”为2 ；当被控对象L》60时，“需要启动设备的台数”为3 ；当被控对象L》00 时，“需要启动设备的台数”为4。而在被控对象处于下降状态中，通过被控对象的实际 值L与各设定值L1'的比较来判定“需要启动设备的台数”。在下降状态时，当被控对 象除尘烟道温度L2150时，“需要启动设备的台 数”为1;当被控对象L2180时，“需 要启动设备的台数”为2;当被控对象L》10时，“需要启动设备的台数”为3;当被 控对象L》50时，“需要启动设备的台数”为4。
参见图9，此案例中，被控对象就是热井液位，上升状态的被控对象设定的参考 点有三个L0、Li、L2，被分别设定为2、3.6、5；下降状态的被控对象设定的参考 点也有三个LO'、Ll'、L2'，被分别设定为1.8、3.4、4.8。被控对象处在上升状 态中时，通过被控对象的实际值L与各设定值L1的比较来判定“需要启动设备的台数” 当被控对象热井液位L》m时，“需要启动设备的台数”为1 ；当被控对象L》.6m时， “需要启动设备的台数”为2 ；当被控对象L25m时，“需要启动设备的台数”为3。被控对象处在下降状态中时，通过被控对象的实际值L与各设定值L1'的比较来判定“需 要启动设备的台数”当被控对象热井液位LM.8m时，“需要启动设备的台数”为1; 当被控对象L》.4m时，“需要启动设备的台数”为2 ；当被控对象LM.Sm时，“需要 启动设备的台数”为3。
105、比较需要启动设备的数量与运行组中已运行设备的数量，若大于则启动待 机组中的设备，若小于则停止运行组中的设备。
根据设备的运行状态，依照设备号，扫描所有的设备，如果有运行状态信号反馈时，“已经运行设备的数量”从初始值0增加1，依次循环，可计算出“已经运行设备 的数量”。比较所述需要启动设备的数量与运行组中已运行设备的数量，比较结果若为 大于则启动所述待机组中综合时间因素值最小的设备，若为小于则停止所述运行组中综 合时间因素最大的设备。
参见图6，具体来讲，在上升状态中，首先通过被控对象的实际值L与各设定值 L1的比较来判定“需要启动设备的台数”。如果“需要启动设备的台数”大于“已经 启动设备的台数”，则根据待机中“综合时间因素” M1的值，选取最小值对应的设备进 行启动。如果“需要启动设备的台数”小于“已经启动设备的台数”，则根据运行设备 中“综合时间因素” M1的值，选取最大值对应的设备进行停止。如果“需要启动设备 的台数”等于“已经启动设备的台数”，则保持各设备的运行状态不变。
当设备启动或停止有运行状态信号反馈并适当延时后(避免设备的频繁启停动 作)，再比较“需要启动设备的台数”与“已经启动设备的台数”的大小关系，进行对 设备的控制。如此循环。
在下降状态中，首先通过被控对象的实际值L与各设定值L1'的比较来判定 “需要启动设备的台数”。如果“需要启动设备的台数”小于“已经启动设备的台数”，则根据运行设备中“综合时间因素” M1的值，选取最大值对应的设备进行停止。 如果“需要启动设备的台数”大于“已经启动设备的台数”，则根据待机中“综合时间 因素” M1的值，选取最小值对应的设备进行启动。如果“需要启动设备的台数”等于 “已经启动设备的台数”，则保持各设备的运行状态不变。
当设备启动或停止有运行状态信号反馈并适当延时后(避免设备的频繁启停动 作)，再比较“需要启动设备的台数”与“已经启动设备的台数”的大小关系，进行对 设备的控制。如此循环。
作为一实施例，所述方法100还包括故障判断步骤若接收到设备故障信号， 则将故障设备从待机组或运行组中划出，停止其运行时间的累积并开始其停止时间的累 计。参见图6，当设备有故障输入信号时，将该设备从待机设备组或运行设备组中划出， 不参与自动控制。即使设备没有故障输入信号，但从点检、检修角度考虑，可以在设 定装置上人为的判断此设备为故障设备，同样将该设备从待机设备组或运行设备组中划 出，不参与自动控制。当设备被判定为故障设备时，其对应的启动时间继电器T1将保持 静态，停止时间继电器^将开始累加。如果设备有故障而被1台新的设备所替换，需要 从设定装置上对该设备对应的启动时间继电器T1和停止时间继电器h清零。
参见图7，另一方面，本发明还提供一种成组同态设备的动态均衡控制系统 200，所述系统200通过控制所述设备来实现被控对象值的变化，包括
设定装置幻1，用以根据被控对象值的变化将其划分为包括上升区间和下降区间 的若干区间，并设定所述上升区间和下降区间所匹配的需要启动设备的数量。
所述设定装置S21包括以下功能模块
被控对象参考点设定模块幻11，两个运行状态中各自对应的参考点设定值一般 是不同的，否则设备可能会随着被控对象实际值的波动而频繁启停动作，另外，被控对 象参考点设定值在同一状态中必须满足逐渐递增的原则。
综合时间因素的α、β值设定模块幻12，一般满足0≤α≤1，0≤β≤1。 α、β参数的选取可根据实际应用中对设备的运行时间或停止时间的重视程度而定。例如， 如果在动态均衡控制系统中完全只参考设备运行时间，则可选定α = 1、β =0;如果 在动态均衡控制系统中完全只参考设备停止时间，则可选定α =0、β =1。如果觉得 设备运行时间比设备停止时间在动态均衡控制系统中贡献系数多一点，则可选取α^β ； 相反，可选取。
设备故障人为设定模块S213，主要是从设备的检修、维护的角度考虑。如果， 在成组设备控制系统自动运行的时候，想要停止某台设备进行检修、维护，便可以在设 定装置S21上人为的判断此设备为故障设备，则控制系统会将该设备从待机设备组或运 行设备组中划出，不参与自动控制。当设备被判定为故障设备时，其对应的启动时间继 电器T1将保持静态，停止时间继电器h将开始累加。
操作模式设定模块幻14，成组同态设备运行一般采用手动和自动两种控制方 式。手动控制方式，直接在设定装置幻1直接启动或停止所需要选定的设备。自动控制 方式是根据被控对象的变化自动启、停组内相应设备。
控制装置S22，进一步包括，
信号采集单元幻21，实时采集所述设备的运行状态数据以及所述被控对象值 数据，将所述设备分为待机组和运行组。信号采集单元S221采集设备停止状态信号、 设备运行状态信号、设备故障信号、人为设定故障信号、被控对象参考点设定值信号以 及被控对象实际值信号。信号采集单元S221进一步包括采集设备停止状态信号的模 块幻211，该信号来源于设备的停止运行状态反馈信号；采集设备运行状态信号的模块 S2212,该信号来源于设备的停止运行状态反馈信号；采集设备故障信号的模块S2213， 该信号一方面来源于设备的实际故障状态反馈信号，另一方面来源于设定单元的人为判 定故障信号，这两个信号只要来了一个，就判断此设备为故障设备；采集被控对象设定 值信号的模块S2214，信号来源于设定装置S21的人为设定；采集被控对象实际值信号的 模块幻215，该信号来源于被控对象的实际的采集值，例如成组水泵控制的水槽液位、成 组风机控制的烟道温度等。
故障判定单元幻22，包括对故障信号的判定，以及对故障设备的处理。故障判 定单元S222进一步包括以下单元和模块设备故障判定单元S2221，如果有设备的实际 故障状态反馈信号或是设定单元的人为判定故障信号，这两个信号只要有一个，就判断 此设备为故障设备；故障控制模块S2222，当被判定为故障设备时，该设备将从待机设 备组或运行设备组中划出，不参与自动控制；其对应的启动时间继电器T1将保持静态， 停止时间继电器4将开始累加。如果设备有故障而被一台新的设备所替换，需要从设定 单元上对该设备对应的启动时间累计值和停止时间累计值清零。
计算单元幻23，主要对各设备计算其停止时间累计、运行时间累计，以及计算 “综合时间因素”。此部分已由上面部分描述，故不在重复描述。
主控单元幻对，用以根据所述采集的被控对象值的变化判断其运行状态，若为 上升状态则获取其对应的所述上升区间所匹配的需要启动设备的数量，若为下降状态则 获取其对应的所述下降区间所匹配的需要启动设备的数量；还用以比较所述需要启动设 备的数量与运行组中已运行设备的数量，并根据比较结果输出控制信号。包括对被控 对象的上升或是下降状态的判定、实际运行台数判定，比较所需要开启的设备数量和已11经运行的设备的数量，决定是开启设备还是停止设备，然后选择是开启或是停止哪台设 备。主控单元S2M进一步包括以下模块和单元运行状态判定的模块幻对1，判断当前 的被控对象是处于上升状态还是下降状态；实际运行台数判定模块S2M2，用以计算出 “已经运行设备的数量”；比较单元S2M3，用以确定“需要启动设备的台数”，并用 以比较“需要启动设备的台数”和“已经启动设备的台数”的关系；判定单元幻对4， 根据比较单元S2243的比较结果，若“需要启动设备的台数”大于“已经启动设备的台 数”，则需要启动“待机组”里的设备；若“需要启动设备的台数”小于“已经启动设 备的台数”，则需要停止“运行组”里的设备；若“需要启动设备的台数”等于“已 经启动设备的台数”，则成组设备控制系统保持不变；选择单元S2M5，根据判定单元 S2M4的判定结果，选择是启动或是停止哪一台设备。如果判定结果是需要启动“待机 组”里的设备，则选取“待机组”里的“综合时间因素”最小值的设备进行启动；如果 判定结果是需要停止“运行组”里的设备，则选取“运行组”里的“综合时间因素”最 大值的设备进行停止；如果S2244的判定结果是控制系统保持不变，则此处不做选择。
信号输出单元S 225，输出开启或是停止命令，控制设备的运行。其进一步包括 以下模块启动设备的模块S2251，若选择单元S2245的选择结果为启动“待机组”里 的“综合时间因素”最小值的设备，则此处直接输出对应的启动命令；停止设备的模块 S2252,若选择单元S2245的选择结果为停止“运行组”里的“综合时间因素”最大值 的设备，则此处直接输出对应的停止命令。
显示装置S23，用以显示所述设备的运行状态数据以及被控对象值数据。显示 设备的运行状态、“综合时间因素”、被控对象实际值等。其进一步包括显示设备的 运行状态的模块S231，显示包括运行状态、停止状态、故障状态等；显示各设备的“综 合时间因素”的模块S232;显示被控对象实际值的模块S233。
需要指出的是，本发明所述的一种成组同态设备的动态均衡控制系统200与所 述的一种成组同态设备的动态均衡控制方法100，两者在原理及实施例上是相同或类似 的，故重复部分不再赘述。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发 明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施例的 变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
1.一种成组同态设备的动态均衡控制方法，所述方法通过控制所述设备来实现被控 对象值的变化，其特征在于，包括以下步骤1.1、根据被控对象值的变化将其划分为包括上升区间和下降区间的若干区间，并设 定所述上升区间和下降区间所匹配的需要启动设备的数量；1.2、实时采集所述设备的运行状态数据以及所述被控对象值数据，将所述设备分为 待机组和运行组；1.3、根据所述采集的被控对象值的变化判断其运行状态，若为上升状态则获取其对 应的所述上升区间所匹配的需要启动设备的数量，若为下降状态则获取其对应的所述下 降区间所匹配的需要启动设备的数量；1.4、比较所述需要启动设备的数量与运行组中已运行设备的数量，比较结果若为大 于则启动所述待机组中相应的设备，若为小于则停止所述运行组中相应的设备。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括建立综合时间因素模型的 步骤根据采集的所述设备运行状态数据，计算所述各设备的运行时间累计值和停止时间 累计值；建立以相应权重的运行时间累计值和停止时间累计值为输入量的综合时间因素模型；通过所述综合时间因素模型实时输出各设备的综合时间因素值；所述步骤1.4中的比较结果若为大于则启动所述待机组中综合时间因素值最小的设 备，若为小于则停止所述运行组中综合时间因素最大的设备。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立的综合时间因素模型为M1 = α Τ「β ^其中，M1为综合时间因素值，T1为运行时间累计值，A为停止时间累计值，α、β 分别为预先设定的运行时间累计值T1和停止时间累计值h的权重值，0<α<1，(Χβ^Ι。
4.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括故障判断步骤 若接收到设备故障信号，则将故障设备从待机组或运行组中划出，停止其运行时间的累 积并开始其停止时间的累计。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤1.3中的被控对象值的运行状态 的判断步骤为获取当前的所述被控对象值；比较当前的所述被控对象值和上一时间的被控对象值；若比较结果为大于则判断所述设备运行状态为上升状态；若比较结果为小于则判断所述设备运行状态为下降状态。
6.一种成组同态设备的动态均衡控制系统，所述系统通过控制所述设备来实现被控 对象值的变化，其特征在于，包括设定装置，用以根据被控对象值的变化将其划分为包括上升区间和下降区间的若干 区间，并设定所述上升区间和下降区间所匹配的需要启动设备的数量；控制装置，进一步包括，信号采集单元，实时采集所述设备的运行状态数据以及所述被控对象值数据，将所述设备分为待机组和运行组；主控单元，用以根据所述采集的被控对象值的变化判断其运行状态，若为上升状态 则获取其对应的所述上升区间所匹配的需要启动设备的数量，若为下降状态则获取其对 应的所述下降区间所匹配的需要启动设备的数量；还用以比较所述需要启动设备的数量 与运行组中已运行设备的数量，并根据比较结果输出控制信号；信号输出单元，用以当所述主控单元输出的比较结果为大于时，向所述待机组中相 应的设备输出启动指令；输出的比较结果为小于时，用以向所述运行组中相应的设备输 出停止指令；显示装置，用以显示所述设备的运行状态数据以及被控对象值数据。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制装置还包括计算单元，其进一步 包括以下3个模块根据采集的所述设备运行状态数据，计算所述各设备的运行时间累计值和停止时间 累计值的模块；建立以相应权重的运行时间累计值和停止时间累计值为输入量的综合时间因素模型 的模块，以及，通过所述综合时间因素模型实时输出各设备的综合时间因素值的模块；相应的，所述主控单元输出的比较结果为大于时，所述信号输出单元向所述待机组 中综合时间因素值最小的设备输出启动指令；所述主控单元输出的比较结果为小于时， 所述信号输出单元向所述运行组中综合时间因素最大的设备输出停止指令。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述综合时间因素模型为M1 = α Τ「β 知其中，M1为综合时间因素值，T1为运行时间累计值，A为停止时间累计值，α、β 分别为预先设定的运行时间累计值T1和停止时间累计值h的权重值，0<α<1，(Χβ^Ι。
9.如权利要求6或7或8所述的系统，其特征在于，所述控制装置还包括故障判定单 元，用以当接收到设备故障信号时，将故障设备从待机组或运行组中划出，停止其运行 时间的累积并开始其停止时间的累计。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述主控单元包括运行状态判定模块， 所述运行状态判定模块进一步包括获取当前的所述被控对象值的模块；比较当前的所述被控对象值和上一时间的被控对象值的模块；若比较结果为大于则判断所述设备运行状态为上升状态，若比较结果为小于则判断 所述设备运行状态为下降状态的模块。
全文摘要
本发明揭示了一种成组同态设备的动态均衡控制方法及控制系统，其首先设定被控对象值的上升区间和下降区间及其匹配的需要启动设备的数量，然后实时采集所述设备的运行状态数据以及所述被控对象值数据，结合所述被控对象值的运行状态，比较所述需要启动设备的数量与已运行设备的数量，比较结果若为大于则启动处于待机中的设备，若为小于则停止处入运行中的设备。本发明以设备的实际的运行状态为依据，自动动态的调整设备运行的优先级，使设备在运行中达到了动态均衡，解决了传统技术中设备的“后开先停”的不合理负荷安排，提高了设备的利用率以及使用寿命，减少了故障率。
文档编号G05B19/418GK102023618SQ20091019582
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月17日 优先权日2009年9月17日
发明者宋景喆, 徐锡康, 江浩杰, 汤德明, 王昌才 申请人:宝山钢铁股份有限公司