[发明专利]一种远程工业气相色谱仪柱箱温度监控系统

权利要求书

1.一种远程工业气相色谱仪柱箱温度监控系统，包括管理单元、无线传输单元和控制单元，其特征在于，所述无线传输单元用于连接管理单元和控制单元；所述控制单元包括监控服务器、模数转换器、数模转换器、低通滤波器和柱箱温度过程装置；所述柱箱温度过程装置的加热元件与数模转换器相连，所述柱箱温度过程装置的温度传感器与所述低通滤波器相连；所述监控服务器用于接收所述模数转换器的数据，并根据基于SMITH预估的PID控制器控制所述柱箱温度过程装置；所述模数转换器和数模转换器用于实现数字量和模拟量的相互转化；所述低通滤波器用于过滤现场的干扰信号。

2.根据权利要求1所述的远程工业气相色谱仪柱箱温度监控系统，其特征在于，所述无线传输单元包括管理站点、接收节点、控制站点、中继接收节点和中继站点；所述管理站点用于与所述管理单元进行连接；所述接收节点用于实现所述中继站点和管理站点之间的正常通信；所述中继接收节点和中继站点共同组成一组中继器，用于延长网络传输距离；所述控制站点用于与控制单元进行连接。

3.根据权利要求1所述的远程工业气相色谱仪柱箱温度监控系统，其特征在于，所述柱箱温度过程装置的频域模型为Y(s)=G(s)U(s)G(s)=Gp(s)e-58sGp(s)=1.79228s+1,]]>其中，Y(s)为柱箱温度过程装置的温度传感器的输出信号；U(s)为基于SMITH预估的PID控制器的输出控制信号；G(s)为柱箱温度过程的传递函数，e^-58s为柱箱温度过程的纯滞后环节，G_p(s)为柱箱温度过程的传递函数中不含滞后环节的部分，s为对柱箱温度过程模型进行拉普拉斯变换时引入的复变量。

4.根据权利要求1所述的远程工业气相色谱仪柱箱温度监控系统，其特征在于，所述低通滤波器采用滑动平均滤波和限幅滤波。

5.根据权利要求1所述的远程工业气相色谱仪柱箱温度监控系统，其特征在于，所述基于SMITH预估的PID控制器包括PID控制单元和SMITH预估单元；所述SMITH预估单元预估出柱箱温度过程对扰动的动态响应，并将预估结果作为反馈提早供给所述PID控制单元动作以提前对扰动进行补偿。

6.根据权利要求5所述的远程工业气相色谱仪柱箱温度监控系统，其特征在于，所述基于SMITH预估的PID控制器的闭环传递函数为：干扰信号的闭环传递函数为：Gp(s)e-τs+Gc(s)Gp2(s)e-τs-Gc(s)Gp2(s)e-2τs1+Gc(s)Gp(s),]]>其中，G_c(s)为PID控制器的传递函数，G_p(s)为柱箱温度过程的传递函数中不含滞后环节的部分，e^-τs为柱箱温度过程中的纯滞后环节。