CN112965462B - 工艺系统的信号发生方法、系统、介质和设备 - Google Patents

工艺系统的信号发生方法、系统、介质和设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了工艺系统的信号发生方法、系统、介质和设备，首先获取工艺系统的离散数据文档；对离散数据文档进行数据时间特性识别后，确定出数据的采样时间间隔；对识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算；进行数据时间性插值处理；对时间数据性插值处理后的数据，根据信号的特性进行数据的运算再处理；将数据运算再处理后的数据进行数模转换，得到对应的模拟信号，再经过相应的信号调理后得到最终的还原信号；本发明能够产生非标准信号，对工艺系统输出的真实信号进行高度还原，有利于工艺系统的逻辑信号验证、控制系统调试以及故障诊断分析。

Description

工艺系统的信号发生方法、系统、介质和设备
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，特别涉及一种工艺系统的信号发生方法、系统、介质和设备。
背景技术
目前常用的信号发生装置仅能输出包含正弦波、方波、三角波等标准信号，但在工程实际使用过程中，常需要使用到一些非标信号，进行逻辑信号验证、控制系统调试、故障诊断分析等，现有的信号发生终端存在功能局限性，无法准确、快捷地输出需求的非标信号。
典型工艺系统控制系统，例如容器的压力控制系统、水位控制系统、管道的流量控制系统等，主要信号流程如下图3a和3b所示：现场变送器实时监测工艺系统物理过程量信号的变化，输入采集IO卡件(AI卡件)将模拟信号进行数据采集并进行A/D转换，并将信号送入冗余控制器中。信号在控制器中进行信号处理、运算，输出IO卡件(AO卡件)将信号输出至执行机构，进行工艺系统的调节和控制，保证工艺系统在正常设计区间运行。由上述可见，为满足信号的传输和使用，最终获取到的工艺系统的信号通常为经过一系列处理后的离散数据信号。而在一些应用场合，若能采用工程现场实际运行工艺系统的真实信号作为信号源，将具有极大的优势：(1)工艺系统信号源可信度高，贴近工程实际，对于逻辑信号验证、控制系统调试等，具有测试准确度高和系统验证完整、充分的天然优势；(2)在进行故障诊断时，若能获取到故障时的信号源，特别是偶发信号造成的仪控系统异常时，有利于准确定位故障点，提高故障验证和诊断的效率；因此工艺系统的信号还原成为一种非常必要的操作。
发明内容
本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种工艺系统的信号发生方法，通过该方法能够产生非标准信号，对工艺系统输出的真实信号进行高度还原。
本发明的第二目的在于提供一种工艺系统的信号发生系统。
本发明的第三目的在于提供一种存储介质。
本发明的第四目的在于提供一种计算设备。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种工艺系统的信号发生方法，包括如下步骤：
S1、获取工艺系统的离散数据文档；
S2、对离散数据文档进行数据时间特性识别，确定出数据的采样时间间隔；
S3、对识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算；
S4、对于逆运算后数据，进行数据时间性插值处理；
S5、对时间数据性插值处理后的数据，根据信号的特性进行数据的运算再处理；
S6、将数据运算再处理后的数据进行数模转换，得到对应的模拟信号，再经过相应的信号调理后得到最终的还原信号。
优选的，步骤S1中，离散数据文档的生成是通过工艺系统信号采集的时刻和对应数值建立的矩阵形式数据文档。
优选的，步骤S2中，根据离散数据文档的时间标签，进行数据时间性识别；
其中：
当离散数据文档中，每个离散点均带有标签时，确定出数据的采样时间间隔T为：
Figure BDA0002940884140000021
式中，T1、T2、…、Tn-1、Tn分别对应第1、2、…、n-1、n个点的时间标签；
当离散数据文档中，只有起始点和终止点带有时间标签时确定出数据的采样时间间隔T为：
Figure BDA0002940884140000022
式中：T1、Tn分别对应起始点和终止点的时间标签。
优选的，步骤S3中，根据采集通道的特性进行的逆运算包括量程转换运算、数学逆运算和线性转化运算；其中：
S31、针对于离散数据(x1 x2 x3...xn)，通过x′i＝kxi+b，i＝1，2，...，n，进行量程转换，将离散数据转换成数据(x′1 x′2x′3...x′n)，k转换系数b转换偏置；S32、针对量程转换后的数据(x′1 x′2 x′3...x′n)进行开方、滤波、加减乘除、微分运算中的其中一种或几种运算处理，得到数据(x″1 x″2 x″3...x″n)；
S33、针对于数学逆运算后的数据(x″1 x″2 x″3...x″n)，通过yi＝k′x″i+k′线性转换成数据(y1 y2 y3...yn)，k′逆运算转换系数，b′逆运算转换偏置。
优选的，步骤S5中：
当工艺系统输出的信号为流量信号时，步骤S5对数据的运算再处理包括开方运算；
当工艺系统输出的信号为量程转换信号时，步骤S5对数据的运算再处理包括加减乘除运算，实现量程转换及偏置设置；
当工艺系统输出的信号为现场波动的信号时，步骤S5对数据的运算再处理包括动态运算；
所述动态运算包括通过PI模块计算增益值P和积分时间Ti、通过滤波模块计算滤波时间Tf、通过微分模块计算微分时间TD以及通过超前滞后模块计算滤波时间Tf和微分时间TD。
优选的，步骤S4中，对于逆运算后数据，根据采用时间间隔以一定频率进行线性插值处理；
步骤S6中，信号调理包括针对信号电压的比例放大和缩小、电压/电流转换以及输出保护的处理。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种工艺系统的信号发生系统，包括上位机和信号发生终端；所述信号发生终端连接上位机；
所述上位机，用于获取工艺系统的离散数据文档；用于对离散数据文档进行数据时间特性识别，确定出数据的采样时间间隔；用于对识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算；用于对于逆运算后数据，进行数据时间性插值处理；用于对时间数据性插值处理后的数据，根据信号的特性进行数据的运算再处理，得到信号文档；用于将信号文档发送给信号发生终端；
所述信号发生终端，用于接收上位机的控制指令；用于接收上位机发送的信号文档，并且对其进行数模转换，得到对应的模拟信号；用于根据控制指令对模拟信号进行相应的信号调理，得到最终的还原信号。
优选的，还包括与上位机进行通信的信号采集系统；
所述信号采集系统，用于实时采集工艺系统变送器转换成的过程量信号，然后转换成离散数据文档后发送给上位机。
本发明的第三目的通过下述技术方案实现：一种存储介质，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现如下操作：
获取工艺系统的离散数据文档；
对离散数据文档进行数据时间特性识别，确定出数据的采样时间间隔；
对识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算；
对于逆运算后数据，进行数据时间性插值处理；
对时间数据性插值处理后的数据，根据信号的特性进行数据的运算再处理，得到信号文档。
本发明的第四目的通过下述技术方案实现：一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现如下操作：
获取工艺系统的离散数据文档；
对离散数据文档进行数据时间特性识别，确定出数据的采样时间间隔；
对识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算；
对于逆运算后数据，进行数据时间性插值处理；
对时间数据性插值处理后的数据，根据信号的特性进行数据的运算再处理，得到信号文档。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明工艺系统的信号发生方法，首先获取工艺系统的离散数据文档；对离散数据文档进行数据时间特性识别后，确定出数据的采样时间间隔；对识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算；进行数据时间性插值处理；对时间数据性插值处理后的数据，根据信号的特性进行数据的运算再处理；将数据运算再处理后的数据进行数模转换，得到对应的模拟信号，再经过相应的信号调理后得到最终的还原信号；本发明方法基于上述步骤能够实现工艺系统输出真实信号的还原，具有信号还原度高的优点，通过还原的信号对工艺系统的逻辑信号验证、控制系统调试等，具有测试准确度高和系统验证完整、充分的优点，对工艺系统的故障诊断，能够根据准确的定位出故障点，提高故障验证和诊断的效率。
(2)本发明工艺系统的信号发生方法中，对识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算，其中逆运算为根据采集通道的特性进行的，包括为微分环节逆运算、滤波环节逆运算、量程转化逆运算、开方运算逆运算，基于此，能够保证原有数据的特性。
(3)本发明工艺系统的信号发生方法中，数据时间线性插值为根据采样时间间隔以一定频率进行线性插值，保证了信号的高还原度。本发明方法中信号的运算再处理包括开方、加减乘除、动态运算等，可根据需求进行一定运算和处理(可以以功能块的形式自定义增减)，根据实际信号的输出需求进行一定的转换和调整，比如对于流量信号需要进行开方运算；对于一定量程转换信号，需要进行加减乘除运算，实现量程转换及偏置设置；对于现场波动信号需要进行动态运算(滤波功能)等等，基于此，实现了信号的可编辑功能，根据需求进行一定运算和处理后，输出相应的信号。
(4)本发明工艺系统的信号发生方法中，离散数据文档的生成是通过工艺系统信号采集的时刻和对应数值建立的矩阵形式数据文档，所以实现了数据编辑的方便性；同时离散数据文档具有编辑和运算功能，所以在工艺系统信号采集行程的离散数据文档的基础上可以一定的修正和运算，实现输出的信号曲线满足现场测试和验证的需求。
(5)本发明工艺系统的信号发生系统中，包括上位机和信号发生终端；其中，信号发生终端连接上位机，由上位机实现离散信号的处理，包括离散数据文档生成、数据时间特性识别、逆运算、数据时间性插值处理以及运算再处理等，信号发生终端能够接收上位机处理后的数据信号，并且在上位机的控制下，按照预先设置或者要求输出信号，以满足现场多余各种类型非标信号的需求。本发明系统还可以包括与上位机通信的信号采集系统，通过信号采集系统能够实现工艺系统离散信号的实时采集，并且发送给上位机，基于此，信号发生终端可以实时的还原工艺系统的真实信号，有助于工艺系统故障的实时检测等。
附图说明
图1是本发明方法的流程图。
图2是本发明方法中逆运算流程图。
图3a和3b是本发明系统的结构原理框图。
图4是本发明系统中上位机上安装的软件界面图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例公开了一种工艺系统的信号发生方法，该方法可以还原出工艺系统输出的真实信号，有利于工艺系统的逻辑信号验证、控制系统调试以及故障诊断分析等，如图1所示，本实施例方法包括如下步骤：
S1、获取工艺系统的离散数据文档。在本实施例中，离散数据文档的生成是通过工艺系统信号采集的时刻和对应数值建立的矩阵形式数据文档。
在本实施例中，工艺系统的离散数据文档可以通过工艺系统的信号采集系统获取到，具体的，工艺系统的实时信号通过变送器进行转化成过程量信号，将此信号输入至工艺系统控制系统的同时，将此信号发送至信号采集系统上，由信号采集系统将模拟信号转换成离散数据文档。工艺系统的离散数据文档也可以直接从工艺系统AI卡件(Analog input模拟量输入)中获取到，具体的，工艺系统的真实信号通过变送器进行转化成过程量信号，并通过AI卡件转为数字量信号，在此环节将此数字量信号生成离散数据文档。
S2、对离散数据文档进行数据时间特性识别，确定出数据的采样时间间隔。
在本实施例中，根据离散数据文档的时间标签，进行数据时间性识别；
其中：
当离散数据文档中，每个离散点均带有标签时，确定出数据的采样时间间隔T为：
Figure BDA0002940884140000061
式中，T1、T2、…、Tn-1、Tn分别对应第1、2、…、n-1、n个点的时间标签；
当离散数据文档中，只有起始点和终止点带有时间标签时确定出数据的采样时间间隔T为：
Figure BDA0002940884140000062
式中：T1、Tn分别对应起始点和终止点的时间标签。
S3、对识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算，主要包括微分环节逆运算、滤波环节逆运算、量程转化逆运算、开方运算逆运算。
在本实施例中，根据采集通道的特性进行逆运算的过程可以包括量程转换运算、数学逆运算和线性转化运算；如图2中所示，具体可以包括：
S31、针对于1×n矩阵形式的离散数据(x1 x2 x3...xn)，通过x′i＝kxi+b，i＝1，2，...，n，进行量程转换，将离散数据转换成数据(x′1 x′2 x′3...x′n)，k转换系数b转换偏置；
S32、针对量程转换后的数据(x′1 x′2 x′3...x′n)进行开方、滤波、加减乘除、微分等运算中的其中一种或几种运算处理，得到数据(x″1 x″2 x″3...x″n)；
S33、针对于数学逆运算后的数据(x″1 x″2 x″3...x″n)，通过yi＝k′x″i+b′线性转换成数据(y1 y2 y3…yn)，k′逆运算转换系数，b′逆运算转换偏置。
S4、对于逆运算后数据，进行数据时间性插值处理；在本实施例中，根据采用时间间隔以一定频率进行线性插值处理，以保证信号的高还原度。
S5、对时间数据性插值处理后的数据，根据信号的特性进行数据的运算再处理，得到信号文档，信号文档可以是图像形式文档和数据形式文档，其中图形形式包括EXCEL表格、TXT等格式的文档。
在本实施例中，根据实际信号的输出需求进行一定的转换和调整，其中：
当工艺系统输出的信号为流量信号时，本步骤中运算再处理包括开方运算。
当工艺系统输出的信号为量程转换信号时，本步骤中对数据的运算再处理包括加减乘除运算，实现量程转换及偏置设置。
当工艺系统输出的信号为现场波动的信号时，本步骤中对数据的运算再处理包括动态运算。
其中上述动态运算包括：
通过PI模块计算增益值P和积分时间Ti，其中传递函数
Figure BDA0002940884140000071
K为增益，S是拉普拉斯变换；
通过滤波模块计算滤波时间Tf，其中传递函数为
Figure BDA0002940884140000072
通过微分模块计算微分时间TD，其中传递函数
Figure BDA0002940884140000073
通过超前滞后模块计算滤波时间Tf和微分时间TD，其中传递函数为：
Figure BDA0002940884140000074
S6、将数据运算再处理后的数据进行数模转换，得到对应的模拟信号，再经过相应的信号调理后得到最终的还原信号。信号调理包括针对信号电压的比例放大和缩小、电压/电流转换以及输出保护的处理，具体信号调理的过程根据实际需求进行选择。
本领域技术人员可以理解，实现本实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于计算机可读存储介质中。应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本实施例1的方法操作，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，描绘的步骤可以改变执行顺序，有些步骤也可以同时执行。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
实施例2
本实施例公开了一种工艺系统的信号发生系统，如图3a和3b所示，包括上位机和信号发生终端，信号发生终端连接上位机；在本实施例中，信号发生终端通过通讯电缆连接信号发生终端。其中：
本实施例中，如图3a中所示，上位机通过云端服务器和工艺系统的信号采集系统进行通信，信号采集系统采集工艺系统变送器实时转化成的过程量信号，并且将采集到的过程量信号转换为离散数据文档，然后发送给上位机，其中信号采集系统和上位机均具备无线通讯功能，即两者均设置有无线通讯模块，例如WIFI模块等，信号采集系统将采集的离散数据文档基于无线通讯模块通过网络实时上传到云端服务器中，上位机从云端服务器实时下载信号采集系统所上传的离散数据文档。基于上述结构，上位机可以实时采集获取到工艺系统现场输出的信号。
本实施例中，如图3b所示，上位机也可以直接离线获取离散数据文档，具体的，工艺系统的真实信号通过变送器进行转化成过程量信号，并通过AI卡件转为数字量信号，在此环节将此数字量信号转换成离散数据文档，并且发送给上位机，基于上述，上位机可以离线获取到工艺系统现场输出的信号。
本实施例中，上位机可以接受以EXCEL表格等离线形式的离散数据文档的输入。
本实施例中，上位机得到离散数据文档后，对离散数据文档进行数据时间特性识别，确定出数据的采样时间间隔；具体可以为：
当离散数据文档中，每个离散点均带有标签时，确定出数据的采样时间间隔T为：
Figure BDA0002940884140000091
式中，T1、T2、…、Tn-1、Tn分别对应第1、2、…、n-1、n个点的时间标签；
当离散数据文档中，只有起始点和终止点带有时间标签时确定出数据的采样时间间隔T为：
Figure BDA0002940884140000092
式中：T1、Tn分别对应起始点和终止点的时间标签。
在本实施例中，上位机识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算；主要包括微分环节逆运算、滤波环节逆运算、量程转化逆运算、开方运算逆运算。在本实施例中，根据采集通道的特性进行逆运算的过程可以包括量程转换运算、数学逆运算和线性转化运算；具体如实施例1步骤S31至33以及图2中所示，此处不再赘述。
本实施例中，上位机对于逆运算后数据，进行数据时间性插值处理，具体的，上位机可以根据采用时间间隔以一定频率进行线性插值处理，以保证信号的高还原度。
本实施例中，上位机对时间数据性插值处理后的数据，根据信号的特性进行数据的运算再处理，得到信号文档；具体的根据实际信号的输出需求进行一定的转换和调整，当工艺系统输出的信号为流量信号时，对数据的运算再处理包括开方运算。当工艺系统输出的信号为量程转换信号时，对数据的运算再处理包括加减乘除运算，实现量程转换及偏置设置。当工艺系统输出的信号为现场波动的信号时，对数据的运算再处理包括动态运算。
在本实施例中，信号文档如实施例1中所述，可以是图像形式文档和数据形式文档，其中图形形式包括EXCEL表格、TXT等格式的文档。
在本实施例中，上位机在获取到运算再处理后的数据后，发送给信号发生终端，由控制信号发生终端对接收的数据进行相应处理后，产生工艺系统对应的真实信号。
在本实施例中，上位机可以是具有上述处理功能的计算机等智能设备。如图4中所示，本实施例中上位机可以安装有信号文档编辑软件，可进行信号文档数据处理，具有数据选择、数据处理、曲线生成、曲线编辑、时间间隔设置等功能。在上位机软件中，采用时间作为编辑基准，快速产生所需要的信号。数据选择可直接新建EXCEL表格进行编辑，也可以选择将已有的数据文件直接导入。对于导入数据的功能，上位机兼容多种格式文件，同时可以同步云服务上传送的信号。最重要的功能是将不同格式以及不同形式的数据格式转换为信号发生终端可以接受和识别的信号文档。
在本实施例中，如上述所述，上位机主要实现两种形式的信号文档编辑，图形形式和数据形式。其中数据形式的编辑为针对每个数据进行编辑已获得需求的信号输出，可以改变每个信号点数值的大小。图形形式的编辑为经处理后的数据可生成曲线，并且可对生成的曲线进行编辑，可直接鼠标进行调整，如改变幅值、频率、循环周期等。
在本实施例中，信号发生终端包括微控制器以及分别与微控制器连接的数模转换器和信号调理电路，微控制器通过通讯电缆与上位机进行通信，接收上位机发送的数据以及控制指令，根据控制指令控制信号调理电路的工作。
在本实施例中信号调理电路包括但不限于电压比例放大电路、电压比例缩小电路、电压/电流转换电路、输出保护电路等，微控制器根据上位机发送的控制指令，选择其中一个或几个电路进行工作，即对上位机发送的信号进行相应的信号调理，还原出工艺系统的真实信号。
在本实施例中，信号发生终端的微控制器接收到上位机发送的数据后，将数据转换成数模转换器所需的二进制数并下传到数模转换器，数模转换器将二进制数据转换成电压模拟信号，模拟信号经过信号调理电路转换成所需的电压、电流信号。
在本实施例中，信号发生终端还具有产生正弦波、方波、三角波等标准信号的基本功能，在此基础上，信号发生终端可接收来自上位机的可编辑信号，输出所需的任意波形，可输出电压信号、电流信号、电阻信号、热电偶信号、热电阻信号及频率信号等。
本实施例信号发生系统主要包括四种类型：信号发生终端信号源、数据文档信号源、工艺系统离线信号源、工艺系统实时信号源。信号发生终端信号源为信号发生终端本身具有产生正弦波、方波、三角波等标准信号的基本功能。数据文档信号源实现如EXCEL等文档形式可作为工艺系统的信号发生系统的信号源，工艺系统离线信号源实现工艺系统的离线信号作为工艺系统的信号发生系统的信号源，具体上位机可以直接获取工艺系统AI卡件得到的离散数据文档。工艺系统实时信号源实现工艺系统的实时信号作为本实施例工艺系统的信号发生系统的信号源，具体上位机可以通过信号采集系统实时获取到离散文档数据。
实施例3
本实施例公开了一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现如下操作：
获取工艺系统的离散数据文档；
对离散数据文档进行数据时间特性识别，确定出数据的采样时间间隔；
对识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算；
对于逆运算后数据，进行数据时间性插值处理；
对时间数据性插值处理后的数据，根据信号的特性进行数据的运算再处理，得到信号文档。
上述各过程中详细步骤可以如实施例1中所示。
本实施例中的存储介质可以是磁盘、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、U盘、移动硬盘等介质。
实施例4
本实施例公开了一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储程序时，实现如下操作：
获取工艺系统的离散数据文档；
对离散数据文档进行数据时间特性识别，确定出数据的采样时间间隔；
对识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算；
对于逆运算后数据，进行数据时间性插值处理；
对时间数据性插值处理后的数据，根据信号的特性进行数据的运算再处理。
上述各过程中详细步骤可以如实施例1中所示。
本实施例中所述的计算设备可以是台式电脑、笔记本电脑、智能手机、PDA手持终端、平板电脑或其他具有显示功能的终端设备。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种工艺系统的信号发生方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取工艺系统的离散数据文档；
S2、对离散数据文档进行数据时间特性识别，确定出数据的采样时间间隔；
S3、对识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算；
根据采集通道的特性进行的逆运算包括量程转换运算、数学逆运算和线性转化运算；其中：
S31、针对于离散数据(x1,x2,x3…xn)，通过x′i＝kxi+b，i＝1,2，…，n，进行量程转换，将离散数据转换成数据(x′1,x′2,x′3…x′n)，k转换系数b转换偏置；
S32、针对量程转换后的数据(x′1,x′2,x′3…x′n)进行开方、滤波、加减乘除、微分运算中的其中一种或几种运算处理，得到数据(x″1,x″2,x″3…x″n)；
S33、针对于数学逆运算后的数据(x″1,x″2,x″3…x″n)，通过yi＝k′x″i+b′线性转换成数据(y1,y2,y3…yn)，k′逆运算转换系数，b′逆运算转换偏置；
S4、对于逆运算后数据，进行数据时间性插值处理；
S5、对时间数据性插值处理后的数据，根据信号的特性进行数据的运算再处理；
步骤S5中：
当工艺系统输出的信号为流量信号时，步骤S5对数据的运算再处理包括开方运算；
当工艺系统输出的信号为量程转换信号时，步骤S5对数据的运算再处理包括加减乘除运算，实现量程转换及偏置设置；
当工艺系统输出的信号为现场波动的信号时，步骤S5对数据的运算再处理包括动态运算；
所述动态运算包括通过PI模块计算增益值P和积分时间Ti、通过滤波模块计算滤波时间Tf、通过微分模块计算微分时间TD以及通过超前滞后模块计算滤波时间Tf和微分时间TD；
通过PI模块计算增益值P和积分时间Ti，其中传递函数
Figure FDA0003665188740000011
K为增益，S是拉普拉斯变换；
通过滤波模块计算滤波时间Tf，其中传递函数为
Figure FDA0003665188740000012
通过微分模块计算微分时间TD，其中传递函数
Figure FDA0003665188740000021
通过超前滞后模块计算滤波时间Tf和微分时间TD，其中传递函数为：
Figure FDA0003665188740000022
S6、将数据运算再处理后的数据进行数模转换，得到对应的模拟信号，再经过相应的信号调理后得到最终的还原信号。
2.根据权利要求1所述的工艺系统的信号发生方法，其特征在于，步骤S1中，离散数据文档的生成是通过工艺系统信号采集的时刻和对应数值建立的矩阵形式数据文档。
3.根据权利要求1所述的工艺系统的信号发生方法，其特征在于，步骤S2中，根据离散数据文档的时间标签，进行数据时间性识别；
其中：
当离散数据文档中，每个离散点均带有标签时，确定出数据的采样时间间隔T为：
Figure FDA0003665188740000023
式中，T1、T2、…、Tn-1、Tn分别对应第1、2、…、n-1、n个点的时间标签；
当离散数据文档中，只有起始点和终止点带有时间标签时确定出数据的采样时间间隔T为：
Figure FDA0003665188740000024
式中：T1、Tn分别对应起始点和终止点的时间标签。
4.根据权利要求1所述的工艺系统的信号发生方法，其特征在于，步骤S4中，对于逆运算后数据，根据采用时间间隔以一定频率进行线性插值处理；
步骤S6中，信号调理包括针对信号电压的比例放大和缩小、电压/电流转换以及输出保护的处理。
5.一种工艺系统的信号发生系统，其特征在于，包括上位机和信号发生终端；所述信号发生终端连接上位机；
所述上位机，用于获取工艺系统的离散数据文档；用于对离散数据文档进行数据时间特性识别，确定出数据的采样时间间隔；用于对识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算；用于对于逆运算后数据，进行数据时间性插值处理；用于对时间数据性插值处理后的数据，根据信号的特性进行数据的运算再处理，得到信号文档；用于将信号文档发送给信号发生终端；
根据采集通道的特性进行的逆运算包括量程转换运算、数学逆运算和线性转化运算；其中：
针对于离散数据(x1,x2,x3…xn)，通过x′i＝kxi+b，i＝1,2，…，n，进行量程转换，将离散数据转换成数据(x′1,x′2,x′3…x′n)，k转换系数b转换偏置；S32、针对量程转换后的数据(x′1,x′2,x′3…x′n)进行开方、滤波、加减乘除、微分运算中的其中一种或几种运算处理，得到数据(x″1x″2,x″3…x″n)；
针对于数学逆运算后的数据(x″1,x″2,x″3…x″n)，通过yi＝k′x″i+b′线性转换成数据(y1,y2,y3…yn)，k′逆运算转换系数，b′逆运算转换偏置；
当工艺系统输出的信号为流量信号时，对数据的运算再处理包括开方运算；
当工艺系统输出的信号为量程转换信号时，对数据的运算再处理包括加减乘除运算，实现量程转换及偏置设置；
当工艺系统输出的信号为现场波动的信号时，对数据的运算再处理包括动态运算；
所述动态运算包括通过PI模块计算增益值P和积分时间Ti、通过滤波模块计算滤波时间Tf、通过微分模块计算微分时间TD以及通过超前滞后模块计算滤波时间Tf和微分时间TD；
通过PI模块计算增益值P和积分时间Ti，其中传递函数
Figure FDA0003665188740000031
K为增益，S是拉普拉斯变换；
通过滤波模块计算滤波时间Tf，其中传递函数为
Figure FDA0003665188740000032
通过微分模块计算微分时间TD，其中传递函数
Figure FDA0003665188740000033
通过超前滞后模块计算滤波时间Tf和微分时间TD，其中传递函数为：
Figure FDA0003665188740000034
所述信号发生终端，用于接收上位机的控制指令；用于接收上位机发送的信号文档，并且对其进行数模转换，得到对应的模拟信号；用于根据控制指令对模拟信号进行相应的信号调理，得到最终的还原信号。
6.根据权利要求5所述的工艺系统的信号发生系统，其特征在于，还包括与上位机进行通信的信号采集系统；
所述信号采集系统，用于实时采集工艺系统变送器转换成的过程量信号，然后转换成离散数据文档后发送给上位机。
7.一种存储介质，其特征在于，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现如下操作：
获取工艺系统的离散数据文档；
对离散数据文档进行数据时间特性识别，确定出数据的采样时间间隔；
对识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算；
对于逆运算后数据，进行数据时间性插值处理；
对时间数据性插值处理后的数据，根据信号的特性进行数据的运算再处理，得到信号文档；
根据采集通道的特性进行的逆运算包括量程转换运算、数学逆运算和线性转化运算；其中：
针对于离散数据(x1,x2,x3…xn)，通过x′i＝kxi+b，i＝1,2，…，n，进行量程转换，将离散数据转换成数据(x′1,x′2,x′3…x′n)，k转换系数b转换偏置；S32、针对量程转换后的数据(x′1,x′2,x′3…x′n)进行开方、滤波、加减乘除、微分运算中的其中一种或几种运算处理，得到数据(x″1,x″2,x″3…x″n)；
针对于数学逆运算后的数据(x″1,x″2,x″3…x″n)，通过yi＝k′x″i+b′线性转换成数据(y1,y2,y3…yn)，k′逆运算转换系数，b′逆运算转换偏置；
当工艺系统输出的信号为流量信号时，对数据的运算再处理包括开方运算；
当工艺系统输出的信号为量程转换信号时，对数据的运算再处理包括加减乘除运算，实现量程转换及偏置设置；
当工艺系统输出的信号为现场波动的信号时，对数据的运算再处理包括动态运算；
所述动态运算包括通过PI模块计算增益值P和积分时间Ti、通过滤波模块计算滤波时间Tf、通过微分模块计算微分时间TD以及通过超前滞后模块计算滤波时间Tf和微分时间TD；
通过PI模块计算增益值P和积分时间Ti，其中传递函数
Figure FDA0003665188740000041
K为增益，S是拉普拉斯变换；
通过滤波模块计算滤波时间Tf，其中传递函数为
Figure FDA0003665188740000042
通过微分模块计算微分时间TD，其中传递函数
Figure FDA0003665188740000051
通过超前滞后模块计算滤波时间Tf和微分时间TD，其中传递函数为：
Figure FDA0003665188740000052
8.一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现如下操作：
获取工艺系统的离散数据文档；
对离散数据文档进行数据时间特性识别，确定出数据的采样时间间隔；
对识别出时间特性的离散数据，根据采集通道的特性进行逆运算；
对于逆运算后数据，进行数据时间性插值处理；
对时间数据性插值处理后的数据，根据信号的特性进行数据的运算再处理，得到信号文档；
根据采集通道的特性进行的逆运算包括量程转换运算、数学逆运算和线性转化运算；其中：
针对于离散数据(x1,x2,x3…xn)，通过x′i＝kxi+b，i＝1,2，…，n，进行量程转换，将离散数据转换成数据(x′1,x′2,x′3…x′n)，k转换系数b转换偏置；S32、针对量程转换后的数据(x′1,x′2,x′3…x′n)进行开方、滤波、加减乘除、微分运算中的其中一种或几种运算处理，得到数据(x″1,x″2,x″3…x″n)；
针对于数学逆运算后的数据(x″1,x″2,x″3…x″n)，通过yi＝k′x″i+b′线性转换成数据(y1,y2,y3…yn)，k′逆运算转换系数，b′逆运算转换偏置；
当工艺系统输出的信号为流量信号时，对数据的运算再处理包括开方运算；
当工艺系统输出的信号为量程转换信号时，对数据的运算再处理包括加减乘除运算，实现量程转换及偏置设置；
当工艺系统输出的信号为现场波动的信号时，对数据的运算再处理包括动态运算；
所述动态运算包括通过PI模块计算增益值P和积分时间Ti、通过滤波模块计算滤波时间Tf、通过微分模块计算微分时间TD以及通过超前滞后模块计算滤波时间Tf和微分时间TD；
通过PI模块计算增益值P和积分时间Ti，其中传递函数
Figure FDA0003665188740000053
K为增益，S是拉普拉斯变换；
通过滤波模块计算滤波时间Tf，其中传递函数为
Figure FDA0003665188740000061
通过微分模块计算微分时间TD，其中传递函数
Figure FDA0003665188740000062
通过超前滞后模块计算滤波时间Tf和微分时间TD，其中传递函数为：
Figure FDA0003665188740000063
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