以下是以C++为核心技术栈的火力发电厂控制系统README文档框架，整合行业标准与专利技术要求：

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# 火力发电厂控制系统技术文档

## 1. 专业术语 [[1]][[5]][[9]]
| 术语                  | 定义                                                         |
| --------------------- | ------------------------------------------------------------ |
| DCS（分布式控制系统） | 采用分层架构的工业控制系统，包含过程控制级、操作监控级等[[5]] |
| SCADA                 | 数据采集与监视控制系统，实现设备远程监控[[6]]                |
| PID控制               | 比例-积分-微分控制算法，用于模拟量闭环调节[[4]]              |
| SOE（事件顺序记录）   | 记录设备状态变化时间戳，精度达1ms[[1]]                       |
| HART协议              | 支持模拟信号与数字通信的混合协议，用于智能仪表[[5]]          |

## 2. 功能描述 [[4]][[9]][[2]]
### 核心模块
```cpp
// 模拟量控制基类（策略模式）
class AnalogController {
public:
    virtual double calculateOutput(double setpoint, double pv) = 0;
};

// PID控制实现
class PIDController : public AnalogController {
    double Kp, Ki, Kd;
    double integral = 0, prevError = 0;
public:
    double calculateOutput(double setpoint, double pv) override {
        double error = setpoint - pv;
        integral += error * Ts;
        double derivative = (error - prevError)/Ts;
        prevError = error;
        return Kp*error + Ki*integral + Kd*derivative;
    }
};
```

### 关键流程
1. **数据采集**：通过Modbus TCP读取4~20mA信号[[5]]
2. **控制运算**：执行带抗积分饱和的PID算法[[9]]
3. **指令输出**：通过AO模块输出4~20mA调节阀开度[[1]]
4. **故障保护**：三取二冗余判断触发安全联锁[[9]]

## 3. 流程图
```mermaid
graph TD
    A[Modbus主站] -->|读取AI| B[压力变送器]
    B --> C[信号滤波]
    C --> D[PID运算]
    D --> E[AO输出]
    E --> F[调节阀]
    F --> G[压力反馈]
    G --> A
```

## 4. 数据库设计 [[1]][[2]]
### 实时数据库表结构
```cpp
struct AnalogPoint {
    uint32_t tagId;         // KKS编码[[3]]
    double rawValue;        // 原始ADC值
    double engValue;        // 工程单位值（0-10MPa）
    uint64_t timestamp;     // 纳秒级时间戳
    Quality quality;        // 数据品质（GOOD/BAD/UNCERTAIN）
};
```

### 历史存储方案
```cpp
// 使用InfluxDB C++客户端
auto point = influxdb::Point{"BoilerPressure"}
    .addField("value", 9.81)
    .setTimestamp(std::chrono::system_clock::now());
client.write(point);
```

## 5. UML类图
```mermaid
classDiagram
    class DCSMaster {
        +vector<SlaveDevice*> devices
        +void scanIO()
        +void executeControl()
    }
    
    class SlaveDevice {
        <<abstract>>
        #ProtocolType protocol
        +virtual void readInput() = 0
    }
    
    class ModbusRTUSlave {
        +ModbusRTUSlave(string port)
        +void readHoldingRegisters() override
    }
    
    DCSMaster --> SlaveDevice : 控制
    SlaveDevice <|-- ModbusRTUSlave
```

## 6. 网络通信结构体 [[5]][[6]]
```cpp
#pragma pack(push, 1)
struct ModbusFrame {
    uint8_t  unitId;        // 从站地址
    uint8_t  funcCode;      // 功能码（03:读保持寄存器）
    uint16_t startAddr;     // 起始地址（40001）
    uint16_t quantity;      // 寄存器数量
    uint16_t crc;           // 校验码
};

struct ControlCommand {
    uint32_t deviceId;      // 设备KKS编码[[3]]
    double   setValue;      // 设定值（工程单位）
    uint8_t  controlMode;   // 0:手动 1:自动
    uint64_t timestamp;     // 命令时间戳
};
#pragma pack(pop)
```

## 技术栈实现
- **实时框架**：使用RT-Linux内核补丁实现硬实时[[9]]
- **协议栈**：libmodbus库处理Modbus通信[[5]]
- **数值计算**：Eigen库实现状态观测器[[4]]
- **日志系统**：boost::log支持SOE事件记录[[1]]

## 参考标准
1. IEC 61131-3 控制器编程标准
2. IEC 62443 工业网络安全标准[[5]]
3. GB/T 38624 工业物联网安全规范

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该架构通过C++的高效性满足火力发电10ms级控制周期要求，符合《火力发电厂分布式控制系统技术导则》[[1]]和智能控制集成标准[[2]]的技术规范。