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文档简介
1、 进富气达到一定负荷后,开V26和V27,调整两阀使TI-308在5一下,以便在FA-304中分离C6油。手动开TIC-312的输出 使温度降低至5左右,投自动。投自动和比值调节 设“AKB”为53.5%左右,将FRC-311投自动和比值调节(以串级表示)。提升进富气负荷 逐渐开大V1和V2,待吸收塔顶温TI-309下降至7.0左右,使进气流量缓慢提高到5000kg/h左右。注意当LI-309高于60%时,可适当开V22阀。由于C6油在吸收解吸过程中有一定的损耗,当LI-311下降时应适当开大V6补充C6油。将系统调整到正常工况 设计值范围如下:项目数值项目数值 FI-308 5000kg/h
2、FRC-31113300kg/h PIC-308 1.20MPaTI-3085.0 TIC-3125.0LIC-31050% LIC-31250%LI-30950%LI-31150%AI-3010.6% AI-3020.6%PAGE PAGE 34第五章 间歇反应一、工艺流程简介间歇反应过程在精细化工、制药、催化剂制备、染料中间体等行业应用广泛。本间歇反应的物料特性差异大;多硫化钠需要通过反应制备;反应属放热过程,由于二硫化碳的饱和蒸汽压随温度上升而迅猛上升,冷却操作不当会发生剧烈爆炸;反应过程中有主副反应的竞争,必须设法抑制副反应,然而主反应的活化能较高,又期望较高的反应温度。如此多种因素交
3、织在一起,使本间歇反应具有典型代表意义。在叙述工艺过程之前必须说明,选择某公司有机厂的硫化促进剂间歇反应岗位为参照啊,目的在于使本仿真培训软件更具有工业背景,但并不拘泥于该流程的全部真实情况。为了使软件通用性更强,对某些细节作了适当的变通处理和简化。有机厂缩合反应的产物是橡胶硫化促进剂,它能大大加快橡胶硫化的速度。硫化作用能使橡胶的高分子结构变成网状,从而使橡胶的抗拉断力、抗氧化性、耐磨性等加强。它和促进剂D合用适用于棕色橡胶的硫化,与促进剂M合用适用于浅色橡胶硫化。本间歇反应岗位包括了备料工序和缩合工序。基本原料为四种:硫化钠(Na2S)、硫磺(S)、邻硝基氯苯(C6H4ClNO2)及二硫化
4、碳(CS2)。备料工序包括多硫化钠制备与沉淀,二硫化碳计量,邻氯苯计量。多硫化钠制备反应此反应是将硫磺(S)、硫化钠(Na2S)和水混合,以蒸汽加热、搅拌,在常压开口容器中反应,得到多硫化钠溶液。反应时有副反应发生,此副反应在加热接近沸腾时才会有显著的反应速度。因此,多硫化钠制备温度不得超过85。多硫化钠的含硫量以指数n表示。实验表明,硫指数较高时,促进剂的缩合反应产率提高。但当n增至4时,产率趋于定值。此外,当硫指数过高时,缩合反应中析出游离硫的量增加,容易在蛇管和夹套传热面上结晶而影响传热,使反应过程中压力难于控制。所以硫指数应取适中值。二硫化碳计量二硫化碳易燃易爆,不溶于水,相对密度大于
5、水。因此,可以采用水封隔绝空气保障安全。同时还能利用水压将储罐中的二硫化碳压至高位槽。高位槽具有夹套水冷系统。邻硝基氯苯计量邻硝基氯苯熔点为31.5,不溶于水,常温下呈固体状态。为了便于管道输送和计量,必须将其熔化,并保存于具有夹套蒸汽加热的储罐中。计量时,利用压缩空气将液态邻硝基氯苯压至高位槽,高位槽也具有夹套保温系统。缩合反应工序缩合工序历经下料、加热升温、冷却控制、保温、出料及反应釜清洗阶段。邻硝基氯苯、多硫化钠和二硫化碳在反应釜中经夹套蒸汽加入适度的热量后,将发生复杂的化学反应,产生促进剂M的钠盐及其副产物。缩合反应不是一步合成,实践证明还伴有副反应发生。缩合速率的大小与这个副反应有密
6、切关系。当硫指数较低时,反应是向副反应方向进行。主反应的活化能高于副反应,因此提高反应温度有利于主反应的进行。但在本反应中若升温过快、过高,将可能造成不可遏制的爆炸而产生危险事故。保温阶段之目的是尽可能多地获得所期望的产物。为了最大限度地减少副产物的生产,必须保持较高的反应釜温度。操作员应经常注意釜内压力和稳定,当温度压力有所下降时,应向夹套内通入适当蒸汽以保持原有的釜温、釜压。缩合反应历经保温阶段后,接着利用蒸汽压力将缩合釜内的料液压入下道工序。出料完毕,用蒸汽吹洗反应釜,为下一批作业做好准备。本间歇反应岗位操作即告完成。二、工艺流程图(CAD绘制)三、开车步骤准备工作检查各开关、手动阀门是
7、否关闭。多硫化钠制备 打开硫化碱阀HV-1,向多硫化钠制备反应器R1注入硫化碱,使液位H-1升至0.4m,关闭阀HV-1。 打开熔融硫阀HV-2,向多硫化钠制备反应器R1注入硫磺,液位H-1升至0.8m,关闭HV-2。打开水阀HV-3,使多硫化钠制备反应器R1液位H-1升至1.2m,关闭HV-3。开启多硫化钠制备反应器搅拌电机M1开关M01。打开多硫化钠制备反应器R1蒸汽加热阀HV-4,使温度T1上升至8184(升温需要一定时间,可利用此时间差完成其他操作)。保持搅拌5分钟(实际为3小时)。注意当反应温度T1超过85时将使副反应加强,此种情况会报警扣分。开启多硫化钠输送泵M3的电机开关M03,
8、将多硫化钠料液全部打入沉淀槽F1,静置5分钟(实际为4小时)备用。邻硝基氯苯计量备料检查并确认通大气泄压阀V6是否关闭。检查并确认邻硝基氯苯计量槽F4下料阀V12是否关闭。打开上料阀HV-7。开启并调整压缩空气进气阀HV-5。观察邻硝基氯苯计量槽F4液位H-5逐渐上升,且邻硝基氯苯储罐液位H-4略有下降,直至计量槽液位H-5达到1.2m。由于计量槽装有溢流管,液位一旦达到此高度将不再上升。但如果不及时关闭HV-7,则储罐液位H-4会继续下降。注意储罐液位下降过多,将被认为操作失误而扣分。压料完毕,关闭HV-7及HV-5。打开泄压阀V6。如果忘记打开V6,会被认为操作失误而扣分。二硫化碳计量备料
9、检查并确认通水池的泄压阀V8是否关闭。检查并确认二硫化碳计量槽F5下料阀V14是否关闭。打开上料阀HV-10。开启并调整自来水阀HV-9,使二硫化碳计量槽F5液位H-7上升。此时二硫化碳储罐液位H-6略有下降。直至计量槽液位H-7达到1.4m。由于计量槽装有溢流管,液位将不再上升。但若不及时关闭HV-10,则储罐液位H-6会继续下降,此种情况会被认为操作失误而扣分。压料完毕,关闭阀门HV-10及HV-9。打开泄压阀V8。如果忘记打开泄压阀V8会被认为操作失误而扣分。像缩合反应釜加入三种物料检查并确认反应釜R2放空阀HV-21是否开启,否则会引起计量槽下料不畅。检查并确认反应釜R2进料阀V15是
10、否打开。打开管道冷却水阀V13约5秒,使下料管冷却后关闭V13。打开二硫化碳计量槽F5下料阀V14,观察计量槽液位因高位势差下降,直至液位下降至0.0m,即关闭V14。再次开启冷却水阀V13约5秒,将管道中残余的二硫化碳冲洗入反应釜,关V13。开启管路蒸汽加热阀V11约5秒,使下料管预热,关闭V11。打开邻硝基氯苯计量槽F4下料阀V12,观察液位指示仪,当液位H-5下降至0.0m,即关V12。再次开启管路蒸汽加热阀V11约5秒。将管道中残余的邻硝基氯苯冲洗干净,即关闭V11。关闭阀V15,全关反应釜R2放空阀HV-21。检查并确认反应釜R2进料阀V16是否开启。启动多硫化钠输送泵M4电机开关M
11、04,将沉淀槽F1静置后的料液打入反应釜R2。注意反应釜的最终液位H-3大于2.41 m 时,必须及时关泵,否则反应釜液位H-3会继续上升,当大于2.7 m 时,将引起液位超限报警扣分。当反应釜的最终液位H-3小于2.4 m 时,必须补加多硫化钠,直至合格。否则软件设定不反应。缩合反应操作本部分难度较大,能够训练学员分析能力、决策能力和应变能力。需通过多次反应操作,并根据亲身体验到的间歇反应过程动力学特性,总结出最佳操作方法。认真且迅速检查并确认:放空阀HV-21,进料阀V15、V16,出料阀V20是否关闭。开启反应釜R2搅拌电机M02,观察釜内温度T已经略有上升。适当打开夹套蒸汽加热阀HV-
12、17,观察反应釜内温度T逐渐上升。注意加热量的调节应使温度上升速度适中。加热速率过猛会使反应后续的剧烈阶段失控而产生超压事故。加热速率过慢会使反应停留在低温压,副反应会加强,影响主产物产率。反应釜温度和压力是确保反应安全的关键参数,所以必须根据温度和压力的变化来控制反应的速率。当温度T上升至45左右应停止加热,关闭夹套蒸汽加热阀HV-17。反应此时已被深度诱发,并逐渐靠自身反应的放热效应不断加快反应速度。操作学员应根据具体情况,主要是根据反应釜温度T上升的速率,在0.10 0.20 /s 以内,当反应釜温度T上升至65左右(釜压0.18MPa左右),间断小量开启夹套冷却水阀门HV-18及蛇管冷
13、却水阀门HV-19,控制反应釜的温度和压力上升速度,提前预防系统超压。在此特别需要指出的是:开启HV-18和HV-19的同时,应当观察夹套冷却水出口温度T2和蛇管冷却水出口温度T3不得低于60。如果低于60,反应物产物中的硫磺(副产物之一)将会在夹套内壁和蛇管传热面上结晶,增大热阻,影响传热,因而大大减低冷却控制作用。特别是当反应釜温度还不足够高时更易发生此种现象。反应釜温度大约在90(釜压0.34MPa左右)以下副反应速率大于主反应速率, 反应釜温度大约在90以上主反应速率大于副反应速率。反应预计在95110(或釜压0.410.55 MPa)进入剧烈难控的阶段。学员应充分集中精力并加强对HV
14、-18和HV-19的调节。这一阶段学员既要大胆升压,又要谨慎小心防止超压。为使主反应充分进行,并尽量减弱副反应,应使反应温度维持在121(或压力维持在0.69 MPa左右)。但压力维持过高,一旦超过0.8 MPa(反应温度超过128),将会报警扣分。如果反应釜压力P上升过快,已将HV-18和HV-19开到最大,仍压制不住压力的上升,可迅速打开高压水阀门V25及高压水泵电机开关M05,进行强制冷却。如果开启高压水泵后仍无法压制反应,当压力继续上升至0.83 MPa(反应温度超过130)以上时,应立刻关闭反应釜R2搅拌电机M2。此时物料会因密度不同而分层,反应速度会减缓,如果强制冷却及停止搅拌奏效
15、,一旦压力出现下降趋势,应关闭V25及高压水泵开关M05,同时开启反应釜搅拌电机开关M02。如果操作不按规程进行,特别是前期加热速率过猛,加热时间过长,冷却又不及时,反应可能进入无法控制的状态。即使采取了第、第项措施还控制不住反应压力,当压力超过1.20 MPa 已属危险超压状态,将会再次报警扣分。此时应迅速打开放空阀HV-21,强行泄放反应釜压力。由于打开放空阀会使部分二硫化碳蒸汽散失(当然也污染大气),所以压力一旦有所下降,应立刻关闭HV-21,若关闭阀HV-21压力仍上升,可反复数次。需要指出,二硫化碳的散失会直接影响主产物产率。如果第、三种应急措施都不能见效,反应器压力超过1.60 M
16、Pa,将被认定为反应器爆炸事故。此时紧急事故报警闪光,仿真软件处于冻结状态。成绩为零分。反应保温阶段如果控制合适,反应历经剧烈阶段之后,压力P、温度T会迅速下降。此时应逐步关小冷 却水阀HV-18和HV-19,使反应釜温度保持在120(压力保持在0.680.70 MPa左右),不断调整直至全部关闭掉HV-18和HV-19。当关闭HV-18和HV-19后出现压力下降时,可适当打开夹套蒸汽加热阀HV-17,仔细调整,使反应釜温度始终保持在120(压力保持在0.680.70 MPa )510分钟(实际为23小时)。保温之目的在于使反应尽可能充分地进行,以便达到尽可能高的主产物产率。此刻是观看开车成绩
17、的最佳时刻。教师可参考记录曲线综合评价学员开车水平。出料及清洗反应器完成保温后,即可进入出料及反应釜清洗阶段。首先打开放空阀HV-21约10秒(实际为25分钟),放掉釜内残存的可燃气体及硫化氢。关闭放空阀HV-21。打开出料增压蒸汽阀V23,使釜内压力升至0.79 MPa以上。打开出料管预热阀V22及V24约10秒(实际为25分钟)。关闭V22及V24。立即打开出料阀V20,观察反应釜液位H-3逐渐下降,但釜内压力不变。当液位H-3下降至0.09m时,压力开始迅速下降到0.44 MPa左右,保持10秒充分吹洗反应釜及出料管。关闭出料管V20及蒸汽增压阀V23。打开蒸汽阀V24及放空阀HV-21
18、吹洗反应釜10秒(实际为25分钟)。关闭阀门V24。至此全部反应岗位操作完毕,可进入操作下一批反应的准备工作。实习体会通过此次实习,我进一步深刻了解了化工生产的操作过程,熟悉了几个基本的化工生产的开停车过程,具备了一定的基本操作能力。虽然没有真的在工厂进行真正的操作,但是通过在电脑上进行仿真实习,了解了化工过程的工艺和控制系统的动态特性、提高了对工艺过程的运行和控制能力。通过此次仿真实习,我悟出了几个要点:在进行手动开车前一定要进行预习,要熟悉工艺流程、熟悉操作设备、熟悉控制系统、熟悉开车规程。以免进行错误操作,浪费时间,使自己不能很好的掌握所学习的内容。在操作时切忌大起大落,为了加快操作速度
19、,减少操作时间,如果贪快贸然加大控制量,很可能会由于系统的惯性,使得生产情况超出基本限度,发生报警,最后生产出不合格产品,甚至导致设备故障,以致发生危险。因此在操作生产中一定要按照要求来,不能贪功冒进,要有耐心,不能急于求成。在进行开车前,我们要仔细的把开车前的准备工作做好,不能怕麻烦而忽略准备工作。这很可能是产品是否合格,甚至生产过程是否安全的要点,决不能忽略。在开车过程中,要先进行低负荷工作,在开车达到正常情况后再提高负荷。这样能避免在开车过程中因误操作引起问题时发生引起很大的安全事故。附录资料:不需要的可以自行删除C语言中如何获取时间?精度如何?1 使用time_t time( time
20、_t * timer ) 精确到秒2 使用clock_t clock() 得到的是CPU时间精确到1/CLOCKS_PER_SEC秒3 计算时间差使用double difftime( time_t timer1, time_t timer0 )4 使用DWORD GetTickCount() 精确到毫秒5 如果使用MFC的CTime类,可以用CTime:GetCurrentTime() 精确到秒6 要获取高精度时间,可以使用BOOL QueryPerformanceFrequency(LARGE_INTEGER *lpFrequency)获取系统的计数器的频率BOOL QueryPerform
21、anceCounter(LARGE_INTEGER *lpPerformanceCount)获取计数器的值然后用两次计数器的差除以Frequency就得到时间。7 Multimedia Timer FunctionsThe following functions are used with multimedia timers.timeBeginPeriod/timeEndPeriod/timeGetDevCaps/timeGetSystemTime/*/用标准C实现获取当前系统时间的函数一.time()函数time(&rawtime)函数获取当前时间距1970年1月1日的秒数,以秒计数单位,存
22、于rawtime 中。#include time.hvoid main ()time_t rawtime;struct tm * timeinfo;time ( &rawtime );timeinfo = localtime ( &rawtime );printf ( 007The current date/time is: %s, asctime (timeinfo) );exit(0);=#include - 必须的时间函数头文件time_t - 时间类型(time.h 定义是typedef long time_t; 追根溯源,time_t是long)struct tm - 时间结构,ti
23、me.h 定义如下:int tm_sec;int tm_min;int tm_hour;int tm_mday;int tm_mon;int tm_year;int tm_wday;int tm_yday;int tm_isdst;time ( &rawtime ); - 获取时间,以秒计,从1970年1月一日起算,存于rawtimelocaltime ( &rawtime ); - 转为当地时间,tm 时间结构asctime ()- 转为标准ASCII时间格式:星期 月 日 时:分:秒 年二.clock()函数,用clock()函数,得到系统启动以后的毫秒级时间,然后除以CLOCKS_PER
24、_SEC,就可以换成“秒”,标准c函数。clock_t clock ( void );#includeclock_t t = clock();long sec = t / CLOCKS_PER_SEC;他是记录时钟周期的,实现看来不会很精确,需要试验验证;三.gettime(&t); 据说tc2.0的time结构含有毫秒信息#include#includeint main(void)struct time t;gettime(&t);printf(The current time is: -:d:d.dn,t.ti_hour, t.ti_min, t.ti_sec, t.ti_hund);re
25、turn 0;time 是一个结构体, 其中成员函数 ti_hund 是毫秒。四.GetTickCount(),这个是windows里面常用来计算程序运行时间的函数;DWORD dwStart = GetTickCount();/这里运行你的程序代码DWORD dwEnd = GetTickCount();则(dwEnd-dwStart)就是你的程序运行时间, 以毫秒为单位这个函数只精确到55ms,1个tick就是55ms。五.timeGetTime()t,imeGetTime()基本等于GetTickCount(),但是精度更高DWORD dwStart = timeGetTime();/这
26、里运行你的程序代码DWORD dwEnd = timeGetTime();则(dwEnd-dwStart)就是你的程序运行时间, 以毫秒为单位虽然返回的值单位应该是ms,但传说精度只有10ms。=/*Unix#unix时间相关,也是标准库的/*1.timegm函数只是将struct tm结构转成time_t结构,不使用时区信息;time_t timegm(struct tm *tm);2.mktime使用时区信息time_t mktime(struct tm *tm);timelocal 函数是GNU扩展的与posix函数mktime相当time_t timelocal (struct tm
27、*tm);3.gmtime函数只是将time_t结构转成struct tm结构,不使用时区信息;struct tm * gmtime(const time_t *clock);4.localtime使用时区信息struct tm * localtime(const time_t *clock);1.time获取时间,stime设置时间time_t t;t = time(&t);2.stime其参数应该是GMT时间,根据本地时区设置为本地时间;int stime(time_t *tp)3.UTC=true 表示采用夏时制;4.文件的修改时间等信息全部采用GMT时间存放,不同的系统在得到修改时间后
28、通过localtime转换成本地时间;5.设置时区推荐使用setup来设置;6.设置时区也可以先更变/etc/sysconfig/clock中的设置再将ln -fs /usr/share/zoneinfo/xxxx/xxx /etc/localtime 才能重效time_t只能表示68年的范围,即mktime只能返回1970-2038这一段范围的time_t看看你的系统是否有time_t64,它能表示更大的时间范围/*windows#Window里面的一些不一样的/*一.CTime () 类VC编程一般使用CTime类 获得当前日期和时间CTime t = GetCurrentTime();S
29、YSTEMTIME 结构包含毫秒信息typedef struct _SYSTEMTIME WORD wYear;WORD wMonth;WORD wDayOfWeek;WORD wDay;WORD wHour;WORD wMinute;WORD wSecond;WORD wMilliseconds; SYSTEMTIME, *PSYSTEMTIME;SYSTEMTIME t1;GetSystemTime(&t1)CTime curTime(t1);WORD ms = t1.wMilliseconds;SYSTEMTIME sysTm;:GetLocalTime(&sysTm);在time.h中
30、的_strtime() /只能在windows中用char t11;_strtime(t);puts(t);/*获得当前日期和时间CTime tm=CTime:GetCurrentTime();CString str=tm.Format(%Y-%m-%d);在VC中,我们可以借助CTime时间类,获取系统当前日期,具体使用方法如下:CTime t = CTime:GetCurrentTime(); /获取系统日期,存储在t里面int d=t.GetDay(); /获得当前日期int y=t.GetYear(); /获取当前年份int m=t.GetMonth(); /获取当前月份int h=t
31、.GetHour(); /获取当前为几时int mm=t.GetMinute(); /获取当前分钟int s=t.GetSecond(); /获取当前秒int w=t.GetDayOfWeek(); /获取星期几,注意1为星期天,7为星期六二.CTimeSpan类如果想计算两段时间的差值,可以使用CTimeSpan类,具体使用方法如下:CTime t1( 1999, 3, 19, 22, 15, 0 );CTime t = CTime:GetCurrentTime();CTimeSpan span=t-t1; /计算当前系统时间与时间t1的间隔int iDay=span.GetDays();
32、/获取这段时间间隔共有多少天int iHour=span.GetTotalHours(); /获取总共有多少小时int iMin=span.GetTotalMinutes();/获取总共有多少分钟int iSec=span.GetTotalSeconds();/获取总共有多少秒三._timeb()函数_timeb定义在SYSTIMEB.H,有四个fieldsdstflagmillitmtimetimezonevoid _ftime( struct _timeb *timeptr );struct _timeb timebuffer;_ftime( &timebuffer );取当前时间:文档讲
33、可以到ms,有人测试,好象只能到16ms!四.设置计时器定义TIMER ID#define TIMERID_JISUANFANGSHI 2在适当的地方设置时钟,需要开始其作用的地方;SetTimer(TIMERID_JISUANFANGSHI,200,NULL);在不需要定时器的时候的时候销毁掉时钟KillTimer(TIMERID_JISUANFANGSHI);对应VC程序的消息映射void CJisuan:OnTimer(UINT nIDEvent)switch(nIDEvent)#如何设定当前系统时间windowsSYSTEMTIME m_myLocalTime,*lpSystemTim
34、e;m_myLocalTime.wYear=2003;m_myLocalTime.wM;m_myLocalTime.wDay=1;m_myLocalTime.wHour=0;m_myLocalTime.wMinute=0;m_myLocalTime.wSec;m_myLocalTime.wMillisec;lpSystemTime=&m_myLocalTime;if( SetLocalTime(lpSystemTime) ) /此处换成 SetSystemTime( )也不行MessageBox(OK !);elseMessageBox(Error !);SYSTEMTIME m_myLoca
35、lTime,*lpSystemTime;m_myLocalTime.wYear=2003;m_myLocalTime.wM;m_myLocalTime.wDay=1;lpSystemTime=&m_myLocalTime;if( SetDate(lpSystemTime) ) /此处换成 SetSystemTime( )也不行MessageBox(OK !);elseMessageBox(Error !);本文来自CSDN博客,转载请标明出处:HYPERLINK /khuang2008/archive/2008/12/09/3483274.aspx/khuang2008/archive/200
36、8/12/09/3483274.aspx一种制作微秒级精度定时器的方法当使用定时器时,在很多情况下只用到毫秒级的时间间隔,所以只需用到下面的两种常用方式就满足要求了。一是用SetTimer函数建立一个定时器后,在程序中通过处理由定时器发送到线程消息队列中的WM_TIMER消息,而得到定时的效果(退出程序时别忘了调用和SetTimer配对使用的KillTimer函数)。二是利用GetTickCount函数可以返回自计算机启动后的时间,通过两次调用GetTickCount函数,然后控制它们的差值来取得定时效果,此方式跟第一种方式一样,精度也是毫秒级的。用这两种方式取得的定时效果虽然在许多场合已经满
37、足实际的要求,但由于它们的精度只有毫秒级的,而且在要求定时时间间隔小时,实际定时误差大。下面介绍一种能取得高精度定时的方法。在一些计算机硬件系统中,包含有高精度运行计数器(high-resolution performance counter),利用它可以获得高精度定时间隔,其精度与CPU的时钟频率有关。采用这种方法的步骤如下:1、首先调用QueryPerformanceFrequency函数取得高精度运行计数器的频率f。单位是每秒多少次(n/s),此数一般很大。2、在需要定时的代码的两端分别调用QueryPerformanceCounter以取得高精度运行计数器的数值n1,n2。两次数值的差
38、值通过f换算成时间间隔,t=(n2-n1)/f。下面举一个例子来演示这种方法的使用及它的精确度。在VC 6.0 下用MFC建立一个对话框工程,取名为HightTimer.在对话框面板中控件的布局如下图:其中包含两个静态文本框,两个编辑框和两个按纽。上面和下面位置的编辑框的ID分别为IDC_E_TEST和IDC_E_ACTUAL,通过MFC ClassWizard添加的成员变量也分别对应为DWORD m_dwTest和DWORD m_dwAct. “退出”按纽的ID为IDOK,“开始测试”按纽ID为IDC_B_TEST,用MFC ClassWizard添加此按纽的单击消息处理函数如下:void
39、CHightTimerDlg:OnBTest()/ TODO: Add your control notification handler code hereUpdateData(TRUE); /取输入的测试时间值到与编辑框相关联的成员变量m_dwTest中LARGE_INTEGER frequence;if(!QueryPerformanceFrequency( &frequence) /取高精度运行计数器的频率,若硬件不支持则返回FALSEMessageBox(Your computer hardware doesnt support the high-resolution perform
40、ance counter,Not Support, MB_ICONEXCLAMATION | MB_OK);LARGE_INTEGER test, ret;test.QuadPart = frequence.QuadPart * m_dwTest / 1000000; /通过频率换算微秒数到对应的数量(与CPU时钟有关),1秒=1000000微秒ret = MySleep( test ); /调用此函数开始延时,返回实际花销的数量m_dwAct = (DWORD)(1000000 * ret.QuadPart / frequence.QuadPart ); /换算到微秒数UpdateData(
41、FALSE); /显示到对话框面板其中上面调用的MySleep函数如下:LARGE_INTEGER CHightTimerDlg:MySleep(LARGE_INTEGER Interval)/ 功能:执行实际的延时功能 / 参数:Interval 参数为需要执行的延时与时间有关的数量 / 返回值:返回此函数执行后实际所用的时间有关的数量 / LARGE_INTEGER privious, current, Elapse;QueryPerformanceCounter( &privious );current = privious;while( current.QuadPart - privi
42、ous.QuadPart Interval.QuadPart )QueryPerformanceCounter( t );Elapse.QuadPart = current.QuadPart - privious.QuadPart;return Elapse;注:别忘了在头文件中为此函数添加函数声明。至此,可以编译和执行此工程了,结果如上图所示。在本人所用的机上(奔腾366, 64M内存)测试,当测试时间超过3微秒时,准确度已经非常高了,此时机器执行本身延时函数代码的时间对需要延时的时间影响很小了。上面的函数由于演示测试的需要,没有在函数级封装,下面给出的函数基本上可以以全局函数的形式照搬到别
43、的程序中。BOOL MySleep(DWORD dwInterval)/ 功能:执行微秒级的延时功能 / 参数:Interval 参数为需要的延时数(单位:微秒) / 返回值:若计算机硬件不支持此功能,返回FALSE,若函数执行成功,返回TRUE / BOOL bNormal = TRUE;LARGE_INTEGER frequence, privious, current, interval;if(!QueryPerformanceFrequency( &frequence):MessageBox(NULL, Your computer hardware doesnt support the
44、 high-resolution performance counter,Not Support, MB_ICONEXCLAMATION | MB_OK); /或其它的提示信息return FALSE;interval.QuadPart = frequence.QuadPart * dwInterval / 1000000;bNormal = bNormal & QueryPerformanceCounter( &privious );current = privious;while( current.QuadPart - privious.QuadPart interval.QuadPart
45、 )bNormal = bNormal & QueryPerformanceCounter( t );return bNormal;需要指出的是,由于在此函数中的代码很多,机器在执行这些代码所花费的时间也很长,所以在需要几个微秒的延时时,会影响精度。实际上,读者在熟悉这种方法后,只要使用QueryPerformanceFrequency和QueryPerformanceCounter这两个函数就能按实际需要写出自己的延时代码了。使用CPU时间戳进行高精度计时对关注性能的程序开发人员而言,一个好的计时部件既是益友,也是良师。计时器既可以作为程序组件帮助程序员精确的控制程序进程,又是一件有力的调试
46、武器,在有经验的程序员手里可以尽快的确定程序的性能瓶颈,或者对不同的算法作出有说服力的性能比较。在Windows平台下,常用的计时器有两种,一种是timeGetTime多媒体计时器,它可以提供毫秒级的计时。但这个精度对很多应用场合而言还是太粗糙了。另一种是QueryPerformanceCount计数器,随系统的不同可以提供微秒级的计数。对于实时图形处理、多媒体数据流处理、或者实时系统构造的程序员,善用QueryPerformanceCount/QueryPerformanceFrequency是一项基本功。本文要介绍的,是另一种直接利用Pentium CPU内部时间戳进行计时的高精度计时手段
47、。以下讨论主要得益于Windows图形编程一书,第15页17页,有兴趣的读者可以直接参考该书。关于RDTSC指令的详细讨论,可以参考Intel产品手册。本文仅仅作抛砖之用。在Intel Pentium以上级别的CPU中,有一个称为“时间戳(Time Stamp)”的部件,它以64位无符号整型数的格式,记录了自CPU上电以来所经过的时钟周期数。由于目前的CPU主频都非常高,因此这个部件可以达到纳秒级的计时精度。这个精确性是上述两种方法所无法比拟的。在Pentium以上的CPU中,提供了一条机器指令RDTSC(Read Time Stamp Counter)来读取这个时间戳的数字,并将其保存在ED
48、X:EAX寄存器对中。由于EDX:EAX寄存器对恰好是Win32平台下C+语言保存函数返回值的寄存器,所以我们可以把这条指令看成是一个普通的函数调用。像这样:inline unsigned _int64 GetCycleCount() _asm RDTSC 但是不行,因为RDTSC不被C+的内嵌汇编器直接支持,所以我们要用_emit伪指令直接嵌入该指令的机器码形式0X0F、0X31,如下:inline unsigned _int64 GetCycleCount() _asm _emit 0 x0F _asm _emit 0 x31 以后在需要计数器的场合,可以像使用普通的Win32 API一样
49、,调用两次GetCycleCount函数,比较两个返回值的差,像这样: unsigned long t; t = (unsigned long)GetCycleCount(); /Do Something time-intensive . t -= (unsigned long)GetCycleCount(); Windows图形编程第15页编写了一个类,把这个计数器封装起来。有兴趣的读者可以去参考那个类的代码。作者为了更精确的定时,做了一点小小的改进,把执行RDTSC指令的时间,通过连续两次调用GetCycleCount函数计算出来并保存了起来,以后每次计时结束后,都从实际得到的计数中减掉这
50、一小段时间,以得到更准确的计时数字。但我个人觉得这一点点改进意义不大。在我的机器上实测,这条指令大概花掉了几十到100多个周期,在Celeron 800MHz的机器上,这不过是十分之一微秒的时间。对大多数应用来说,这点时间完全可以忽略不计;而对那些确实要精确到纳秒数量级的应用来说,这个补偿也过于粗糙了。 这个方法的优点是: 1.高精度。可以直接达到纳秒级的计时精度(在1GHz的CPU上每个时钟周期就是一纳秒),这是其他计时方法所难以企及的。 2.成本低。timeGetTime 函数需要链接多媒体库winmm.lib,QueryPerformance* 函数根据MSDN的说明,需要硬件的支持(虽
51、然我还没有见过不支持的机器)和KERNEL库的支持,所以二者都只能在Windows平台下使用(关于DOS平台下的高精度计时问题,可以参考图形程序开发人员指南,里面有关于控制定时器8253的详细说明)。但RDTSC指令是一条CPU指令,凡是i386平台下Pentium以上的机器均支持,甚至没有平台的限制(我相信i386版本UNIX和Linux下这个方法同样适用,但没有条件试验),而且函数调用的开销是最小的。 3.具有和CPU主频直接对应的速率关系。一个计数相当于1/(CPU主频Hz数)秒,这样只要知道了CPU的主频,可以直接计算出时间。这和QueryPerformanceCount不同,后者需要通过QueryPerformanceFrequency获取当前计数器每秒的计数次数才能换算成时间。 这个方法的缺点是: 1.现有的C/C+编译器多数不
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