基于LonWorks现场总线技术构建网络控制系统的研究

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现场总线技术的兴起,改变了控制系统的结构,使其向着网络化的方向发展,形成了控制网络.正是由于它适应了控制系统向智能化,网络化和分散化发展的趋势,因而显示出强大的生命力,FCS(Fieldbus Control System)是控制系统未来的发展方向.但在现场总线的控制系统中,不可避免的要涉及两个方面的问题:第一,针对不同的控制对象,可以方便的实现闭环控制;第二,在实现了闭环控制的基础上,可以方便的利用上位机,进行整个控制系统的组态监控.该文的主要工作围绕这两个问题展开:一:针对第一个问题,该文将自整定控制技术和现场总线技术相结合,把一般过程控制中的PID参数自整定的思想应用到FCS控制系统中.过程对象的辨识方法是基于Astrom和Hagglund提出的继电反馈实验方法.该方法的主要优点是辨识过程是在闭环中进行的,而系统仍然运行在工作点附近,这样既不影响系统的正常运行,又可以克服系统非线性对参数整定的影响.并且,该文基于LonWorks的现场总线技术构建了一个对闭环网络控制系统进行自整定的平台,解决了闭环网络控制系统走向实用的瓶颈问题,试验表明通过自整定的闭环网络控制系统具有良好的控制性能,从而表明该平台的有效性和可行性.二:对第二个问题,该文基于一个LonWorks现场总线的应用背景,采用了组态软件技术.利用组态软件(ForceContro1)在构建人机界面的便利性,方便的实现对整个控制系统的组态监控.这里的关键工作是基于LNS(LonWorks NetWork Service)控件开发了组态软件ForceControl和LonWorks网络的数据接口,实现组态软件的HMI(Human Machine Interface)和底层网络的数据交换.实际的系统运行良好,表明了该方案的有效性和易实现性.
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