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网络控制系统的发展研究现状

时间:2022-10-06 15:47来源:毕业论文
任何一种新技术的呈现,都会有它的发展背景和前期条件。网络控制系统技 术直接形成于计算机控制技术的发展与广泛运用。 1962 年,英国帝国化学工业公司首先创造计算机直接控制技

任何一种新技术的呈现,都会有它的发展背景和前期条件。网络控制系统技 术直接形成于计算机控制技术的发展与广泛运用。

1962 年,英国帝国化学工业公司首先创造计算机直接控制技术,采用数字 计算机代替传统的模拟调节器作为系统的核心控制单元,这奠定了计算机控制技 术的产生,进入计算控制时代。但是因为这种控制技术过于集中,实时控制受限 于硬件设备的集中分布,计算机复荷太大;受计算机是否发生故障的影响,整个 工作过程都将受控制而瘫痪停机。受工业生产规模的不断壮大的要求,对生产过程中安全稳定的要求不断严格规范,集中式的控制系统越来越不能满足实际的生 产要求规范,数字计算机技术的提高、成本的有效降低和空间体积的显著减少, 促使工程师们打破集中式控制系统结构,于是将控制功能的作用分级调配,分布 式的控制系统应用于现代工业自动化领域成为可能。84389

1975 年,Honeywell 公司提出生产了第一套集散控制系统,开创了分布式控 制系统的先例。集散控制系统针对早期集中式控制系统的劣势,将一个控制过程 分解为不同的子系统,用多台计算机分别承担不同的控制部分,发挥一部分控制 功能,由一台主机协调决断。它尊守的控制原则:分散控制,集中操作,分级调 控,综合协调。集散控制系统褒贬不一。集散控制系统还是模糊数字混合系统, 尤其是控制单元和现场设备之间,各仪表之间信号传输依然是模拟信号,电流的 损耗和线路干扰严重的制约着系统的精确度。结构上和集中时刻控制系统一样, 主从式的控制思想。而且集散控制系统适用于非开放式的专用网络,相互之间不 兼容,不便于提高系统组态的灵活性和可维性。论文网

相对于集散控制系统的非开放式的专用系统,现场总控线系统是开放式的分 布式控制系统,它将封闭的专用协议变为标准开放的协议,它的设备节点含有数 字处理器,良好的数字计算和数字通信能力保证真正意义生的分布式控制系统的 实现。现场总控线系统比集散系统有明显优势:它是数字串性通信网络,利用总 线式网络的结构,设备之间可进行各种不同的通信,充分利用网络的带宽,减少 使用成本而减少数据传输线路,有利于维护安装:它具有一定的智能,可以胜任 简单的控制任务,像 PID、数字滤波和补偿处理的等,还能处理各种故障、运行 和参数信息:现场总控线系统致使系统扁平化、分散化,使系统更加可靠,有利 于管理层及时了解底层控制器的运行状态,有利于管控一体化的实现。体现“信 息集中,控制分散”思想的现场总控线系统具有良好的兼容性。

现场总控线系统因为还没有实现完全的标准统一,不能完成工业企业自动化 真正透明的信息互访和集成。从计算机控制系统的发展史来看,计算机技术受现 代工业自动化的热门。现代工业自动化热衷于将计算机网络和控制系统相结合, 利用将网络作为媒介来连接不同的设备部件,组成不同层面的上的操作和信息处 理。从而突出系统的模块性、控制系统的分散性、自诊断性、快速方便的维护和 低成本的要求显得更为重要。网络控制系统(Networked Control Systems,NCS)满足计算机、网络技术和控制技术结合的趋势,是必然的发展结果。 相对于其他的网络控制系统,NCS 中网络的各个节点必须紧密协调工作才能

完成控制任务,其中所有的实时性传感器和控制器数据是以网络来传输的。计算 机直接控制是直接对过程进行控制,集散控制是在各自的模块中完成许多实时性 的任务,而开关信号,监控信号和警报信号等是通过网络传输。从网络结构上分 析,现场总控系统和网络控制系统没有区别,都是多个节点共享信道传输,都是 总线网络。定义上,现场总控重点是节点之间的信息传输和共享,网络控制系统 强调在串行总线上建立闭环控制回路。所以,NCS 对网络要求更高,更分散化。 网络控制系统的优点:减少系统布线,降低集成成本,物理结构简单,交互性能 好,有利于系统安装、维护和扩展。 网络控制系统的发展研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_100046.html

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