工业控制网络设计技术

0 引言 工业控制网络是计算机信息网络向工业控制现场的延伸和发展.一个完整的工业控制网络包括底层的现场总线、串行通信网络;向上发展为能够传递大量控制信息的控制器网络;再上层为工业以太网,并融入到Internet/Intranet的信息管理层网络中.     

工业过程网络控制理论的研究状况

介绍了工业过程网络控制理论研究大大落后于网络控系统实际应用的现状，提出了工业网络控制系统的构想。     

现场总线与工业控制网络

现场总线及其网络的定义、背景、模型、结构、特点和应用.     

工业以太网网络可用性分析

本文对控制网络可用性的概念进行了论述，并对工业以太网的网络可用性进行了分析，具体的指出了工业以太网目前网络可用性的状况。     

基于以太网的工业控制网络

应用传统现场总线的工业控制网络无法实现办 公室自动化与工业自动化的无缝结合．由于以太网在确定性、速度和优先法则等方面性能的 提高,阻碍以太网应用于实时控制环境的难点已被解决．以太网早已成为商业管理网络的首 要选择,那么它应用于企业现场设备控制层是控制网络发展的趋势,将极大地促进信息从传 感器到管理层的集成．     

现场总线控制网络模型与网络集成

现场总线技术已成为工业控制领域研究的热点,分散化、网络化是控制系统发展的新方向。西方介绍了现场总线条件下控制网络模型的层次结构特点及关键技术,并依照模型的要求,探讨了控制网络与信息网络集成的问题。     

工业控制的应用现状和发展趋势

网络化的结构、智能化的现场设备和现场化的控制功能是现代工业控制系统的主要特征。DCS、工业以太网和现场总线系统都体现了控制系统向网络化、集成化、分布化、节点智能化的发展趋势。     

SIMATIC CP1613及其在工业控制网络中的应用

介绍了SIMATIC CP1613的功能及其应用，SIMATIC CP1613是西门子公司开发的具有OPC接口标准的通信处理器，适合以Profibus现场总线作为底层通信层的大型综合工业控制系统。     

网络控制系统的应用现状与发展方向

针对目前网络控制系统的发展现状，综述了集散控制系统（DCS）、现状总线控制系统（FCS）和工业以太网在工业控制中的应用现状、技术特点、最新进展以及发展趋势。同时也提取了目前此三者在国内的应用现状，并指出了各网络控制系统在实际应用中存在的缺陷和解决方法。     

控制网络技术的发展

本介绍了分布式控制网络,嵌入式控制网络及交换式控制网络等控制网络技术,阐述控制网络技术的发展。     

Feasibility analysis of hybrid control networks based on common industrial protocol

This paper reports a feasibility analysis of the use of a hybrid control network based on the Common Industrial Protocol (CIP). For this feasibility analysis, the message service time between DeviceNet and the wireless devices is investigated. The feasibility of hybrid control networks is analyzed using a mathematical analysis and experimental tests. The experimental results show the feasibility of the hybrid control networks in terms of the polling/COS service time and the average end-to-end delays.     

基于实时网络控制的工业自动化系统

自动化技术己成为国家工业生产力水平的一个重要标志。文章介绍了工业自动化技术的发展历史和在中国的应用水平,阐述了基于实时网络控制自动化技术的设计,并以钢铁工业为例分析了自动化技术在国内重要工业领域的应用状况,阐明了自动化技术在工业发展中的重要作用。     

无线工业控制网络中的时间同步研究

针对无线工业控制网络WICN的特点,分析RBS和TPSN时间同步算法的不足。利用基于令牌的MAC协议,提出一种适用于无线工业控制网的时间同步算法WICNTS,该算法采用MAC层记录时戳的方式进行成对同步。然后给出了模型的建立过程,并用离散事件仿真平台OMNeT++对该协议进行仿真实验,仿真结果表明该算法能满足WICN网络的时间同步要求。     

基于令牌的无线工业控制网络的信道接入控制

针对无线工业控制网络(WICN)的实时性和可靠性要求,在分析了几种常见的无线局域网的MAC协议(MACA、MA-CAW和IEEE802.11)的不足后,提出了一种基于令牌控制的MAC协议.并且还详细介绍了该协议中的令牌恢复机制、优先级机制和数据帧确认机制,并利用离散事件仿真平台OMNeT 对该协议和CSMA/CA协议进行了仿真对比试验.仿真结果表明,该协议保证了信道接入的公平性,减少了数据传输时延,增强了数据传输的可靠性,适用于无线工业控制网络.     

工业控制系统可靠性设计技术应用研究

目前工业控制系统已广泛应用于冶金、机械、石油、化工、环保等领域,然而我国研制的工业控制系统可靠性较差,国外系统占领了国内60%以上的市场份额。面对日趋激烈的市场竞争,工业控制系统的可靠性越发重要。本文主要针对分散控制系统的可靠性设计技术应用研究进行阐述。     

Generalized predictive control using recurrent fuzzy neural networks for industrial processes

This paper presents a design methodology for predictive control of industrial processes via recurrent fuzzy neural networks (RFNNs). A discrete-time mathematical model using RFNN is constructed and a learning algorithm adopting a recursive least squares (RLS) approach is employed to identify the unknown parameters in the model. A generalized predictive control (GPC) law with integral action is derived based on the minimization of a modified predictive performance criterion. The stability and steady-state performance of the resulting control system are studied as well. Two examples including the control of a nonlinear process and the control of a physical variable-frequency oil-cooling machine are used to demonstrate the effectiveness of the proposed method. Both results from numerical simulations and experiments show that the proposed method is capable of controlling industrial processes with satisfactory performance under setpoint and load changes.     

我国工业计算机发展现状与机遇

我国工业计算机技术发展已走过了几十年的道路,取得了不斐的成绩,工业计算机产业已具有一定的规模,产品在各个行业广泛应用,效益显著。但与国际相比,发展仍有较大差距。本文论述我国工业计算机发展的历程,分析了产业发展现状及发展机遇与挑战。     

工业控制计算机系统中若干问题的研究

伴随着现代化信息技术的高速发展,控制系统愈来愈成为网络与控制相结合的系统,关于这一领域的研究也成为一个前沿的课题.尤其是对于工业领域来说,计算机的应用将会带动其发生巨大的变革,从而朝着更为长远的方向发展.本文立足于这一现状展开讨论,并结合计算机在工业控制装置的应用过程当中产生的问题进行深入研究,进而提出相应的策略.     

Decoupling force and motion control in industrial robots

A theoretical approach to force control design for industrial robots involved in surface-following tasks is described in this paper, assuming an infinitely stiff environment. Independent Joint Control techniques, based on standard (PID) algorithms, are adopted for position control. Force control acts as an outer loop, by adding a bias to the position set points in the joint space. A simple model and compensation of the joint flexibility effects, that play an important role in determining the dynamic behavior of the system, are also presented, leading to a force control decoupled from motion control. Some experimental results are discussed, with reference to the industrial robot SMART.     

工业控制系统信息安全管理措施研究

由于当前工业控制系统正面临着严峻的信息安全风险,作为国家经济命脉的重要基础设施,工业控制系统必须要进行系统信息安全防护建设。本文在对工业控制系统信息安全和信息安全风险来源分析的基础上,从管理的角度提出了相关的建议措施。