基于PLC网络的公路隧道测控系统实现

从优化公路隧道测控系统的目标出发,针对公路隧道的特殊环境,结合公路隧道机电设施多而分散的特征,充分利用PLC抗干扰性好,机电一体化程度高,通信和网络功能强大的特点,将PLC作为现场区域控制器,论述了ControllerLink网络的特点、硬件配置原则、通信设置及实现方法,搭建了以光纤作为传输介质的PLC冗余环网,实现了数据传递容量大、通信速率快、传输距离远、可靠性高的测控系统。     

PLC和iFIX在公路隧道交通监控中的应用

隧道作为路段的特殊构造物,具有易发生事故及事故危害程度大,难于处理的特点。为保障公路隧道内道路畅通和行车安全,减少交通事故的发生,防止造成二次事故,隧道需要设置交通控制系统。以青海柳梢沟隧道监控系统为例,系统通过组建ABB AC500 PLC冗余系统OPC服务器,由组态软件i FIX自带的OPC客户端驱动读取服务器数据,与工业以太网技术相结合来实现公路隧道的远程数据采集。实际运行表明,该系统操作简便、易于维护、通信稳定且数据传输速率高。     

隧道机电设备检测评价方法

随着时代的进步与技术的发展,公路的覆盖范围也越来越大。作为保障隧道正常运营的关键系统,隧道机电系统也在不断发展和成熟。隧道机电系统的功能完整性及运行安全性是公路运营管理中的关键问题之一,而隧道机电检测为公路运营管理人员提供了一种快速、直观了解隧道机电系统运营状况的手段及方法。如何对运营一段时间的隧道机电系统进行客观、合理、科学的评价,保证隧道机电系统的安全性、可靠性及稳定性,是运营管理单位非常重视的问题。针对现今的机电设备常以设备能否工作作为检测的唯一标准等现象,文中就公路隧道机电系统检测的评价方法进行了分析及探讨,并根据机电设备运行情况、功能特性等参量,提出了隧道机电检测的方法及评价指标。     

基于DataSocket的分布式测控网络全双工数据通信方法研究

针对大型的、复杂的分布式测控网络中的数据通信要求实时性强、传输数据准确可靠、传输距离远等特点,提出了现场数据实时通信DataSocket技术,论述了应用DataSocket技术实现实时数据通信的要求和方法,并基于DataSocket技术提出了实时单工通信的模型,并在此基础上设计出了全双工实时通信的模型。实践证明：DataSocket技术不仅解决了分布式网络测控系统中数据传输数据量大、实时可靠、距离远的难题,更重要的是基于DataSocket全双工实时通信,可以真正地使得分布式测控网络中远程测量与控制融于一体。     

反射内存网络在实时测控系统中的应用

测控数据的实时传输已经成为现代测控系统,尤其是大型军工试验首要解决的问题之一;针对大型测控试验中监测点多而分散,数据传输实时性要求高的情况,提出采用分层网络结构实现系统的数据流传递;各监测点以及数据服务器之间采用反射内存网络确保测控数据的实时传输,数据处理后期工作采用传统以太网实现连接;由于LabVIEW平台在测控领域举足轻重的地位,进行了Lab-VIEW平台与反射内存网络的交互设计,通过将通信流程划分为多个子CIN节点,多个节点组合在LabVIEW中循环查询的方法,有效避免了3种常用方法导致软件平台"假死"的现象;试验表明反射内存网络实时性良好,各模拟参量以及温压测试数据实现实时传输,系统软件运行稳定可靠,达到系统预期设计目的.     

PC与PLC通讯在远程网络测控系统中的应用

概述远程网络测控系统的工作原理,介绍PC机与PLC在远程网络测控系统中的通讯方式,并采用欧姆龙(OMRON)公司专有的HostLink协议,在Delphi 7.0环境下结合第三方控件MSComm实现上下位机的通信编程.     

公路隧道监控系统网络设计及通信实现

本文讨论了PLC在高速公路隧道中的应用及其组网技术、不同层次网络间的通信实现和隧道监控系统的软件设计,在提高系统可靠性和可维护性的同时,保证了系统高速的数据传输和高效的数据处理.     

基于缓存机制的能耗最小化电力线通信网络设计

针对智能电网系统中部署电力线通信(PLC)存在通信稳定性差、传输能耗高的问题,设计一种基于缓存机制的PLC网络。引入多输入多输出的PLC通信机制,使得多个网络接入节点可同时向一个用户发送数据,提高网络通信的稳定性。通过设计最优预编码算法解决回程链路上的数据重复传输问题,从而最小化用户从缓存节点和服务器下载文件的能耗。仿真结果表明,该PLC网络可有效提高通信可靠性,节约系统资源。     

基于iFIX高速公路隧道监控系统的设计与实现

高速公路及隧道监控系统中,没有现成可用的I/O驱动,无法直接通过组态软件的I/O驱动获取数据。只能通过用户编写大量复杂的通信程序与之进行数据交换。为降低开发难度、提高开发效率,提出在组态软件脚本语言环境下运用API函数实现系统的通信设计。该系统以iFIX组态软件为平台,开发上位机监控系统软件,系统硬件部分搭建了以光纤作为传输介质的PLC冗余环网。运行结果表明,该系统占用资源小、维护方便、通信稳定且数据传输率高。     

多点互联的高速通信背板总线研究

随着工业控制和测量现场设备的增多,需要获取的原始数据量也越大,可编程逻辑控制器(PLC)和测控装置在插箱内会配置如以太网通信板件、高速数据采集板件及各类通信管理板件等。这些板件通信和采集的数据量大、实时性要求高,传统CAN和串行RS-485等总线的通信速率难以满足要求,而板内现场总线存在信号线多、时序要求高、传输距离短等缺点。为适应插箱内传输距离、提高通信速率,对总线接口、控制方法和热插拔性能进行研究,提出一种多点互联的高速通信背板总线。采用大规模现场可编程逻辑门阵列(FPGA)作为主要控制芯片,以多点低压差分信号作为物理接口信号,很好地实现大数据量传输,满足可编程逻辑控制器和测控装置插箱内高速通信的应用需求。     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

自动化技术专题讲座(Ⅳ)──智能控制技术与应用

主要介绍智能控制的原理、结构、类型和应用。     

Stabilization of robot motion and contact force interaction for third-order motor dynamics

An approach to the synthesis of control laws stabilizing motion and force in contact tasks, based on the exponential stability of the closed-loop control system, is described. When using the synthesized control laws, simultaneous stabilization of both motion and force is achieved with a preset quality of the transient responses. The task is solved in a most general form, taking into account the constraints on robot control, its position and the force of interaction of the robot and the environment, and the external perturbations and inaccuracies of the measuring sensors, when the environment dynamics is being described by nonlinear second-order differential equation, and the robot dynamics includes the third-order equations of the robot actuators dynamics.     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

Feedforward output-feedback control for continuous exothermic reactors with isotonic kinetics

The robust feedforward (FF) output-feedback (OF) control problem of (possibly open-loop unstable) continuous exothermic jacketed reactors with isotonic kinetics with respect to reactant concentration is considered. The volume, temperature, and concentration must be regulated by manipulating the feed, exit and coolant flowrates on the basis of volume and temperature measurements. The problem is addressed as an interlaced controller-observer design within a constructive control framework. The result is a quasi linear-decentralized (qLD) FF-OF dynamic controller which: (i) recovers (up to observer convergence) the behavior of a robust nonlinear FF-SF controller, (ii) has closed-loop stability conditions coupled with conventional-like tuning guidelines, and (iii) constitutes an add-on to the PI control scheme commonly employed in industrial reactors. The approach is tested with an open-loop unstable reactor example through simulations.     

Multivariable PID control by decoupling

This paper presents a new methodology to design multivariable proportional-integral-derivative (PID) controllers based on decoupling control. The method is presented for general n × n processes. In the design procedure, an ideal decoupling control with integral action is designed to minimise interactions. It depends on the desired open-loop processes that are specified according to realisability conditions and desired closed-loop performance specifications. These realisability conditions are stated and three common cases to define the open-loop processes are studied and proposed. Then, controller elements are approximated to PID structure. From a practical point of view, the wind-up problem is also considered and a new anti-wind-up scheme for multivariable PID controller is proposed. Comparisons with other works demonstrate the effectiveness of the methodology through the use of several simulation examples and an experimental lab process.