网络控制系统的通信机制分析与应用

对基于通信网络的控制系统展开研究,提出网络控制系统NCS(NetworkedControlSystem)的概念,描述其结构特点及功能分配,指出它是控制与信息的和谐统一。对NCS的通信机制进行重点研究,分析了信息的流动过程,时延的产生及构成。对由于通信网络的参与引起的控制系统性能的变化进行了讨论。结合水力发电机组状态监测的实际,提出了一种具有LonWorks 交换式以太网结构的NCS,并对其进行了阐述。     

应用P2P技术的互联网电机控制方法

针对在internet场景下的网络化控制系统(networked control system,NCS)通常要面临的两个问题:第一是不同网域内的控制节点无法直接通信;第二是internet环境下不稳定的网络链路质量会导致控制系统性能的下降甚至引发系统故障,首先提出一种基于端对端(peer-to-peer,P2P)技术的NCS系统,解决了internet范围上控制节点间的通信问题;然后设计了控制任务的共享功能:被控端节点可以向网络中发布被控对象的控制算法文件,而系统内的其他远程计算机都可以通过下载控制任务文件成为远程控制器。上述方法实现了internet环境下NCS系统的拓扑动态性和数据链路的冗余性,从而增强了系统的容错能力。最终通过实验证明了P2P技术搭建的NCS系统在internet范围上的拓扑动态性,且验证了冗余控制策略增强系统容错能力的有效性。     

网络控制系统在电厂中的实际应用

网络控制系统(Networked Control System,简称为NCS),即网络化控制系统,是控制技术、计算机技术、网络通讯技术发展结合的必然产物,与传统点对点系统相比,表现出更大的优越性。现代电力工业系统中各个控制单元之间的通信结构从点对点转变为使用总线结构,NCS系统就是通过总线结构的网络形态通过建立动态数据库,实现操作逻辑数据化,在线防误,来实现对变电站全操作过程的智能化管理,同时上送省调信息表,以达到变电站安全稳定运行的实践。     

基于OPC通信技术的火电厂DCS后台控制

提出了基于OPC通信技术的后台复杂控制算法应用程序的集散控制系统(DCS)构架.利用组态软件,设计了针对火电厂主蒸汽温度的DCS监控界面.采用组态软件ForceControl(R)自带的PCAuto.OPCServer作为OPC服务器,利用Simulink工具箱搭建系统现场的仿真框图,并采用工具箱自带的OPC接口与组态软件OPC服务器建立一个连接.同时利用MATLAB编写与OPC服务器建立另一个连接的后台控制算法应用程序,并将该程序编译成可执行文件以供组态软件随时调用.通过对该系统的仿真实验表明,该系统运行稳定、可靠.     

孤岛运行交流微电网中分布式储能系统改进下垂控制方法

微电网系统中常采用分布式储能单元作为能量缓冲环节,以提升系统供电的稳定性和可靠性.为实现负荷功率在分布式储能单元之间的合理分配,提出了基于荷电状态(SOC)的改进下垂控制方法.该方法采用分布式控制方式,根据各储能单元的SOC,实时调整下垂系数,使SOC较大的储能单元提供较多的有功功率,而SOC较小的储能单元提供较少的有功功率,并采用传统下垂控制方法对无功功率进行均等分配.建立了基于SOC的下垂控制方法小信号模型,以验证控制系统的稳定性.同时,搭建了基于MATLAB/Simulink的仿真模型和2×2.2 kW的实验样机,仿真和实验证明了所提方法的正确性和有效性.     

一种船用多相电机驱动系统的仿真与实验研究

介绍一种基于dSPACE半实物仿真技术的舰船电力推进多相感应电机控制系统.本系统在MATLAB/SIMULINK环境中建立数据采集、驱动、保护等硬件系统的仿真模型和矢量变换、同步PI电流调节等相关控制算法,利用dSPACE快速控制原型方法对多相感应电机及其逆变器进行控制.15kW样机实验研究表明,所建立的半实物仿真控制系统稳定、可靠,实时性好,且便于在线修改控制结构和相关参数,为舰船电力推进变频调速系统提供一种可行方案,同时也较好地解决了大型舰船综合电力推进系统的试验室闭环测试问题.     

OPC技术在远程控制系统中应用

OPC作为应用程序的通讯标准在工业控制领域内广泛应用。文中介绍基于OPC标准建立的一远程控制系统。该系统运行稳定、可靠,这进一步验证OPC标准在工业控制领域中的优势和广阔的发展前景。     

基于OPC规范的客户/服务器模型设计

简要介绍了基于OPC规范的数据实时通信，着重分析了采用OPC技术的客户／服务器模型和实现该模型的MFC和ATL编程技术。MFC和ATL分别以嵌套类和多重继承的原理实现OPC接口，都以包容模型实现了OPCServer对象、OPCCroup对象、OPCItem对象。在客户端MFC和ATL分别通过单接口和双接口的编程方法实现与OPC服务器的通信。通过实践得出结论，在工业控制领域中对控制系统进行符合OPC规范的客户／服务器模型设计，并采用MFC或ATL的编程技术实现OPC控制软件是可行和高效的。     

基于OPC技术的MATLAB与S7-200PLC通信

MATLAB包含丰富的工具箱,具有很强的数据处理能力,能高效地实现控制算法,广泛应用于科学计算、数学建模与仿真,但很少应用于实际的控制系统中.基于OPC技术设计MATLAB和西门子S7-200PLC之间的通信程序,实现了MATLAB在实际工业控制系统中的应用.     

基于RT-LAB的高空飞艇半实物仿真系统设计

半实物仿真相较全数字仿真可更加高效、精确、快速的反应控制系统的控制特性,以RT-LAB仿真系统为半实物仿真工具,通过建立以高空飞艇为研究对象的半实物仿真系统。使用RT-LAB软件将数字仿真模型转换为半实物仿真系统所要求的实时仿真模型,通过对高空飞艇的飞行控制系统半实物仿真,验证了该半实物仿真系统的可行性以及高空飞艇的飞行控制系统正确性。试验结果表明,使用RT-LAB作为半实物仿真工具可以顺利的为飞行控制系统的试验验证提供有效的保障。     

实现电站DCS开放性的OPC开发方案

提出了电站分散控制系统(DCS)的OPC(OLE for Process Control)服务器应满足的要求,概括了开发电站DCS的OPC服务器应遵循的原则,以新华XDPS400 DCS为例开发OPC服务器,重点描述开发中的难点:服务器的浏览地址空间和异步I/O通信的实现。使用VC 6.0、ATL 3.0模板库定义OPC对象并实现对象的接口函数,利用C 的标准模板库(STL)实现上、下层OPC对象之间的组织和管理,依据OPC Data Access Custom Interface 2.05规范开发服务器。利用XDPS 400的仿真功能,验证所开发的OPC服务器能从XDPS获取并发送实时数据,且符合OPC数据存取规范,由此说明利用基于国际标准的OPC服务器是实现DCS和外部系统如厂级监控信息系统(SIS)之间数据交换的一条捷径。     

基于OPC的虚拟DCS对象调试软件开发

开发了一种基于过程控制的链接和嵌入OPC(OLE for Process Control)技术的面向对象调试软件．实现对虚拟集散控制系统DCS(Distributed Contmls System)的网络化实时在线交互调试。介绍了面向对象调试软件的设计思想,采用虚拟分散处理单元DPU(Distributed Process Unit)程序作为过程控制系统仿真的核心。在软件设计中把OPC服务器嵌入虚拟DCS,直接从DPU中获得对象数据。基于多线程模型的OPC服务器采用Mierosof Visual C 开发,并描述了其主要实现过程。介绍了调试软件的设计与实现,并给出了部分程序代码。     

基于无线传感器网络的智能照明控制系统

随着节能、环保概念的普及,绿色照明理念开始推广,智能照明控制系统的需求日益增加。本文的智能照明控制系统由无线传感器网络、OPCDA服务器和用户界面组成。无线传感器网络采用星型结构,由ATmegal6L和nRF905组成网络节点控制LED灯。无线网络中的基站通过RS232连接PC机中的OPCDA服务器。opcN务器将设备状态传递给用户界面,并将接收的控制命令下达给无线网络节点。最后,本文利用nRF905无线模块模拟组建一个智能照明控制系统,运行结果表明,系统具有良好的可扩展性。     

公共信息模型的OPC UA地址空间管理

国际电工委员会(IEC)能量管理系统接口(EMS-API),是为了促进电力企业应用间的集成而制定的标准。针对EMS-API标准的组件接口规范(CIS)升级为采用过程控制对象链接与嵌入(OPC)统一架构(OPC UA)技术这一改变,就如何使用OPC UA对电力公共信息模型(CIM)进行管理,提出了CIM到OPC UA地址空间模型的映射规则、CIM对应UA节点的标识、命名以及关联关系的处理方法;基于OPC基金会开发的UA Stack库,研究实现了CIM的OPC UA服务器,并对研究结果进行了实际验证。     

开放式监控系统中OPC通信服务器的研究与设计

从我国现有铁路监控系统中存在的问题出发，探讨了新一代数据采集与监视控制系统SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)智能监控系统中的用于过程控制的OLE，即OPC(OLE for Process Control)技术，并研究设计了OPC通信服务器，在解决现有监控系统的开放性方面做了一些探讨。     

过程控制软件标准接口剖析(2)——OPC技术的核心:COM

MFC和 ATL代表了两种框架 ,分别面向不同类型的基于 Windows的开发。MFC代表了创建独立的 Windows应用的一种简单、一致的方法 ;ATL提供了一种框架来实现创建 COM客户机和服务器所必须的样板文件代码。本文将在比较的基础上分析这两种框架是如何用于创建 COM组件的 ,并突出其优缺点 ,说明如何决定何时使用一种框架 ,何时使用另一种。     

OPC技术在电力设备监测系统中的应用

介绍了OPC技术的特点及其在电力设备在线监测系统中的应用情况。首先,结合OPC技术在工业控制系统中的应用,分析了该技术在开发监控系统方面存在的优势。接着,通过深入阐述OPC客户端/服务器程序接口的创建方法及过程,说明OPC规范在修改后已得到进一步的完善。以开发的CBS2000系统为例,指出采用OPC标准设计监控系统软件,可大大提高软件的开发速度并减少软件的维护工作量。实践表明,利用OPC技术开发不仅能增强系统的稳定性和可靠性,还能提高系统的开放性和兼容性,在电力设备监测系统开发领域具有良好的前景。     

基于OPC中间件技术的网络控制系统

提出了基于OPC中间件技术的设计框架,系统分成OPC DA层、中间件服务层、Web服务层及Web客户表示层;采用用户数据包协议(UDP)通信方式在各层间传递SOAP数据包。研究并比较了OPC DA协议和OPC XML-DA协议的优缺点,分析了中间件服务层和Web服务层的具体功能并给出了实现方法。在安全性方面,论述了XML数据校验和IP地址筛选等方法。通过对系统测试数据的分析得出设计出的系统能够满足实际监控需要。     

过程控制软件标准接口剖析(1)-OPC技术

针对自动化控制软件的发展 ,介绍了开放软件通讯标准 OPC技术的来源及其对自动化软件设计的影响 ,同时对 OPC通用接口进行了剖析 ,特别对 OPC自动化标准定义的 3层接口 ,即 OPC服务器接口、OPC组接口和 OPC项目接口的主要内容与功能及其相互关系分别进行了阐述 ,最后对 OPC服务器的注册方式进行了说明。     

基于OPC技术的监控主站实时数据传输

上层监控软件和下层硬件设备间的自由通信是变电站自动化系统中的一个重要问题.对OPC技术进行深入研究后,提出了基于OPC技术的上层监控软件和下层硬件设备融合的解决方案.OPC技术采用客户/服务器模型,建立了一套在软件开发商和硬件生产商之间需要遵守的规则.介绍了基于OPC技术的监控主站的设计方法,给出了监控主站的整体结构和实现框图.重点论述了OPC服务器的结构、实时数据的传输以及与现场设备的通信等关键技术,并给出了实现方法.建立了实验平台,测试了监控主站的实时数据传输,结果表明所采用的方法正确可行.