分布式控制系统中的通信机制的研究

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分布式是一个广泛的概念,其应用领域随处可见。分布式控制式当前控制领域研究的热点之一。分布式解决问题时,首先将对象,通常是大型系统,进行解构,分成几个相互关联的子系统,将任务分配给子系统来完成,结合接口技术、数据通信技术、控制技术等,针对不同的控制对象,组合成分级分层的检测、控制、决策的系统。 在分布式控制系统中,关键技术是通信和协调。其中,通信是分布式控制系统的神经中枢,它将物理上分散配置的子系统有机的联系在一起,实现相互协调和系统资源的共享。 在本文中我们将主要讨论在分布式控制系统中的现场总线和无线通信技术。 结合造纸生产过程,设计了基于PROFIBUS总线的造纸自动化生产线,该系统是包括监控、控制和执行的三层总线结构。监控层通过触摸屏和PC(基于Wincc)进行参数设置和过程监控;控制层直接与执行层通信,给底层的变频器发送控制任务;底层的执行层直接驱动传动电机,并返回传动点的过程数据。考虑到张力对纸张的质量影响,我们提出了“虚拟张力”控制,并在实验室对“虚拟张力”进行了研究。 性能是使用无线通信方式时最关心的问题,我们结合时延分析和数据丢失率等性能评价因素对两种无线网络进行了详细的评价和比较。结合单车试风系统,研究了无线串口通信在工业现场的应用,设计了基于令牌网络的无线单车试风系统,系统由PC主机和多个可移动式检测小车组成。 本文的章节内容安排如下: 第一章首先概述了研究背景,讨论分布式控制系统的历史、现状,具体阐述了其通信技术,主要介绍无线通信和现场总线两方面。最后提出本文需要解决的问题,并简厄列出本文各章节的主要内容。 第二章介绍现场总线的准备知识,并比较各种总线。详细介绍PROFIBUS总线。结合造纸厂进行设备选型,对各设备做简单介绍,最后给出PROFIBUS 分布式控制系统中的通信机制的研究 总线在造纸生产线的具体应用。造纸生产线中影响纸张品质最重要的是生产线中 的张力因素,我们提出了虚拟张力控制的概念,并在实验室试验虚拟张力控制器。 第三章介绍有关无线通信的准备知识。从时延、实时性、效率和数据丢失率_ 等各个角度比较两种无线通信协议的备选方案:无线今牌和无线自由竞争式协_ 议。最后给出仿真的数据,以说明两者的优缺点,从中选择适合单车试风系统应。 用的无线通信协议。_ 第四章结合工程项目,将无线令牌协议应用于柳单车试风系统,内容包括 协议的具体实现,以及软件的设计,系统的功能、界面及设计,最后给出系统在。 怀化车辆段的实际运行情况。。第五章为结束语部分,对本文所做工作进行总结,提出不足之处和将来有待_ 进一步研究的问题和方向。
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