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本文介绍了现场总线的现状和发展动态及其技术特点,并论述了有代表性的颇具影响的LonWorks现场控制网络,从硬件和软件两方面作了系统介绍。
纸机热泵供热系统是自动化程度要求比较高的系统,基于现场总线的优越性和可靠性,选择了低成本的、网络功能强大、灵活性好的LonWorks现场网络组成蒸汽供热控制系统。设计LonWorks网络控制系统的主要工作包括硬件设计和软件设计两大部分。
在硬件设计中,应用LonWorks技术设计了神经元芯片(NeuronChip)为现场设备的控制器,包括纸张水分和蒸汽压力数据采集、控制算法实现、数据输出、开关量输入、开关量输出、LED数码管显示的智能节点组成LonWorks网络。采用支持自由拓扑网络结构的FTT-10A收发器,使用双绞线作为通讯介质,增强了其灵活性。
软件设计包括控制算法、上位机监控软件和远程监控三个方面。控制算法采用了动态矩阵控制(DMC)和PID算法实现串级控制,并对存在严重耦合的纸张定量和水分进行解耦控制。串级控制在内回路利用PID算法快速抑制干扰,同时在外回路利用DMC算法处理对象的纯滞后的优点。仿真结果表明此算法控制能够处理对象的纯滞后,有良好的跟踪性能和鲁棒性。
上位机监控软件利用面向对象的开发环境VC6.0及WindowsDDE技术实现PC机来监控LonWorks网络,VC封装好的DDE类实现与LonWorks网络的数据交换。
在远程监控方面提出了通过Internet远程监控LonWorks网络的低成本解决方案。通过WindowsServer2000、SQLServer2000和IIS5.0建立了WWW网络服务器,利用ASP技术架构了基于SQLServer数据库的Web网络。监控软件采用ADO接口与SQLServer2000交互,Web页应用RDS功能远程访问数据库。在网页的组态画面设计中,应用ActiveX技术制作组态画面控件,嵌入ASP网页中,控件压缩后与网页一起下载到网络客户端。