詳細描述:3BSE019299R1
①DCS集散式控制系統(tǒng)、PLC可編程控制器、數(shù)控系統(tǒng)、ESD系統(tǒng),振動監(jiān)測系統(tǒng),汽輪機控制系統(tǒng)
(CPU處理器、模擬量輸入輸出模塊、卡件、控制器、伺服控制器、電源模塊,機器人備件等)
網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的基本問題
通信網(wǎng)絡(luò)引入控制系統(tǒng)會使系統(tǒng)的分析和綜合變得很復(fù)雜,網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的復(fù)雜性由通信網(wǎng)絡(luò)自身的特點決定,主要表現(xiàn)在:
?。ㄒ唬┚W(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時滯問題
將通信網(wǎng)絡(luò)引入控制系統(tǒng),連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng),實現(xiàn)了現(xiàn)場設(shè)備的分布化和網(wǎng)絡(luò)化,同時也加強了現(xiàn)場控制和上層管理的。但與此同時,由于網(wǎng)絡(luò)的加入使得信息在傳輸過程中不可避免地存在著延遲。例如,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議下,數(shù)據(jù)包擁塞等待、網(wǎng)絡(luò)空閑檢測、長距離傳輸?shù)取?/span>
時延是網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)研究的主要問題之一,數(shù)據(jù)在傳輸線路上必然存在著傳輸時延,數(shù)據(jù)在接受處理是必然存在著處理時延,傳輸時延和處理時延共同構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)時延。網(wǎng)絡(luò)時延受到網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)所采用的通信協(xié)議、路由算法、負載情況、傳輸速率等諸多因素的影響,呈現(xiàn)出固定或隨機,有界或無界的特征。
(二)數(shù)據(jù)包丟失
數(shù)據(jù)包丟失是網(wǎng)絡(luò)的引入所帶來的又一問題。由于通信信道的不確定性,數(shù)據(jù)包在傳輸過程中可能出現(xiàn)錯誤甚至丟失,這樣,接收節(jié)點(控制器或執(zhí)行器)就會丟棄錯誤數(shù)據(jù)或使用之前接收到的數(shù)據(jù)。如果某一時刻采樣獲得的數(shù)據(jù)包在其后采樣的數(shù)據(jù)之后到達接收器,這種數(shù)據(jù)包也會被丟棄。另外,數(shù)據(jù)傳輸中大于某個特定長度的時滯也可以被視為數(shù)據(jù)丟失進行處理。
從系統(tǒng)信息的傳輸來看,數(shù)據(jù)包丟失的發(fā)生相當于信息傳輸通道暫時被斷開,使得系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)發(fā)生較大的變化。
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以數(shù)據(jù)包形式傳輸?shù)男畔⑹蔷W(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的特點。多包傳輸是進行網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的分析和設(shè)計時經(jīng)常遇到的另一個重要問題。多包傳輸?shù)囊粋€主要原因是由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制,數(shù)據(jù)包容量有限以至于無法包含一個時刻的全部采樣數(shù)據(jù),這必須通過多個數(shù)據(jù)包進行先后傳輸。多包傳輸?shù)牧硪粋€原因是網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的傳感器和控制器一般會分布在一個較大的物理空間中,這樣,就不可能把同一時間的所有數(shù)據(jù)利用同一個數(shù)據(jù)包進行傳輸。
?。ㄋ模┩ㄐ偶s束問題
信號在數(shù)字系統(tǒng)中傳輸必然經(jīng)過量化過程,傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計方法是把量化帶來的影響建模成外部白噪聲擾動(均勻分布),在忽略量化現(xiàn)象的條件下設(shè)計控制器,如果設(shè)計出來的控制器無法滿足要求,調(diào)節(jié)諸如采樣頻率等參數(shù)進行再設(shè)計。在網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)中,通信信道為數(shù)字信道,信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸必然會受到比特率限制,傳輸之前要量化到一個有限集合中。為了盡量降低網(wǎng)絡(luò)帶寬,網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)中的量化精度可能較低,以至于量化誤差用白噪聲近似不再合適,如何嚴格地分析量化現(xiàn)象造成的影響,如何在特定量化規(guī)則下對網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)進行分析和設(shè)計是亟待解決的問題。
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