信息與通信計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例PPT課件

1、1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則1.可靠性高2. 操作性好3. 實(shí)時(shí)性強(qiáng)4. 通用性好、便于擴(kuò)充5. 經(jīng)濟(jì)效益高第1頁(yè)/共43頁(yè)2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟：系統(tǒng)總體控制方案設(shè)計(jì)；系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、選擇與開(kāi)發(fā)；軟硬件的可靠性設(shè)計(jì)；確定滿足一定經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)，建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型并針對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行控制算法規(guī)律設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)；系統(tǒng)整體調(diào)試等。 微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，雖然隨控制對(duì)象、設(shè)備種類、控制方式、規(guī)模大小等不同而有所差異，但系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和主要步驟是大體相同的。主要包括：第2頁(yè)/共43頁(yè)310.1 雙擺實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)10.2 轉(zhuǎn)臺(tái)計(jì)算機(jī)伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)10.3 民用機(jī)場(chǎng)供油

2、集散系統(tǒng)第3頁(yè)/共43頁(yè)410.1.1 雙擺實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)介紹1. 雙擺實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)組成第4頁(yè)/共43頁(yè)52. 雙擺實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)性能指標(biāo) 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制的目的是：當(dāng)滑車(chē)在導(dǎo)軌上以一定速度和加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)保持雙擺的擺動(dòng)角度最??；或雙擺有任一初始擺角時(shí)，系統(tǒng)將使雙擺迅速返回平衡位置。 為實(shí)現(xiàn)上述控制目的，提出如下性能指標(biāo)要求：(1) 計(jì)算機(jī)D/A輸出100mV時(shí)，電機(jī)應(yīng)啟動(dòng)。 (2) 滑車(chē)最大運(yùn)動(dòng)速度為 0.4ms，D/A的最大輸出對(duì)應(yīng)滑車(chē)的最大運(yùn)行速度。(3) 當(dāng)有較大的初始擾動(dòng)（上擺角初始角度為50o）時(shí)，上下擺的擺角到達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)間5s6s，擺動(dòng)次數(shù)34次。(4) 當(dāng)滑車(chē)從偏離零位處回歸零位時(shí)，

3、上下擺的擺角到達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)間5s6s，擺動(dòng)次數(shù)34次。第5頁(yè)/共43頁(yè)610.1.2 雙擺控制系統(tǒng)的整體方案 整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖10-2所示，控制系統(tǒng)方塊圖如圖10-3所示。圖10-2 雙擺計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖10-3 雙擺計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方塊圖第6頁(yè)/共43頁(yè)710.1.3 雙擺系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模 利用拉格朗日方程建立雙擺系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程并進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，以得到在小擾動(dòng)情況下系統(tǒng)的線性化狀態(tài)方程。 非保守系統(tǒng)的拉格朗日方程 iiiFqLqLdtdn,i21L：拉格朗日函數(shù)=系統(tǒng)的總能量-系統(tǒng)的總勢(shì)能 系統(tǒng)各個(gè)自由度的廣義坐標(biāo) 廣義坐標(biāo)對(duì)于時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù) 驅(qū)動(dòng)每個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的廣義力或力矩 系統(tǒng)自由度

4、數(shù) 第7頁(yè)/共43頁(yè)81. 以控制力為輸入建立雙擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型：拖動(dòng)電機(jī)對(duì)于滑車(chē)的控制力：滑車(chē)質(zhì)量：上擺關(guān)節(jié)的質(zhì)量：下擺關(guān)節(jié)的質(zhì)量（包括擺錘）：滑車(chē)距參考坐標(biāo)系原點(diǎn)的橫坐標(biāo)：上擺質(zhì)心距滑車(chē)鉸鏈的長(zhǎng)度：關(guān)節(jié)鉸鏈距滑車(chē)鉸鏈的長(zhǎng)度（上擺桿的擺長(zhǎng)）：關(guān)節(jié)鉸鏈距下擺質(zhì)心的長(zhǎng)度：上擺擺動(dòng)角度：下擺擺動(dòng)角度：下擺關(guān)節(jié)擺動(dòng)角度，且滿足：上擺擺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：下擺擺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量F2mx1l2l3lM1m1J2J圖10-4 雙擺系統(tǒng)受力分析圖第8頁(yè)/共43頁(yè)9 滑車(chē)雙擺系統(tǒng)是具有三個(gè)自由度的機(jī)械系統(tǒng)，其第一個(gè)自由度的廣義驅(qū)動(dòng)力由力矩電機(jī)產(chǎn)生，第二、三個(gè)自由度均為擺桿相對(duì)于鉸鏈的自由擺動(dòng)，廣義力為零。建立系統(tǒng)的拉格

5、朗日方程如下： 第9頁(yè)/共43頁(yè)10作以下的簡(jiǎn)化： 忽略由速度引起的向心力和哥氏力 （為上擺桿長(zhǎng)度）， 可視為下擺桿長(zhǎng)度 sin( ) 1)cos(21ll 3l01J02J令 TTxxxxxxxxX654321車(chē)位置 車(chē)速度 mmxxgMxxMxxmmmmmggxxMlmlmlMxxxxmmmmggmlml121122331212244111115566121223130100000000001000100000()0010000010000 Fl100 雙擺系統(tǒng)在平衡位置附近的線性狀態(tài)方程： 上擺角 上擺角速率 下擺角速率 下擺角 第10頁(yè)/共43頁(yè)112. 建立電機(jī)加雙擺對(duì)象的數(shù)學(xué)模型

6、直流伺服電機(jī)在忽略了感抗的影響以及啟動(dòng)死區(qū)電壓后，可以視為一個(gè)二階的線性系統(tǒng)。 即有圖10-5 電機(jī)模型第11頁(yè)/共43頁(yè)12進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼希涂傻玫狡胶馕恢酶浇庪姍C(jī)加雙擺對(duì)象的數(shù)學(xué)模型： etaetaK Kmm grxMrJ RMrJxxK Kmm g mm rJmxgm lMrJ Rlml MrJxxmmmmggm lm l212122232121224221111 15612121313010000()0000()000100() ()000()()0000010000 taataxr KMrJ Rxxuxr KMrJ Rlxx1223421560()0()00 第12頁(yè)/共43頁(yè)13

7、10.1.4 系統(tǒng)回路控制設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)的速度環(huán)設(shè)計(jì)執(zhí)行電機(jī)的死區(qū)達(dá)到1V，即有 VUdead1為滿足克服死區(qū)電壓的指標(biāo)要求，引入模擬放大環(huán)節(jié)，使D/A輸出0.1V時(shí)電機(jī)啟動(dòng)，則從計(jì)算機(jī)輸出點(diǎn)到控制電機(jī)輸入點(diǎn)之間的放大倍數(shù)必須滿足deadKU0(/0.1) 為了滿足D/A輸出滿量程5V時(shí)對(duì)應(yīng)滑車(chē)最大速度0.4ms的要求，需要在控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中引入測(cè)速機(jī)輸出進(jìn)行速度反饋。采用穩(wěn)態(tài)數(shù)值，有 gwmVVUKK KK Krrmaxmaxmax12 圖10-6 雙擺控制系統(tǒng)的模擬內(nèi)環(huán)第13頁(yè)/共43頁(yè)14 考慮放大器箱的放大倍數(shù)，D/A輸出電壓u滿足： 則描述系統(tǒng)的線性化狀態(tài)方程（10-8）可以改寫(xiě)為 ee

8、gwKKK K K r2 令aauuuKKK012() etaetaK KmmgrxMrJ RMrJxxK Kmmg mm rJmxgmlMrJ R lm l MrJxxmmmmggmlml212122232121224221111 15612121313010000()0000()000100() ()000()()0000010000 tataxrK K KMrJ RxxuxrK K KMrJ R lxx11222341221560()0()00 A XB u第14頁(yè)/共43頁(yè)152. 采樣周期的選取 根據(jù)電機(jī)的模型以及電機(jī)的相關(guān)參數(shù)可知，該電機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)為： (s) 根據(jù)采樣周期的選

9、取原則，可以將采樣周期選擇為：msT10第15頁(yè)/共43頁(yè)163. 系統(tǒng)位置環(huán)設(shè)計(jì)（控制律設(shè)計(jì)） 這里采用無(wú)限時(shí)間離散二次型的代價(jià)函數(shù)： TTkJXk QX kuk Ru k01( )( )( )( )2 其中Q、R陣的初始設(shè)置如下： Q100000000.500000010000000010000001000000001 R0.1 可利用Matlab中的函數(shù)dlqr計(jì)算得反饋增益K等：K,P,e=dlqr(F,G,Q,R)車(chē)位置、上擺角度、下擺角度可直接測(cè)量并用于狀態(tài)反饋；車(chē)速度、上下擺角的速度不可直接測(cè)量，這里采用位移量差分計(jì)算得到 第16頁(yè)/共43頁(yè)1710.1.5 軟件設(shè)計(jì)圖10-7

10、雙擺計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的程序流程圖第17頁(yè)/共43頁(yè)1810.1.6 閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果1. 擺角擾動(dòng)閉環(huán)控制（上擺角初始擾動(dòng)角度50o） 圖10-8 未加控制的上擺角曲線 圖10-9未加控制的下擺角曲線 圖10-10 施加最優(yōu)控制的上擺角曲線圖10-11施加最優(yōu)控制的下擺角曲線 橫軸為時(shí)間軸，單位為s，縱軸為角度軸，單位為（o）第18頁(yè)/共43頁(yè)192. 滑車(chē)位置回零控制（滑車(chē)從-0.3m處回歸零位）圖10-12 未加控制的上擺角曲線 圖10-13未加控制的下擺角曲線圖10-14 施加最優(yōu)控制的上擺角曲線 圖10-15施加最優(yōu)控制的下擺角曲線 橫軸為時(shí)間軸，單位為s，縱軸為角度軸，單位為（o）第1

11、9頁(yè)/共43頁(yè)2010.1 雙擺實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)10.2 轉(zhuǎn)臺(tái)計(jì)算機(jī)伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)10.3 民用機(jī)場(chǎng)供油集散系統(tǒng)第20頁(yè)/共43頁(yè)2110.2 轉(zhuǎn)臺(tái)計(jì)算機(jī)伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) “高頻響、超低速、寬調(diào)速、高精度”成為仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的主要性能指標(biāo)和發(fā)展方向。 “高頻響”反映轉(zhuǎn)臺(tái)跟蹤高頻信號(hào)的能力強(qiáng)； “超低速”反映系統(tǒng)的低速平穩(wěn)性好； “寬調(diào)速”可提供很寬的調(diào)速范圍； “高精度”指系統(tǒng)跟蹤指令信號(hào)的準(zhǔn)確程度高。第21頁(yè)/共43頁(yè)2210.2.1 轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)介紹圖10-16 三軸模擬轉(zhuǎn)臺(tái)及其示意圖第22頁(yè)/共43頁(yè)2310.2.2 三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的總體控制結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)臺(tái)三個(gè)框架的控制是相互獨(dú)立的，因此

12、轉(zhuǎn)臺(tái)的控制系統(tǒng)可以采用如圖10-17所示的原理方案。圖10-17 三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)總體控制結(jié)構(gòu)圖第23頁(yè)/共43頁(yè)2410.2.3 轉(zhuǎn)臺(tái)單框的數(shù)學(xué)模型 由于轉(zhuǎn)臺(tái)三個(gè)框架的控制是相互獨(dú)立的，因此可以分別對(duì)每個(gè)框架的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 進(jìn)行拉氏變換，忽略電樞電感，得到電樞電壓與輸出角速度之間的傳遞函數(shù)( )( )caaacemksKUsR JsR Bk kT s1第24頁(yè)/共43頁(yè)2510.2.4 轉(zhuǎn)臺(tái)單框控制回路設(shè)計(jì) 一般的設(shè)計(jì)過(guò)程是從內(nèi)向外，依次設(shè)計(jì)電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)，根據(jù)系統(tǒng)整體的性能指標(biāo)，適當(dāng)分配相應(yīng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，按典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制及補(bǔ)償環(huán)節(jié)。圖10-18 轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)框圖第25頁(yè)/共4

13、3頁(yè)261. 電流環(huán)設(shè)計(jì) 電流環(huán)負(fù)反饋可以充分利用電機(jī)所允許的過(guò)載能力，同時(shí)限制電流的最大值，從而對(duì)電機(jī)啟動(dòng)或制動(dòng)器起到快速的保護(hù)作用。 設(shè)計(jì)得到的電流環(huán)控制器直接在功放硬件電路中實(shí)現(xiàn)。 在電流環(huán)的具體設(shè)計(jì)中，參照仿真模型加入PI控制器，通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。 一般要求設(shè)計(jì)后的電流環(huán)回路響應(yīng)速度快、無(wú)超調(diào)或超調(diào)量很小。第26頁(yè)/共43頁(yè)272. 速度環(huán)設(shè)計(jì) 常采用測(cè)速發(fā)電機(jī)作為速度反饋元件，構(gòu)成模擬式速度反饋系統(tǒng)。 速度環(huán)作用： 保證速度回路的穩(wěn)態(tài)精度； 提高速度回路的剛度； 盡可能拉寬速度回路的頻帶； 對(duì)高頻段的諧振和未建模動(dòng)態(tài)特性有較大的衰減； 盡可能降低系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)的靈敏度； 減小速

14、度環(huán)的死區(qū)電壓。 速度環(huán)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮： 應(yīng)包含一個(gè)積分環(huán)節(jié)，以克服伺服電機(jī)的死區(qū)和功率放大器漂移所造成的靜態(tài)誤差，保證穩(wěn)態(tài)精度指標(biāo)，提高系統(tǒng)靜態(tài)剛度。 將速度環(huán)的閉環(huán)特性設(shè)計(jì)為過(guò)阻尼，使其主導(dǎo)極點(diǎn)為一對(duì)實(shí)極點(diǎn)，從而有利于克服摩擦的影響，改善伺服電機(jī)低速運(yùn)行特性。第27頁(yè)/共43頁(yè)283. 位置環(huán)設(shè)計(jì) 工作過(guò)程是：通過(guò)鍵盤(pán)或其它通信方式獲取位置指令信號(hào)，通過(guò)位置傳感器獲取系統(tǒng)當(dāng)前輸出的實(shí)際角位置，按照一定的算法計(jì)算出控制器的輸出，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器輸出控制量，使得系統(tǒng)的實(shí)際輸出跟蹤指令信號(hào)的變化。 轉(zhuǎn)臺(tái)控制核心是位置環(huán)的控制算法，它是系統(tǒng)控制精度的保障。 圖10-20 三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)原理圖第

15、28頁(yè)/共43頁(yè)2910.2.5 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1. 上位機(jī)軟件需要實(shí)現(xiàn)的功能包括： 自檢、轉(zhuǎn)臺(tái)回零、工作狀態(tài)設(shè)置、數(shù)據(jù)處理及實(shí)時(shí)圖形顯示、信號(hào)發(fā)生（產(chǎn)生正弦、三角波、方波及隨機(jī)信號(hào)供系統(tǒng)調(diào)試及工作檢測(cè)使用）、完成與下位機(jī)的通信、提供良好的界面。2. 下位機(jī)需要實(shí)現(xiàn)的功能： 實(shí)時(shí)控制（完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、控制量解算以及系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)監(jiān)測(cè)等實(shí)時(shí)任務(wù)）、性能測(cè)試、數(shù)據(jù)處理以及完成與上位機(jī)的通信。3. 上下位機(jī)的通信設(shè)計(jì)： 上下位機(jī)之間的通信利用NE2000兼容的以太網(wǎng)卡（實(shí)時(shí)通信速率可以達(dá)3ms），采用Netbios（Network basic input and output system）通信

16、協(xié)議，實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)毫秒級(jí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。 第29頁(yè)/共43頁(yè)3010.2.6 控制律選用及仿真結(jié)構(gòu) 采用PID控制其中的內(nèi)框。為了提高控制精度，再引入一個(gè)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行微分的順控補(bǔ)償，形成PID加前饋的復(fù)合控制，對(duì)應(yīng)得到的轉(zhuǎn)臺(tái)及伺服系統(tǒng)的仿真結(jié)構(gòu)圖如圖10-22所示。 圖10-22 模擬轉(zhuǎn)臺(tái)及伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖第30頁(yè)/共43頁(yè)3110.2.7 實(shí)際控制效果 設(shè)定三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的定時(shí)中斷時(shí)間為1ms，并在內(nèi)框負(fù)載30kg。實(shí)施PID加前饋的復(fù)合控制，得到指令與跟蹤實(shí)際效果如圖10-23所示（圖中縱軸坐標(biāo)單位為(o)，橫軸單位為時(shí)間s）。 圖10-23 轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)PID加前饋復(fù)合控制結(jié)果圖第31頁(yè)/共4

17、3頁(yè)3210.1 雙擺實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)10.2 轉(zhuǎn)臺(tái)計(jì)算機(jī)伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)10.3 民用機(jī)場(chǎng)供油集散系統(tǒng)第32頁(yè)/共43頁(yè)3310.3.1 民用機(jī)場(chǎng)供油系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)介圖10-24 民用機(jī)場(chǎng)供油系統(tǒng)基本工藝示意圖第33頁(yè)/共43頁(yè)3410.3.2 機(jī)場(chǎng)供油系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖10-25 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)第34頁(yè)/共43頁(yè)3510.3.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)涉及以下3種通信網(wǎng)絡(luò)：1. 直接控制級(jí)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)之間的通信網(wǎng)絡(luò) 高可靠性和高實(shí)時(shí)性是對(duì)這一級(jí)網(wǎng)絡(luò)的核心要求。這兩級(jí)之間的通信網(wǎng)絡(luò)采用Modbus Plus網(wǎng)（一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的1Mbps令牌總線網(wǎng)）。2. 直接控制級(jí)與監(jiān)控管理級(jí)之間

18、的通信網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)對(duì)直接控制級(jí)與監(jiān)控管理級(jí)間的通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性要求并不高，可采用目前最為常用的以太局域網(wǎng)，便于系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和維護(hù)。3. 監(jiān)控管理級(jí)各計(jì)算機(jī)之間的通信網(wǎng)絡(luò) 由于監(jiān)控管理級(jí)還要與其它系統(tǒng)通信，故監(jiān)控管理級(jí)各計(jì)算機(jī)之間的通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)通信速度的要求較高。同樣，該網(wǎng)絡(luò)也設(shè)計(jì)為100M以太局域網(wǎng)。 監(jiān)控管理級(jí)各臺(tái)工作站以及直接控制級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)控制站共同構(gòu)成了如圖10-25所示的一個(gè)以太局域網(wǎng)。第35頁(yè)/共43頁(yè)3610.3.4 功能設(shè)計(jì)1. 直接控制級(jí)功能設(shè)計(jì)，其主要功能包括： 數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算、觸發(fā)報(bào)警、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行直接控制、對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制。2監(jiān)控管理級(jí)功能設(shè)計(jì)，包括：(1) 顯示工藝

19、流程及其狀態(tài)(2) 顯示工藝過(guò)程裝置及測(cè)量?jī)x表的工作狀態(tài)(3) 顯示工藝過(guò)程參數(shù)、設(shè)備工作參數(shù)以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(4) 顯示某些重要變量（如機(jī)坪壓力、加油流量等）的趨勢(shì)圖(5) 采用聲光兩種方式報(bào)警提示及管理(6) 對(duì)泵或電動(dòng)閥門(mén)等設(shè)備進(jìn)行控制(7) 對(duì)三個(gè)主要的工藝過(guò)程進(jìn)行控制(8) 設(shè)置設(shè)備維修狀態(tài)(9) 設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)(10) 存儲(chǔ)關(guān)鍵變量和系統(tǒng)事件內(nèi)容及時(shí)間等數(shù)據(jù)。(11) 生成及打印各種記錄報(bào)表(12) 進(jìn)行三級(jí)用戶訪問(wèn)權(quán)限管理(13) 進(jìn)行應(yīng)用程序管理(14) 與外界通信，在遠(yuǎn)程監(jiān)控終端上實(shí)現(xiàn)對(duì)本系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。 第36頁(yè)/共43頁(yè)3710.3.5 硬件設(shè)計(jì)1. 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)硬件配置

20、根據(jù)機(jī)場(chǎng)供油系統(tǒng)的工藝特點(diǎn)以及SCADA系統(tǒng)的功能要求，系統(tǒng)配置的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表主要有壓力、溫度、流量和液位四大類，而控制設(shè)備主要是電動(dòng)閥、變頻器和軟起動(dòng)器。根據(jù)基于網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)思想，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)的所有儀表均選用智能化總線儀表。2. 直接控制級(jí)硬件配置 本系統(tǒng)既有大量的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)需要采集與傳輸，還要執(zhí)行各種控制功能，包括連續(xù)閉環(huán)控制，因此，直接控制級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)控制站選用PLC。3. 監(jiān)控管理級(jí)硬件配置 監(jiān)控管理級(jí)的計(jì)算機(jī)要求有較快的運(yùn)算速度，較強(qiáng)的信息處理能力，較大的存儲(chǔ)量以及較強(qiáng)的圖形顯示功能。針對(duì)本系統(tǒng)的規(guī)模和本級(jí)的具體任務(wù)，選用通用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)即可。另外，為提高本級(jí)局域網(wǎng)絡(luò)的速度，采用交換機(jī)來(lái)組

21、網(wǎng)。第37頁(yè)/共43頁(yè)3810.3.6 軟件設(shè)計(jì) 直接控制級(jí)與監(jiān)控管理級(jí)的各項(xiàng)功能由應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)。 監(jiān)控管理級(jí)的功能涵蓋了過(guò)程監(jiān)控與生產(chǎn)管理兩個(gè)層次。該級(jí)在硬件上是一級(jí)，在功能上是監(jiān)控和管理兩層。 本質(zhì)區(qū)別：監(jiān)控層功能面向控制過(guò)程，要求較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，其實(shí)現(xiàn)以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為核心；而管理層功能重在對(duì)已有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、報(bào)表和查詢，因此其實(shí)現(xiàn)以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)為核心。圖10-25 監(jiān)控管理級(jí)數(shù)據(jù)集成示意圖第38頁(yè)/共43頁(yè)3910.3.7 實(shí)際應(yīng)用1. 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及配置圖10-27 民用機(jī)場(chǎng)供油系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及其配置示意圖第39頁(yè)/共43頁(yè)402. 直接控制級(jí)開(kāi)發(fā) I/O點(diǎn)數(shù)一般在幾百到幾千之間，只有一個(gè)連續(xù)閉環(huán)控制回路，其它都是開(kāi)關(guān)量控制，按DCS或SCADA系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，屬于中等偏小型規(guī)模的系統(tǒng)；且對(duì)于過(guò)程控制而言，采樣周期要求不是很苛刻。