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《基于ff現(xiàn)場總線的動態(tài)矩陣控制軟件》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于FF現(xiàn)場總線的動態(tài)矩陣控制軟件隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，工業(yè)控制系統(tǒng)正向著開放化、數(shù)字化、智能化、分布化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS即順應(yīng)了這一發(fā)展方向，正替代著傳統(tǒng)的DCS和PLC系統(tǒng)而成為主流的控制系統(tǒng)。國內(nèi)外最近幾年在現(xiàn)場總線控制技術(shù)的研究方面較為活躍，我國在FF現(xiàn)場總線技術(shù)研究以及符合FFI辦議的現(xiàn)場設(shè)備產(chǎn)品開發(fā)方面己經(jīng)取得了長足的進步。如屮科院沈陽白動化研究所等已經(jīng)開發(fā)出各種基金會現(xiàn)場總線產(chǎn)品，例如NCS-1F105現(xiàn)場總線變送器、NCS-FI105現(xiàn)場總線變送器、NCS
2、-LD105現(xiàn)場總線網(wǎng)關(guān)等。然而中科院沈陽口動化研究所設(shè)計的這套基于FF現(xiàn)場總線的過程控制實驗系統(tǒng)所采用的控制算法主要是常規(guī)PID控制。在平時的實驗中被控対象常常有純滯后的存在，這種情況下，控制產(chǎn)生的作用要滯后一段時間才能在輸出端反映出來，利用實際輸出作為反饋信息往往不能及時地改變控制作用。常規(guī)的PID控制算法是基于當(dāng)前時刻的輸出偏差，對純滯后無能為力，導(dǎo)致控制效果較差甚至極差。DMC作為一種預(yù)測控制算法，木身已具備這一功能，可以直接用于時滯對象而無需附加其它的控制結(jié)構(gòu)。因此在利用VB6.0設(shè)計實
3、際的先進監(jiān)控軟件系統(tǒng)時，利用OPC技術(shù)把動態(tài)矩陣控制算法與FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的集成，更大發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢，可以獲収令人滿意的結(jié)果。1.FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的過程控制實驗系統(tǒng)本實驗系統(tǒng)包括兩個部分:FF現(xiàn)場總線部分和現(xiàn)場控制模型部分。FF現(xiàn)場總線包括低速現(xiàn)場總線H1和高速現(xiàn)場總線HSE。低速現(xiàn)場總線Hl=31.25Kbps,可用于溫變、液位及流量等控制場合，信號類型為電壓信號；高速現(xiàn)場總線HSE=100Mbp,一般用于高級控制、遠程輸入/輸出和高速工廠白動化等場合，信號類型為電流和電壓信號?，F(xiàn)場
4、控制模型可以利川實驗室的原有設(shè)備，從而節(jié)約了投資。原有的模擬儀表可以通過電流信號到現(xiàn)場總線信號變送器轉(zhuǎn)接到現(xiàn)場總線。場倉交送器N7H觀場接變送器廠圖1現(xiàn)場實驗裝置接線圖圖中，LT表示液位變送器，Qi,Qo分別表示輸入流量和輸出流雖，在該現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，液位變送器LT將檢測到的液位高度轉(zhuǎn)化為0-1OmA的電流輸出，NCS-TF105現(xiàn)場總線變送器再將液位2的模擬量信號(O-lOmA)轉(zhuǎn)換為符合FF現(xiàn)場總線協(xié)議的數(shù)字量信號，經(jīng)過上位機中的動態(tài)矩陣預(yù)測控制算法的計算，得到數(shù)字控制信號，NCS-FI1
5、05變送器則將符合FF現(xiàn)場總線協(xié)議的數(shù)字量控制信號轉(zhuǎn)換為0-10V的電壓信號，送到變頻器控制端，使變頻器輸出相應(yīng)的電壓和頻率(0-50Hz),從而改變水泵轉(zhuǎn)速，達到控制液位的目的。該過程為口衡非振蕩，具有相互影響的雙容過程。其數(shù)學(xué)模型可用如下傳遞函數(shù)描述：該過程為自衡非振蕩.具有相互影響的雙容過程.其數(shù)學(xué)模型可用如卜傳遞函數(shù)描述"($)-KPexp(-rs)式中，Ap,7p,廠為過程的增益、吋間常數(shù)和時滯。Tps+12.動態(tài)矩陣預(yù)測控制算法動態(tài)矩陣控制是一種利用被控對彖的單位階躍響應(yīng)采樣數(shù)據(jù)作為預(yù)
6、測模烈的預(yù)測控制算法。設(shè)被控對彖的單位階躍采樣數(shù)據(jù)為/al,d2,…力対于漸近穩(wěn)定的系統(tǒng)，其階躍響應(yīng)在若干個釆樣周期后就趨于穩(wěn)態(tài)值，即血"W),因此可以用單位階躍響應(yīng)采樣數(shù)據(jù)的前有限項描述系統(tǒng)的動態(tài)特性/?,,…,aN}由線性系統(tǒng)的替加原理，可以得到系統(tǒng)輸岀的預(yù)測模型為Ym(k+)=A/U(k)+AQU(k-)()其中人(￡+1丿k時刻預(yù)測有^u(k)作用時未來N個時刻的預(yù)測?？蛰攲缡噶縔m(k+1)=[ym(k+1/k),ym(k+2/k),…，ym(k+P/k)]1AU(k)—待求控制
7、增量矢量；U(k)=[Au(k),Au(k+1),???a(k+M-l)]TU(k-l)—已知控制矢量;U(k-l)=[u(k?N+l),u(k?N+2),…,u(k?1)]丁A.aaN~aN-
