自动化技术中基于网络环境的测控系统实时性研究
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浅谈网络化智能测控系统的设计与应用摘要:随着微电子技术和通信技术的发展,基于嵌入式微处理器、带网络接口的测控系统在工业控制、楼宇自动化、智能仪表和信息家电等领域得到日益广泛的应用,并逐渐改变着人们传统的工业生产和生活方式。
由于当前大部分的测控系统还停留在传统的、工控模块等方式,因此,网络功能比较薄弱、接口比较单一。
为满足实际的应用需求,我们就需要加强对网络化智能测控系统的设计与应用。
关键词:网络化;智能测控系统;设计与应用1.网络化智能测控系统的特点随着各种智能控制芯片和智能设备变送器、执行器的出现,并逐渐被应用在相关的工业测控领域中,使得人们对测控系统综合性的期望越来越高,主要表现为网络通信、输入输出接口、人机接口智能化和软件智能化等方面。
为了满足这一要求,网络化智能测控系统需具备高度的标准开放性、设备互可操作性、功能分散性等特点。
目前,以太网和现场总线为代表的网络技术的高速发展,促进了网络化智能测控系统的发展,使其有能力诊断网络状态,实现网络间智能无忧切换,确保网络安全可靠运行,完成远程监控功能。
网络化智能测控系统必需具备人机交互接口阴和现场接口的智能化,并通过模块化设计理念,相关的开放性标准,使其能够智能识别设备类型、诊断故障,实现系统设备、现场测控和被控设备就近安装必须具备软件接口智能化,它主要表现为不同应用场合、不同用户需求可柔性化地获得相应的功能资源,实现方式可以是二次开发、在线程序更新、网络程序装载等。
因此,新一代的网络化智能测控系统需具备灵活的网络接口方案、智能的网络切换策略、接口的智能化,能够适应不同标准的设备软件接口智能化及系统维护的智能化。
这样才能构建出真正符合开放性标准,具有系统冗余、功能分散、系统任意升级、鲁棒特性很强的网络化智能测控系统。
2.网络化智能测控系统总体设计测控系统的一个重要发展趋势是网络化。
在工业控制领域中,网络化的应用拓展了测控系统的网络能力,满足了测控系统特定控制的需求、监视或管理要求,结合控制策略软件智能化,赋予了测控系统新的活力。
论电气工程与网络化控制系统的研究随着工业通信网络的发展,控制系统的结构发生了变化,网络控制系统便应运而生了。
网络控制系统的发展同工业通信网络的发展有着密切的关系,因而对工业通信网络的发展历程、现状及发展趋势等予以必要的关注。
一、基于网络的闭环伺服控制系统伺服控制系统是以控制器为核心,以电力电子功率变换装置为驱动电路,以电动机为执行机构,在控制理论指导下组成的电力传动控制系统。
这类系统控制电动机的转矩、转速和转角,将电能转换为机械能,实现运动机械的各种运动要求。
伺服系统的控制目标是:(1)要求的位置、速度控制的精度高;(2)要求系统动态响应快,稳定性好;(3)启动力矩大,等等。
将网络引入控制系统后,则要求以网络闭环的伺服控制系统要保持原有系统的高精度、稳定性和较好的动态性能。
针对伺服系统定位或跟踪精度高,响应速度快等特点,在以网络闭环的伺服系统中,如何补偿网络时延、数据包丢失等对系统稳定性和性能的影响成为亟待解决的问题。
其次,针对系统实时性的要求,寻求的控制策略能在保证系统控制性能接近最优的情況下,减小算法运行时间,使得该方法具有较大的实际应用价值。
二、基于网络控制的逆变器并联系统电力电子的通信应用与研究,越来越引起人们的重视。
电力电子系统中的网络不仅仅是一般信息传递的媒介,更应成为控制系统的重要参与者。
为提高电力电子系统的性能,可通过让网络配合控制环运行,利用网络的调度与控制器的控制使电力电子信息流能合理运动。
逆变器是实现直流电能转换为交流电能的功率变换装置,在交流电动机变频调速系统、柔性交流输电系统、有源电力滤波器、不间断电源(UPS)、非空调列车的车轴发电机供电系统等得到了广泛的应用。
为了扩展供电容量、实现冗余以提高系统的可靠性,需要实现逆变器并联技术。
根据并联系统运行时各个模块之间是否有信号连线,并联控制方案可以分成两大类:有互联信号线并联技术和无互联信号线并联技术。
采用有互联信号线的控制方法是为了获得良好的并联特性而牺牲冗余度和增加复杂连线,采用无互联信号线的并联控制方法实现了冗余度但电流均分效果下降。
摘要计算机网络、自动控制、分布式人工智能等理论和技术的融合促进了网络化智能测控技术的产生,网络化智能测控技术的发展和广泛应用正改变着人们的生产和生活方式,也引起了相关技术和理论的变革。
本文围绕工业现场测控网络、远程智能测控、网络化分布式智能测控等技术中的国内外研究热点问题,阐述了其发展现状及技术特点,分析了其关键技术及发展趋势。
关键词现场总线;工业以太网;嵌入式Internet远程测控; Multi-Agent系统A bstractThe integration of theory and technology for computer network, automatic control, and distributed artificial intelligence have prompt the generation of intelligent measurement and control technology network. The development and wide application of the intelligent measurement and control technology network is changing people's production and life, but also caused a relevant technology and theory revolution. This paper focuses on industrial field measurement and control network, remote intelligent monitoring and control, intelligent monitoring and control of distributed network technology and international research and other hot issues, describes its development status and technical characteristics, analysis of the key technologies and trends.Keywords: field bus; Industrial Ethernet; remote monitoring and control of embedded Internet; Multi-Agent System1 引言网络信息技术的迅猛发展和广泛应用,使许多科学技术和生产领域发生了巨大的变革。
技术创新《微计算机信息》2012年第28卷第10期120元/年邮局订阅号:82-946《现场总线技术应用200例》测控自动化基于LabVIEW 平台的多任务实时测控系统的实现T he Realization of Multi-task Real-time Measurement and Control System based on LabVIEW(江苏省连云港工贸高等职业技术学校)刘为玉席志凤董涛LIU Wei-yu XI Zhi-feng DONG Tao摘要:文章设计了一种工业现场用多任务实时测控系统,解决了测控系统高精度、实时性和多任务的需求。
介绍了总体设计方案,并对系统的软件和硬件进行了设计。
在系统结构上采用分布式结构,由测试计算机和控制计算机分别完成人机交互、数据采集及控制任务。
该系统具有测量精度高、实时性强及运行稳定等优点,完全满足工业现场的测控需求,具有很好的工业应用前景。
关键词:LabVIEW;测控系统;工业现场中图分类号:TP273.5文献标识码:A Abstract:A multi -task&real -time measurement and control system applied to industry locale is designed in this paper,solve the needs of high-precision 、real-time and multi-tasking about measurement and control system.The integrated structure of the system is introduced,and the software and hardware of the system are designed.The system is designed by a distributed structure,consists of a measure computer and a control computer.They complete the tasks of human -computer interaction,data acquisition and control tasks.The system has the virtues of high accuracy,high real -time efficiency,and high stabilization,etc.The system can cater the demand of measuring and controlling task in industry locale,and has a brilliant application foreground in the industry.Keywords:LabVIEW;measurement and control system;industry local文章编号:1008-0570(2012)10-0144-02引言LabVIEW 是NI 公司实现虚拟仪器技术的G 语言,它已广泛地应用于工业现场,被视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。
智能化测控技术的未来发展方向分析探讨在当今科技飞速发展的时代,智能化测控技术作为关键的技术领域之一,正经历着深刻的变革和创新。
它广泛应用于工业生产、航空航天、医疗健康、环境监测等众多领域,对于提高生产效率、保障产品质量、促进科学研究等方面发挥着至关重要的作用。
随着技术的不断进步,智能化测控技术的未来发展方向也呈现出多元化和前沿化的趋势。
一、更高精度和灵敏度的测量能力精度和灵敏度一直是测控技术追求的重要指标。
未来,智能化测控技术将在这方面取得更大的突破。
通过采用新型的传感器材料和制造工艺,能够研发出具有更高分辨率和更低噪声的传感器,从而实现对微小物理量和化学量的精确测量。
例如,在纳米技术和量子力学的基础上,开发出纳米级和量子级的传感器,将能够检测到极其微小的位移、力、温度等变化。
同时,多传感器融合技术的发展将进一步提高测量的准确性和可靠性。
将不同类型、不同原理的传感器进行组合和优化,能够充分发挥各自的优势,弥补单一传感器的局限性。
例如,在航空航天领域,将惯性传感器、卫星导航系统和视觉传感器相结合,可以实现对飞行器位置和姿态的高精度测量和控制。
此外,智能算法在数据处理中的应用也将有助于提高测量精度。
通过对测量数据进行实时分析和校正,去除噪声和干扰,能够提取出更准确的测量结果。
二、更强大的数据分析和处理能力随着物联网和大数据技术的普及,智能化测控系统所产生的数据量呈爆炸式增长。
如何有效地分析和处理这些海量数据,从中提取有价值的信息,成为未来发展的关键。
机器学习和深度学习算法将在数据分析中发挥重要作用。
这些算法能够自动从数据中发现模式和规律,实现对测控系统的故障诊断、预测性维护和优化控制。
例如,通过对设备运行数据的学习,能够提前预测设备可能出现的故障,并及时采取维护措施,避免生产中断和损失。
实时数据处理能力也将得到显著提升。
采用高性能的计算硬件和优化的算法,能够实现对数据的快速采集、分析和响应,满足对测控系统实时性要求极高的应用场景,如工业自动化生产线和智能交通系统。
基于stm32的仓库环境智能测控系统设计与实现开题报告全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:开题报告一、选题依据随着物联网技术的发展和智能化水平的提高,基于微控制器的嵌入式系统在仓库环境智能测控方面的应用愈加广泛。
本课题旨在设计开发一款基于STM32微控制器的仓库环境智能测控系统,通过实时监测仓库环境数据,实现对仓库内部温湿度等参数的精确测控,提高仓库管理效率和产品质量。
二、选题背景传统的仓库管理方式存在许多问题,如无法做到实时监控、数据不准确、无法远程管理等。
而基于STM32微控制器的智能测控系统能够实时监测仓库环境数据并自动调节,提高管理效率、降低成本,同时避免因无法及时察觉环境变化而造成的货物损失。
三、选题意义仓库环境智能测控系统不仅可以提高仓库管理的效率和准确性,还可以减少人为操作和管理成本,提高产品质量和客户满意度。
通过本系统的研发和应用,可以为企业提供更加智能化的仓库管理解决方案,促进企业的可持续发展。
四、研究内容本课题的主要研究内容包括以下几个方面:1. 仓库环境数据采集:利用STM32微控制器实时采集仓库内部的温湿度等环境参数。
2. 数据处理与分析:通过数据处理与分析模块,实现对采集到的环境数据进行处理和分析。
3. 控制算法设计:设计相应的控制算法,实现对仓库环境参数的智能控制。
4. 系统软硬件设计:设计并实现相应的硬件电路和软件程序,搭建完整的仓库环境智能测控系统。
五、研究方法本课题将采用实验研究和仿真分析相结合的研究方法。
通过对STM32微控制器的硬件配置和软件编程进行深入研究,结合实际仓库环境数据进行仿真分析,验证系统设计的可行性和有效性。
六、预期成果七、研究计划1. 系统需求分析:对仓库环境数据采集需求进行分析,明确系统功能和性能要求。
2. 系统设计与实现:进行硬件和软件设计,搭建系统测试平台。
3. 系统测试与调试:对系统进行功能测试和性能验证,不断优化系统设计。
4. 系统应用与推广:将研发的仓库环境智能测控系统应用于实际仓库管理中,并进行推广应用。