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DCS现场控制站控制软件研究与实现

李功卿  
【摘要】:DCS(分散式控制系统)具有集中监控、分散危险的优点。计算机技术、通信技术、显示技术、控制技术和制造工艺的发展使DCS的可靠性得以提高。因此,在各种工业控制中DCS得到了广泛的应用。现场控制站作为DCS控制系统的核心部件,必须满足实时性和可靠性指标。其主要作用有:现场数据的采集和处理、数据的传输和网络通信、控制方案的实施等。 网络通信是整个控制系统的神经中枢。本文基于QNX操作系统在DCS现场控制站控制模板上实现了系统网络(SNet)功能,利用广播和多播的通信方式,实现了多个控制站间、主从控制模板间、控制站与操作站间的实时数据通信。对不同的数据信息以不同的方式进行网络传输,确保了系统的实时性和可靠性。 控制算法是控制系统的核心。在DCS控制软件中,基于配置文件和动态连接库实现了FBD功能块图。通过学习比较PID控制,模糊控制等多种控制算法设计并实现了一种简易的模糊PID控制算法,该算法适用于工业过程控制中PID控制参数难以整定、或操作员能力不高等场合。经过现场调试证明,该算法易于实现,方便操作,能够较好满足实际生产过程的需求。 本控制系统支持多控制程序并行运行,但是在DCS控制系统的实际运行中,当多个不同周期的功能块同时运行时,操作系统的调度往往不能同时能满足系统并行性和实时性的要求,这就需要对待运行的程序模块进行前期的调度处理。针对这一情况,本文设计并实现了一种基于相位偏移的非抢占式的程序调度方法,该方法简单、易实现,实验证明能够较好的解决上述问题,符合系统实时性要求。


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