【正文】 分布式控制理論與技術(shù) 授 課 內(nèi) 容 一、分布式控制理論與技術(shù)的發(fā)展過程 二、分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 三、分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 四、分布式控制的網(wǎng)絡 五、 PROFIBUS現(xiàn)場 總線 六、應用 某市環(huán)線及城市出入口交通控制系統(tǒng)建設(shè)方案 車輛檢測器 卡口車輛監(jiān)測與記錄系統(tǒng) 視頻監(jiān)測系統(tǒng) 民警電臺、 122報警信息 交通狀況預測及事件檢測 管理員確認 專家系統(tǒng)提出建議方案 信息處理系統(tǒng) 信息采集系統(tǒng) 可變情報扳車輛檢測器 可變限速標志 交通廣播 交通控制和信息發(fā)布系統(tǒng) 環(huán)線及城市出 /入口交通控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 一、 分布式控制理論與技術(shù)的發(fā)展過程 范 例 中環(huán)線交通控制系統(tǒng)建設(shè)方案一 某市環(huán)線及城市出入口交通控制系統(tǒng)建設(shè)方案 數(shù)字光端機 站點 1 攝像機 信息誘導 交通檢測 RS485 多串口卡 數(shù)字光端機 站點 1 攝像機 信息誘導 交通檢測 RS485 多串口卡 數(shù)字光端機 站點 1 攝像機 信息誘導 交通檢測 RS485 多串口卡 數(shù)字光端機 MPEG2編碼器 數(shù)字光端機 站點 1 攝像機 信息誘導 交 通檢測 RS485 多串口卡 數(shù)字光端機 1站點 攝像機 信息誘導 交 通檢測 RS485 多串口卡 數(shù) 字光端機 站點 1 攝像機 信息誘導 交通檢測 RS485 多串口卡 數(shù)字光端機 MPEG2編碼器 光纖 光纖 光纖 光纖 GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B 區(qū)域中心 區(qū)域中心 區(qū)域中心 區(qū)域中心 區(qū)域中心 區(qū)域中心 62路視頻解碼 視 頻解碼矩陣 視頻解碼矩陣 62路視頻解碼 監(jiān)控中心 監(jiān)控分中心 puter puter 采用環(huán)型＋星型的混合組網(wǎng)通信方式 中環(huán)線交通控制系統(tǒng)建設(shè)方案二 (二級環(huán)型組網(wǎng)結(jié)構(gòu) ) 某市環(huán)線及城市出入口交通控制系統(tǒng)建設(shè)方案 GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B 區(qū)域中心 區(qū)域中心 區(qū)域中心 區(qū)域中心 區(qū)域中心 區(qū)域中心 62路視頻解碼 視頻解碼矩陣 視頻解碼矩陣 62路視頻解碼 監(jiān)控中心 監(jiān)控分中心 puter puter L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C 通信 站 通信站 通信站 通信站 L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 L5503C L5503C L5503C L5503C 通信站 通信站 通信站 通信站 L5503C 通信站 L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C L5503C 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 通信站 采用兩級環(huán)網(wǎng)的組網(wǎng)通信方式 中環(huán)線交通控制系統(tǒng)建設(shè)方案三 (主干環(huán)網(wǎng)＋支線星型網(wǎng)絡 ) 某市環(huán)線及城市出入口交通控制系統(tǒng)建設(shè)方案 8M數(shù)字光端機 站點 N 攝像機 信息誘導 交通檢測 RS485 光纖 GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B GF62203B 區(qū)域中心 區(qū)域中心 區(qū)域中心 區(qū)域中心 區(qū)域中心 區(qū)域中心 62路視頻解碼 視頻解碼矩陣 視頻解碼矩陣 62路視頻解碼 監(jiān)控中心 監(jiān)控分中心 puter puter 支線采用8兆光端機的環(huán)型＋星型組網(wǎng)通信方式 視頻編碼器 8M數(shù)字光端機 站點 N 攝像機 信息誘導 交通檢測 RS485 視頻編碼器 8M數(shù)字光端機 站點 N 攝像機 信息誘導 交通檢測 RS485 視頻編碼器 8M數(shù)字光端機 站點 N 攝像機 信息誘導 交通檢測 RS485 視頻編碼器 8M數(shù)字光端機 站點 N 攝像機 信息誘導 交通檢測 RS485 視頻編碼器 8M數(shù)字光端機 站點 N 攝像機 信息誘導 交通檢測 RS485 視頻編碼器 光纖 光纖 光纖 中環(huán)線電視監(jiān)控點位分布 某市環(huán)線及城市出入口交通控制系統(tǒng)建設(shè)方案 中環(huán)線可變信息版點位分布 某市環(huán)線及城市出入口交通控制系統(tǒng)建設(shè)方案 中環(huán)線可變限速標志點位分布 某市環(huán)線及城市出入口交通控制系統(tǒng)建設(shè)方案 一、 分布式控制理論與技術(shù)的發(fā)展過程 發(fā)展過程 智能化儀表為現(xiàn)場總線的推出奠定了基礎(chǔ) ,現(xiàn)場總線將朝著開放式系統(tǒng)、標準統(tǒng)一的方向發(fā)展 集成電路、單片機、 PLC、 集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線技術(shù)等出現(xiàn) 。 控制范圍由一條生產(chǎn)線、一個車間到整個廠區(qū)； 控制理論采用預測控制、自適應、模糊控制等多參數(shù)控制 。智能變送、 智能調(diào)節(jié)。 發(fā) 展 過 程 第 三 階 段 人工控制 、 手工操作 、 憑經(jīng)驗控制 。 采用單個設(shè)備對某一個環(huán)節(jié)進行局部控制 勞動生產(chǎn)率低、產(chǎn)品質(zhì)量不高。 電子管元件出現(xiàn) ,為控制提供了初級手段 。 古典控制理論的產(chǎn)生； 控制方式為單入 /單出和單臺設(shè)備控制 ； 控制參數(shù) 為速度、溫度、壓力、成份、流量、單個參數(shù)； 第一階段 第二階段 第四階段 晶體管的出現(xiàn) 。 由古典控制理論到現(xiàn)代控制理論； 控制結(jié)構(gòu)改為串級、比值、均勻和前饋控制； 設(shè)備較復雜，可控制 2個以上參數(shù)； 二、分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 常規(guī)模擬儀表與計算機控制相結(jié)合 報警 操作臺 顯示 計 算 機 執(zhí)行器 常規(guī)儀表 信號變送 A/D D/A 生 產(chǎn) 過 程 打印 二、分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 計算機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 報警 操作臺 顯示 打印 計 算 機 D/A CPU/可編程控制器 測量與變送單元 A/D 通訊口 生 產(chǎn) 過 程 執(zhí)行機構(gòu) ． 溫度 ． 流量 ． 壓力 ． 成分 二、分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 模擬控制與計算機控制系統(tǒng) 模擬系統(tǒng) 數(shù)字系統(tǒng) yK 調(diào)節(jié)器算法 調(diào)節(jié)閥 被控對象 eK A/D D/A + CPU系統(tǒng) 輸出 執(zhí)行機構(gòu) 被控對象 模擬調(diào)節(jié)儀表 測量變送儀表 設(shè)定值 + e 輸出 檢測變送單元 二、分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 集散控制系統(tǒng)的組態(tài)方式 單回路系統(tǒng)的組態(tài)舉例流量控制系統(tǒng)圖 + SV 線性化 補償 報警檢測 報警檢測 濾波器 輸出限幅 壓力 PID A/D 信號變換器 D/A 定位器 流量 溫度 壓力 二、分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 集散控制系統(tǒng)的組態(tài)方式 PID調(diào)節(jié)器的處理程序 處理 讀輸入