DCS现场控制站控制软件研究与实现

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文摘要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(SNct)功能，利用广播和多播的通信方式，实现了多个控制站问、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

2、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

3、。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。关键词：现场控制站，系统网络，控制模块，模糊PID，程序调度杭州史子科技大学硕士学位论文ABSTRACTDistributedcontrolsystem(DCS)hastwoobviousadvantages：centralizedmonitoringanddispersingrisk．Thedevelopmentofcomputertechnology,communicationtechnology,displaytechnology

4、,controltechnologyandmanufactureprocessimprovedthereliabilityofDCS．Therefore，DCSarewidelyappliedinvariousindustrialcontr01．Fieldcontrolstation，asthecorecomponentofDCS，mustsatisfytherequirementsofreal—timeandhighreliability．Itsmainfunctions：collectingandprocessingthefielddate，datatransmissiona

5、ndnetworkcommunication，theimplementationofcontrolplan，etc．Networkcommunicationisthenervecenterofthewholecontrolsystem．BasedonQNXoperatingsystem，thispaperrealizesthesystemnetwork(SNet)ofDCSfieldcontrolstation．InSNet，werealizedthecommunicationbetweenmultiplecontrolstations，masterandslavecontrol

6、templates，controlstationandoperationstation，makinguseofthecommunicationtechnologyofbroadcastandmulticast．Thedifferentdatainformationweretransmitedindifferentcommunicationways，inordertoensurethereal-timeandreliabilityofthesystem．Thecontrolalgorithmisthekernelofthecontrolsystem．InDCScontrolsotl

7、ware，usingofconfigurationfilesanddynamic-linklibrariestthispaperrealizedFBDfunctionblockdiagram．AsimplefuzzyPIDcontrolalgorithmisdesignedandrealized，throughthelearningandcompardngmanykindsofcontrolalgorithmsuchasPIDcontrol，thefuzzycontrolandS