[發明專利]適用于城市長隧道的分布式柔性控制方法

無效

• 申請號: 200710052838.5
• 申請日: 2007-07-26
• 公開（公告）號: CN101109953A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 鐘珞;馬成前;劉長江;陳軍;袁景凌;汪淑平;唐昌堯;李超勝;田久暉;王鋒;張慕;王舜燕;冷裕材;周細光
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學;武漢市市政工程機械化施工公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 潘杰

技術領域

本發明屬于控制工程領域，特別是一種適用于城市長隧道的分布式柔性控制方法。

背景技術

自動化控制系統自60年代在國際上開始應用以來，得到迅猛發展，80年代種類繁多的集散控制系統和可編程控制器的出現，是自動化的可靠性和實時性，可操作性和可維護性得到極大的改善，成為控制系統的主流產品，但由于DCS和PLC都是采用制造商專用的集成電路，同類系統之間以及本系統和其他系統之間無法通信。90年代，個人計算機領域發生了革命性進展，隨后開始進入工業領域，并把自動化作為其主要目標，于是慢慢出現了以PC為基礎的工業過程控制系統(PCBCS)，由于這種系統具有通用性強，編程方便，開放性好等特點，使之可以以較低的成本方便的驚醒不同系統的互連，以及與管理信息系統，計算機集成制造系統進行方便的升級或連接，但是，PC在框架結構，防塵，抗干擾等工業應用方面的不夠成熟，以及令人不夠信服的可靠性等弱點目前又限制了其在工業上尤其是在底層自動化方面的大量應用；支持集成和開放的另一個重要方向是現場總線，這種徹底開發的現場設備網絡試圖用書用數字通信代替4-20mA的連線標準，現場總線通過兩根網絡線把來自不同廠家的數量龐大的傳感器，執行和其他的儀表連接起來，實現數據交互，極大的簡化了集中式控制系統的走線，降低了系統的造價，提高了工程進度和系統的可靠性。但現場總線控制系統無法實現復雜、先進的控制算法，對多個輸入輸出點的情形缺乏好的解決方法

綜上所述，各種控制系統都有其優點和不足，為了克服這些舊的系統的不足，于是產生了一種全新的概念---TCS(tailoredcontrol?system)，TCS是一種既以PC為基礎的，又可以現場總線結構，可以進行實時控制的新興開放性系統，并且集合了DCS和PLC的優點，結構上由兩層組成，上層是操作層，在能夠發揮出PC特色的場合，工作由以PC為基礎的系統來承擔，底層是控制層，需要高可靠和實時控制的帶操作系統和各類智能I/O模塊。

普通的控制結構往往是以控制器為中心，各控制點分布在一定的半徑范圍內，通常采用集中式或分段集中式的控制拓撲結構。然而，城市長隧道的自身特點是各控制點沿一個狹長的地段線狀分布，依照現場控制需要，隨機散列在該線狀區內。如果沿用通常集中式剛性控制結構，如分段集中控制，將導致施工(此系統建設與土建進度交織)、施工管理不易控制、維護困難，費用高、故障分析手段弱，影響系統健壯性及系統的安全運營。為克服這些缺陷，建立一個適合于城市長隧道的控制系統十分必要。我們提出一種適用于城市長隧道的分布式柔性控制技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于PLC的優勢和CAN總線特點的適用于城市長隧道的分布式柔性控制方法，以克服上述的不足。??為了實現上述目的，本發明由上層網絡和底層網絡構成，其特點是：上層網絡處于系統中央控制室(值班室)，負責對底層控制流程的操作，數據的處理，存儲，顯示，報警，報表生成，還有一些數據管理站，分析系統操作站的數據；下層網絡采用can總線將多個PLC連成can總線網絡，PLC完成模擬量的采集，邏輯控制，采集的數據通過can總線傳到上層網絡，上層網絡對相關數據進行分析后發出控制命令給PLC，PLC根據接受到的命令執行相應的操作；上層網絡與底層網絡之間采用光纖為傳輸介質。

由于本發明采用分布式柔性控制方法，即采用標準化、模塊化和系列化的設計，控制相對分散的方式，使每個測試點都用一個PLC來控制，最后再集中到中控室。該方法控制靈活、柔性高、單點有故障不會影響全局，但要求PLC成本低。則該方法與土建施工基本隔離，便于進行城市長隧道監控系統施工管理。

附圖說明

圖1為本發明的原理框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。

本發明上層網絡處于系統中央控制室(值班室)，負責對底層控制流程的操作，數據的處理，存儲，顯示，報警，報表生成，還有一些數據管理站，分析系統操作站的數據，為以后的管理，決策提供支持。上層網絡操作站所使用的軟件平臺為windows，操作站之間使用以太網，需要的時候還可以方便的與其他系統通信，以及通過關系型數據庫實現共享數據的目的，擴展方便，通訊介質使用的是雙絞線，當然也可以使用光纖，通過MODERM或串口還可以使用無線電等進行通訊。此外還可以在操作站上安裝web-server，這樣通過internet可以實現在異地甚至是國際間通過internet瀏覽器對該系統進行監控和診斷。