[發明專利]一種基于無線網絡的分布式自學習順序控制系統及方法

無效

• 申請號: 201210196879.2
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN102736531A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 王仁書;白焰;汪鳳珠;許呈嫣
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04;H04W84/18
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術領域

本發明屬于工業無線技術領域，尤其涉及一種基于無線網絡的分布式自學習順序控制系統及方法。

背景技術

目前為止，工業順序控制系統都是采用“集中”“有線”的控制方式，即采用集中的控制器而且整個控制系統都使用線纜連接。此外，在安裝完控制系統后，需要專門的人員進行邏輯組態和調試。雖然這種控制技術比較成熟并且得到了廣泛的應用，但是也存在諸多不足，比如需要消耗大量的線纜，采用集中的控制器引入集中的故障，組態及調試需要花費人力和時間等。

發明內容

針對上述背景技術中提到的現有工業控制系統的不足，本發明提出了一種基于無線網絡的分布式自學習順序控制系統及方法。

本發明的技術方案是，一種基于無線網絡的分布式自學習順序控制系統，用于對現場設備進行控制，其特征是該系統包括上位機、基站和無線開關量模塊；

所述上位機和基站連接；基站和無線開關量模塊無線連接；

所述基站包括電源、電源轉換模塊、無線通信模塊、基站主芯片、以太網協議芯片和RJ45接口；電源和電源轉換模塊連接；電源轉換模塊分別與無線通信模塊、基站主芯片和以太網協議芯片連接；無線通信模塊和基站主芯片連接；基站主芯片和以太網協議芯片連接；以太網協議芯片和RJ45接口連接；

所述無線開關量模塊包括設定個無線開關量采集模塊和無線開關量輸出模塊；

所述無線開關量采集模塊包括電池、外部電源、開關量采集無線通信模塊、電平變換電路、信號變換器和開關量采集接線端子；電池分別與開關量采集無線通信模塊和電平變換電路連接；外部電源分別與電平變換電路和信號變換器連接；開關量采集無線通信模塊和電平變換電路連接；電平變換電路和信號變換器連接；信號變換器和開關量采集接線端子連接；

所述無線開關量輸出模塊包括電源、電平轉換和穩壓電路、開關量輸出無線通信模塊、多路驅動電路、繼電器和開關量輸出接線端子；電源與電平轉換和穩壓電路連接；電平轉換和穩壓電路分別與開關量輸出無線通信模塊、多路驅動電路和繼電器連接；開關量輸出無線通信模塊和多路驅動電路連接；多路驅動電路和繼電器連接；繼電器和開關量輸出接線端子連接；

所述上位機用于對無線開關量模塊進行狀態監視和操作；

所述基站用于建立無線自組織網狀網絡、對無線開關量模塊發送的數據進行轉換、將上位機的控制指令發送給對應的無線開關量模塊、自動對收到的每個控制指令遞增編號作為指令的序列號；

所述無線開關量模塊具備自學習能力，用于生成控制邏輯。

所述無線通信模塊、開關量采集無線通信模塊或開關量輸出無線通信模塊為JN5148模塊。

所述無線開關量模塊具有路由功能。

一種基于無線網絡的分布式自學習順序控制方法，其特征是該方法包括以下步驟：

步驟1：將無線開關量采集模塊和無線開關量輸出模塊和現場設備進行連接；

步驟2：上位機通過基站向無線開關量模塊發送指令，無線開關量模塊按照指令對現場設備進行控制；

步驟3：無線開關量采集模塊和無線開關量輸出模塊記錄指令和指令的序列號，并根據采集的現場設備信息生成控制邏輯；

步驟4：無線開關量采集模塊和無線開關量輸出模塊塊根據生成的控制邏輯產生控制指令，并通過無線開關量輸出模塊輸出控制指令對現場設備進行控制。

所述無線開關量輸出模塊接收來自無線開關量采集模塊的指令并驅動現場設備。

本發明的有益效果體現在：

1.系統的結構更加簡約

把控制任務分散到現場的無線開關量模塊中執行，取消傳統的控制系統中集中式控制器，從而不用在控制室里安裝控制柜，整個系統的結構就只包含監控級和現場級，系統的結構更加簡約，極大地降低了系統的成本。

2.自學習生成控制邏輯

在系統安裝完成后，只要運行員按照生產步序發送控制指令完成一次手動操作，分散在現場的無線開關量模塊就能夠自動記錄控制指令和指令序列號，并通過自學習生成控制邏輯，無需進行專門的邏輯組態，節省系統的調試時間。

3.無集中故障

由于系統取消了傳統系統中集中的控制器，而無線開關量模塊的故障也僅影響與本無線開關量模塊連接的設備，當系統中的部分無線開關量模塊發生故障時，不會導致整個控制系統的崩潰，有效的消除了集中式的故障。

4.減少系統所需的信號線纜