[发明专利]适用于城市长隧道的分布式柔性控制方法

说明书

技术领域

本发明属于控制工程领域，特别是一种适用于城市长隧道的分布式柔性控制方法。

背景技术

自动化控制系统自60年代在国际上开始应用以来，得到迅猛发展，80年代种类繁多的集散控制系统和可编程控制器的出现，是自动化的可靠性和实时性，可操作性和可维护性得到极大的改善，成为控制系统的主流产品，但由于DCS和PLC都是采用制造商专用的集成电路，同类系统之间以及本系统和其他系统之间无法通信。90年代，个人计算机领域发生了革命性进展，随后开始进入工业领域，并把自动化作为其主要目标，于是慢慢出现了以PC为基础的工业过程控制系统(PCBCS)，由于这种系统具有通用性强，编程方便，开放性好等特点，使之可以以较低的成本方便的惊醒不同系统的互连，以及与管理信息系统，计算机集成制造系统进行方便的升级或连接，但是，PC在框架结构，防尘，抗干扰等工业应用方面的不够成熟，以及令人不够信服的可靠性等弱点目前又限制了其在工业上尤其是在底层自动化方面的大量应用；支持集成和开放的另一个重要方向是现场总线，这种彻底开发的现场设备网络试图用书用数字通信代替4-20mA的连线标准，现场总线通过两根网络线把来自不同厂家的数量庞大的传感器，执行和其他的仪表连接起来，实现数据交互，极大的简化了集中式控制系统的走线，降低了系统的造价，提高了工程进度和系统的可靠性。但现场总线控制系统无法实现复杂、先进的控制算法，对多个输入输出点的情形缺乏好的解决方法

综上所述，各种控制系统都有其优点和不足，为了克服这些旧的系统的不足，于是产生了一种全新的概念---TCS(tailoredcontrol system)，TCS是一种既以PC为基础的，又可以现场总线结构，可以进行实时控制的新兴开放性系统，并且集合了DCS和PLC的优点，结构上由两层组成，上层是操作层，在能够发挥出PC特色的场合，工作由以PC为基础的系统来承担，底层是控制层，需要高可靠和实时控制的带操作系统和各类智能I/O模块。

普通的控制结构往往是以控制器为中心，各控制点分布在一定的半径范围内，通常采用集中式或分段集中式的控制拓扑结构。然而，城市长隧道的自身特点是各控制点沿一个狭长的地段线状分布，依照现场控制需要，随机散列在该线状区内。如果沿用通常集中式刚性控制结构，如分段集中控制，将导致施工(此系统建设与土建进度交织)、施工管理不易控制、维护困难，费用高、故障分析手段弱，影响系统健壮性及系统的安全运营。为克服这些缺陷，建立一个适合于城市长隧道的控制系统十分必要。我们提出一种适用于城市长隧道的分布式柔性控制技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于PLC的优势和CAN总线特点的适用于城市长隧道的分布式柔性控制方法，以克服上述的不足。  为了实现上述目的，本发明由上层网络和底层网络构成，其特点是：上层网络处于系统中央控制室(值班室)，负责对底层控制流程的操作，数据的处理，存储，显示，报警，报表生成，还有一些数据管理站，分析系统操作站的数据；下层网络采用can总线将多个PLC连成can总线网络，PLC完成模拟量的采集，逻辑控制，采集的数据通过can总线传到上层网络，上层网络对相关数据进行分析后发出控制命令给PLC，PLC根据接受到的命令执行相应的操作；上层网络与底层网络之间采用光纤为传输介质。

由于本发明采用分布式柔性控制方法，即采用标准化、模块化和系列化的设计，控制相对分散的方式，使每个测试点都用一个PLC来控制，最后再集中到中控室。该方法控制灵活、柔性高、单点有故障不会影响全局，但要求PLC成本低。则该方法与土建施工基本隔离，便于进行城市长隧道监控系统施工管理。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明上层网络处于系统中央控制室(值班室)，负责对底层控制流程的操作，数据的处理，存储，显示，报警，报表生成，还有一些数据管理站，分析系统操作站的数据，为以后的管理，决策提供支持。上层网络操作站所使用的软件平台为windows，操作站之间使用以太网，需要的时候还可以方便的与其他系统通信，以及通过关系型数据库实现共享数据的目的，扩展方便，通讯介质使用的是双绞线，当然也可以使用光纤，通过MODERM或串口还可以使用无线电等进行通讯。此外还可以在操作站上安装web-server，这样通过internet可以实现在异地甚至是国际间通过internet浏览器对该系统进行监控和诊断。