控制器之比对.docx
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控制器之比对
控制器之比对
PAC(CompactRIO)
PLC(S7-300/400)
单片机
特性
具备强大的浮点运算能力,功耗低,发热量小。
能同时运行多个任务。
能存放实时数据和大程序。
具备强大的数据处理能力,能实现复杂的控制算法。
网络通讯能力强。
具有很好的可靠性、坚固性和分布性。
易维护。
系统构成灵活,扩展容易,以开关量控制为其特长。
可靠性高,抗干扰。
编程极其简单易学。
不能单独构成复杂的控制系统。
适用于小型应用。
低功耗,价格低廉。
针对同的应用场合,功能变化大。
一般用于家电,通信等领域。
编程支持高级文本语言,所开发的系统稳定性不够高。
优点
PAC结合了PC的处理器、RAM和软件的优势,以及PLC的固有可靠性、坚固性和分布性。
COMPACTRIO包含一个实时处理器与可重新配置的FPGA芯片,适用于可靠的独立嵌入式或分布式应用系统。
包含热插拔工业I/O模块,内置可与传感器/调节器直接连接的信号调理。
PAC嵌入式系统可以使用高效的LABVIEW图形化编程工具进行快速开发。
PAC具有单一的控制器,可用于处理数字和模拟I/O,具有运动视觉功能和模块化仪器。
高级控制如模糊逻辑和神经网络等控制技术不仅需要强大的浮点处理器,而且还需要占用大量的内存,PAC可以满足这些条件。
PAC可以实时地采集来自模拟和数字I/O通道的数据,并且对这些数据进行实时的分析,从而有效的检测故障状态。
PAC发送的数据包是可以加密的。
这对于未来的工业网络的应用是很有用的。
PAC上运行的操作系统具有以不同的速率来运行多种任务的功能,多多种任务进行并行处理。
PAC的记忆容量可以做进一步的扩展,扩展是通过一个模块实现的,很灵活。
PAC极其开发平台允许快速开发、实施和迁移项目工程。
由于其具有开放性和灵活性的特点,确保了控制点和操作以及企业业务系统之间的无缝连接,优化工厂流程,提高了生产效率。
由于PAC采用了通用的标准架构和网络,是用户能够从成本的角度出发来选择不同的系统部件,不需要学习专用的环境,保护了用户在I/O和应用开发方面的投资。
结合MFA先进控制器和LABVIEW快速图形开发环境,PAC能实现各种复杂系统的设计开发。
无
无
发展趋势
1为了满足各种实际生产状况的需要,PAC的规格会呈现多样化的发展趋势。
在具体的生产环境中,选择合适的控制系统要求的PAC,有利于降低成本。
2目前,PAC已经将逻辑、运动、过程控制等高级功能集成到了单一的平台上。
而未来,PAC将进一步融合更多的功能,例如安全性、批处理等,当信息被越来越多的使用时,其安全性就成为需要考虑的第一因素。
3为了实现真正的实时性,自动化设备供应商将在PAC内部继续创建商业系统的连接通道而不依赖其他的连接设备。
PAC将内嵌制造执行系统的一些属性,例如,标准接口的建立,它将有利于更好的解决控制层和管理层之间的连接问题。
4PAC将往更小化更智能的方向发展,但同时将拥有更出众的数据处理能力。
其软件可以监控机器的运转状况,硬件可以完成复杂的自检工作。
为了提高生产效率、增加利润,企业就必须及时有效的传递数据信息。
PAC的这种数据处理能力,可以满足用户在任何时间通过任何形式对数据进行维护。
5通过采用新技术来获得更高生产效率固然十分重要,但是新技术的使用是否会大幅增加成本和培训费用也是厂家十分关注的问题。
PAC未来的平台仍将采用标准化的设计,其卖主可以继续使用原理的商业技术和以太网等标准,从而有效降低对成本的投入。
1MFA与PID控制的比较:
1PID能控制基本线性的系统和定常系统,但不能有效的控制那些非线性、时变、耦合、时滞、干扰大和不确定因素多的复杂过程。
2控制一个过程对象前必须要整定好PID的参数,包括比例增益Kp,积分时间Ti和微分时间Td。
整定PID的各个参数是件非常头痛和耗时的事情。
3PID是一种固定参数的控制器,这样的控制器不能作为一个理想控制系统的核心。
4PID控制器不能控制复杂的过程,无论怎么调参数都没用。
5MFA控制器能很快的适应对象,并且不需要知道对象的模型。
MFA对于控制一个迟缓的过程时,相对PID的控制效果更快更好。
2无模型自适应(MFA)控制特征:
1无需过程的精确的定量知识;
2系统中不含过程辨识机制和辨识器;
3不需要针对某一过程进行控制器设计;
4不需要复杂的人工控制器参数整定;
3MFA功能介绍:
MFA控制器是美国通控集团博软公司在自动控制领域提供的一种先进控制器,是一种基于人工神经网络的控制器,被誉为下一代主流控制器。
MFA控制器已被嵌入到NILabview中,通过开发Labview程序能快速实现很多复杂的控制和良好的控制品质:
SISOMFA控制器可直接取代PID,免去复杂的控制器参数整定;
非线性MFA控制器能控制极端非线性过程;
抗滞后MFA控制器能控制大滞后过程;
MIMOMFA控制器能控制多变量过程;
前馈MFA控制器能抑制可测的扰动;
鲁棒MFA控制器能迫使过程变量维持在预定的范围;
4LABVIEW功能介绍:
Labview是世界上最常用的测试、检测和控制软件。
从简单的数据采集到先进的嵌入式软件的开发,LABVIEW的界面都非常友好。
LABVIEW的编程语言为G语言,G语言具备丰富的函数库,G语言的编程采用图形化编程方式。
用LABVIEW开发应用系统的速度比其他编程语言(比如PLC的梯形图逻辑编程)快4~10倍,加快软件开发速度,缩短产品上市时间。
利用LABVIEW丰富的自动控制算法库,可以很方便的实现自动控制系统的开发。
LABVIEW提供了一个统一的图形化开发环境,使系统工程师能够在逻辑编程环境中轻松建立触摸屏应用。
在LABVIEW8.20环境中,工程师能开发控制算法,把逻辑嵌入到FPGA,建立与之相应的HMI,发布到NI TP触摸屏计算机中。
5选择LABVIEW、MFA和PAC用于环境试验设备开发的理由:
制冷系统是一种多干扰、参数强耦合、工况多变化、惯性大的非线性系统。
系统在运行过程中会有温度、湿度、压力、光照等因素的影响,且各种因素之间的相互关系错综复杂,找到系统的精确数学模型有很大困难,用PID来实现很好的控制效果不太现实。
可以考虑采用无模型自适应控制(MFA),MFA在不需要知道系统模型的情形下,能很好的实现非线性系统、对系统的输入输出数据进行分析,实时跟踪系统的动态特性,自适应的调整控制器的控制状态。
采用MFA控制器作为整个制冷系统的控制核心,无需知道系统的数学模型,无需复杂的人工参数整定,结合Labview(集成了各种先进的MFA控制器)开发工具和PAC系统硬件平台,站在一个新的开发平台上来实现环境试验设备的设计开发。
目前MFA已在NILabview中做了很好的嵌入,将MFA作为Labview编程的模块,MFA在NIPAC中运行能实现很好的控制性能,PLC目前还没有实现MFA功能块的整合。
将MFA、NILabview和NIPAC的优势整合到一起来解决环境试验设备系统的控制难题,是一个很好的选择。
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- 关 键 词:
- 控制器