网络化系统范文

网络化系统范文（精选9篇）

网络化系统 第1篇

本文通过对工业控制系统网络化进行研究，认为工业控制系统网络化浪潮将如今多种流行技术融合，使得工业控制领域拓展了发展空间，并且有着新的发展机遇。

摘要：随着我国计算机技术、控制技术以及通信技术的迅猛发展，一场前所未有的变革在传统的控制领域当中，并且日益向网络化方向发展。 工业控制系统已跨入网络化控制的新阶段,网络化工业控制系统已成为制造业控制、过程控制和测控技术等领域中的重要研究方向。

网络化系统 第2篇

随着时代的发展，科学技术的进步，人们对冶金的认识也在日益提高。

显然，传统冶金企业的制造方法已经赶不上时代的脚步，无法适应现在的社会需求。

而一种新兴的控制系统——网络化制造系统的面世就会好的解决了这一问题。

首先，不能舍弃传统冶金企业的基本特性，在注重冶金品质的前提下，融入一定的科学技术，将整个冶金企业置于一个科学完善的网络化制造系统之中，这样会形成一个总体结构，大大的提高了冶金企业的生产效率和管理效率。

本文将简单分析冶金企业网络化制造系统的特点，并重点探究相应的制造执行系统，以供广大冶金企业人员参考。

网络化系统 第3篇

近年来,网络控制系统(NCS)已成为控制理论界和工业应用领域的一个热点问题[1]。一些国际知名期刊相继出版了很多关于NCS的专刊[2,3,4,5,6],NCS也一直是控制、计算、通信、网络等诸多领域内许多国际会议的征文主题之一。针对网络控制系统的综述见文献[7,8,9,10,11]。然而,针对工业过程控制中广泛存在的一类特殊的网络控制系统,网络化串级控制系统(NCCS)[12,13]的分析和综合还有待系统深入的研究。

在网络控制系统和网络化串级控制系统中,采用网络来传输系统中的各种信息,可大大减少系统布线,降低系统成本,便于系统维护,提高系统的灵活性和可靠性。然而,在网络控制系统和网络化串级控制系统的控制回路中插入网络,也给它们的分析和综合带来了新的挑战,使得系统的分析和设计变得异常复杂。文献[14]将NCS中的网络诱导时延分别建模为常数时延、独立分布的时延和 Markov链,并研究了相应的控制器设计问题。文献[15]只考虑了有数据包丢失的NCS,建立了系统的模型并分析了其稳定性。文献[12]仅针对有时延的NCCS建立了系统的闭环模型,没有考虑数据包丢失。

本文提出了广义对象和广义控制器的概念,同时考虑了网络诱导时延和数据包丢失,采用增广状态向量法在离散时间域分别建立了网络控制系统和网络化串级控制系统统一的闭环模型。

2 广义对象和广义控制器

随着仪器仪表的发展,智能化现场设备如传感器、控制器和执行器一般都具有通信能力。在网络控制系统和网络化串级控制系统中,传感器和控制器都具有通信能力。以下分别定义了广义对象和广义控制器。为便于分析,作如下假定:①传感器、控制器、执行器均是时钟驱动的;②网络诱导时延是采样周期的整数倍,随机且有界的;③网络发生丢包的概率是固定的,且最大连续丢包数是1。

2.1 广义对象

广义对象包括被控对象P、传感器S以及发送传感信息的网络N,如图1所示。

考虑连续时间线性时不变对象P,其状态空间方程为:

undefined

采样周期为h,在一个采样周期内对其离散化得其离散时间状态空间方程为:

undefined

式中:Φ=eAh;Γ=∫undefinedeAsdsB。

假定网络诱导时延为ph,p=0,1,…,P,数据包在网络上的成功传输率为α,即当数据包成功传输时,α=1;当数据包丢失时,α=0。因此,网络模型可表示为:

w(k)=αy(k-p)+(1-α)y(k-p-1) (3)

联立式(2)和式(3),得到广义对象undefined如下:

undefined

式中:增广状态向量undefined;

讨论:p=0时,如果α=1,则有w(k)=y(k),即广义传感器中无网络,传感器将周期性地采集传感信息直接发送到控制器;如果α=0,则有w(k)=y(k-1),即广义传感器中的网络仅有丢包而无时延。p=1时,如果α=1,则有w(k)=y(k-p),即广义传感器中的网络仅有时延而无丢包;如果α=0,则有w(k)=y(k-p-1),即广义传感器中的网络同时存在时延和丢包。

2.2 广义控制器

在网络控制系统和网络化串级控制系统中,控制器一般都是由计算机在离散时间域实现的。广义控制器包括控制器C和发送控制信息的网络N,如图2所示。

考虑离散时间动态输出反馈控制器C,其状态空间方程为:

假定网络诱导时延为qh,q=0,1,…,Q,数据包在网络上的成功传输率为β,即当数据包成功传输时,β=1;当数据包丢失时,β=0。因此,此时网络模型可表示为:

v(k)=βu(k-q)+(1-β)y(k-q-1) (6)

联立式(5)和式(6),得到广义控制器undefined如下:

式中:增广状态向量undefined;

讨论:q=0时,如果β=1,则有v(k)=u(k),即广义控制器中无网络,控制器周期性地将计算出来的控制指令直接发送到执行器;如果β=0,则有v(k)=u(k-1),即广义控制器中的网络仅考虑了丢包。q=1时,如果β=1,则有v(k)=u(k-p),即广义控制器中的网络仅考虑了时延;如果β=0,则有v(k)=u(k-p-1),即广义控制器中的网络同时考虑了时延和丢包。

3 网络控制系统的统一建模

在一个典型的单回路控制系统中,有三个现场设备:传感器、控制器和执行器。传感器安装在现场,和被控对象直接连接,执行器接收控制器的控制指令驱动执行机构改变被控对象的状态。在现场总线控制系统(FCS)中,传感器和执行器具备计算和通信能力,控制器可内置于传感器中,也可内置于执行器中,此时网络的位置存在于控制器和执行器之间,或传感器和控制器之间;而在分散控制系统(DCS)中,控制器一般置于网络上其它的独立节点中,此时网络同时位于控制器和执行器之间,以及传感器和控制器之间。一般的网络控制系统如图3所示。

基于第2部分定义的广义对象和广义控制器,联立式(4)和式(7),得到网络控制系统统一的闭环系统模型为:

所建立的闭环系统模型表明,系统矩阵Ω与采样周期h有关,并取决于p,q,α,β的取值,同时存在时延和数据包丢失的网络控制系统是离散时间线性切换系统。

4 网络化串级控制系统的统一建模

在一个典型的网络化串级控制系统中,有三个现场设备:主变送器、副变送器和执行器。主变送器和主对象直接连接;副变送器和副对象直接连接;执行器接收控制器的控制指令驱动执行机构改变副对象的状态进而改变主对象的状态。由于现场设备都是智能的,具有存储计算功能,可将主控制器和副控制器任意置于这三个现场设备中,因此网络可能存在的位置有:主变送器S1和主控制器C1之间、主控制器C1和副控制器C2之间、副变送器S2和副控制器C2之间、副控制器C2和执行器A之间。一般的网络化串级控制系统的方框图如图4所示[16]。

以下针对图4所示的典型网络化串级控制系统进行分析和建模。基于第2部分提出的广义对象和广义控制器,图4可转化为图5所示的方框图,包括广义主控制器undefined、广义副控制器undefined、广义副对象undefined和广义主对象undefined。

图5中,广义主控制器undefined如图6所示。

考虑主控制器C1是离散时间动态输出反馈控制器,其状态空间方程为:

假定网络诱导时延为p1h,p1=0,1,…,P1,数据包在网络上的成功传输率为α1,即,当数据包成功传输时,α1=1;当数据包丢失时,α1=0。此时网络模型可表示为:

联立式(9)和式(10),得到广义主控制器:

undefined

广义副控制器undefined如图7所示。

考虑主控制器C2是离散时间动态输出反馈控制器,其状态空间方程为:

其输入为:

e2(k)=v1(k)-w2(k) (13)

假定网络诱导时延为p2h,p2=0,1,…,P2,数据包在网络上的成功传输率为α2,即当数据包成功传输时,α2=1;当数据包丢失时,α2=0。此时,网络模型可表示为:

v2(k)=α2u2(k-p2)+(1-α2)u2(k-p2-1) (14)

联立式(12)～式(14),得到广义副控制器:

广义副对象undefined如图8所示,副对象P2是连续时间线性时不变的,其状态空间方程为:

在一个采样周期h内对式(16)离散化得其离散时间状态空间方程为:

式中:

假定网络诱导时延为q2h,q2=0,1,…,Q2,数据包在网络上的成功传输率为β2,即当数据包成功传输时,β2=1;当数据包丢失时,β2=0。因此,网络模型可表示为:

w2(k)=β2y2(k-q2)+(1-β2)y2(k-q2-1) (18)

联立式(17)和式(18),得广义副对象:

广义主对象undefined如图9所示,考虑连续时间线性时不变主对象P1,其状态空间方程为:

在一个采样周期内对其离散化得其离散时间状态空间方程为:

式中:。

假定网络诱导时延为q1h,q1=0,1,…,Q1,数据包在网络上的成功传输率为β1,即当数据包成功传输时,β1=1;当数据包丢失时,β1=0。因此,网络模型可表示为:

w1(k)=β1y1(k-q1)+(1-β1)y1(k-q1-1) (22)

联立式(21)和式(22),得广义副对象:

联立式(11)、式(15)、式(19)和式(23),得网络化串级控制系统统一的闭环系统模型为:

ξTk+1=Ω ξTk (24)

式中:ξTk=undefined;

所建立的闭环系统模型表明,系统矩阵Ω不仅与采样周期h有关,还取决于p1,p2,q1,q2,α1,α2,β1,β2的取值。有时延和数据包丢失的网络化串级控制系统是离散时间线性切换系统。

5 结束语

浅谈网络化控制系统 第4篇

关键词：网络化控制系统；物联网；信号延迟；数据丢失

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 09-0000-02

21世纪是一个以网络为核心的信息时代，计算机信息技术、网络技术的迅猛发展正在深刻改变着人们的生活和工作方式，对企业信息化和自动化的发展也产生了巨大影响。计算机技术、信息技术、控制技术、网络技术和通信技术的结合，为网络化控制系统（Networked Control Systems， 简称NCS）的产生提供了技术保障。网络化控制系统是通过网络进行数据传输、形成控制闭环的系统，它具有不同于传统点对点控制系统的结构，是当今物联网的巨大发展在控制系统中的具体体现，也是人类走向信息化社会的一个标志。

一、网络化控制系统概述

网络化控制系统通常的定义是通过一个实时网络构成闭环的控制系统，具体而言是指在某个区域内一些现场检测、控制及操作设备和通信线路的集合，用以提供设备之间的数据传输，使该区域内不同地点的用户实现资源共享和协调操作。网络化控制系统的概念起始于上世纪80年代，以Ray等的论文为代表。进入21世纪以来，网络技术与通信技术的发展使得实际的网络化控制系统得到越来越多的重视，获得了巨大发展。2003年在美国举办的控制学科的新世纪发展方向研讨中明确指出，网络化是控制系统21世纪的重点发展方向之一。

相比于传统的点对点数据传输的控制系统，网络化控制系统各部件之间通过一个公共的通信网络连接，相关的数据通过通信网络进行传输，避免了彼此间铺设专线，并且可以实现资源共享、远程操作和控制，降低了系统的成本、重量和电力消耗，简化了系统的安装和维护，提高了系统的灵活性和可靠性。这些突出的优点使网络化系统的概念一经提出便得到了飞速的发展，并已在复杂工业过程的先进控制、现代交通工具内基于通讯网络的复杂控制系统（无人机、水下车）、运载工具群的协调控制（高速公路车辆调度、机场飞机调度）、智能家居等领域显露出广泛的应用前景。网络化控制系统的典型结构如下图所示。

图1 網络化控制系统的结构图

二、网络化控制系统的基本问题

通信网络引入控制系统会使系统的分析和综合变得很复杂，网络化控制系统的复杂性由通信网络自身的特点决定，主要表现在：

（一）网络诱导时滞问题

将通信网络引入控制系统，连接智能现场设备和自动化系统，实现了现场设备的分布化和网络化，同时也加强了现场控制和上层管理的联系。但与此同时，由于网络的加入使得信息在传输过程中不可避免地存在着延迟。例如，网络协议下，数据包拥塞等待、网络空闲检测、长距离传输等。

时延是网络化控制系统研究的主要问题之一，数据在传输线路上必然存在着传输时延，数据在接受处理是必然存在着处理时延，传输时延和处理时延共同构成了网络时延。网络时延受到网络拓扑结构、网络所采用的通信协议、路由算法、负载情况、传输速率等诸多因素的影响，呈现出固定或随机，有界或无界的特征。

（二）数据包丢失

数据包丢失是网络的引入所带来的又一问题。由于通信信道的不确定性，数据包在传输过程中可能出现错误甚至丢失，这样，接收节点（控制器或执行器）就会丢弃错误数据或使用之前接收到的数据。如果某一时刻采样获得的数据包在其后采样的数据之后到达接收器，这种数据包也会被丢弃。另外，数据传输中大于某个特定长度的时滞也可以被视为数据丢失进行处理。

从系统信息的传输来看，数据包丢失的发生相当于信息传输通道暂时被断开，使得系统的结构和参数发生较大的变化。

（三）多包传输问题

以数据包形式传输的信息是网络化控制系统有别于传统控制系统的特点。多包传输是进行网络化系统的分析和设计时经常遇到的另一个重要问题。多包传输的一个主要原因是由于网络带宽的限制，数据包容量有限以至于无法包含一个时刻的全部采样数据，这必须通过多个数据包进行先后传输。多包传输的另一个原因是网络化系统的传感器和控制器一般会分布在一个较大的物理空间中，这样，就不可能把同一时间的所有数据利用同一个数据包进行传输。

（四）通信约束问题

信号在数字系统中传输必然经过量化过程，传统的系统设计方法是把量化带来的影响建模成外部白噪声扰动（均匀分布），在忽略量化现象的条件下设计控制器，如果设计出来的控制器无法满足要求，调节诸如采样频率等参数进行再设计。在网络化系统中，通信信道为数字信道，信息在网络中传输必然会受到比特率限制，传输之前要量化到一个有限集合中。为了尽量降低网络带宽，网络化系统中的量化精度可能较低，以至于量化误差用白噪声近似不再合适，如何严格地分析量化现象造成的影响，如何在特定量化规则下对网络化系统进行分析和设计是亟待解决的问题。网络化控制系统中的量化问题正在得到越来越多的学者的关注。

此外，采样速率约束、通信速率约束、编码位数约束等问题也是网络化控制系统中所必须考虑的通信约束问题。

三、结语

网络化控制系统做为一种新兴的控制系统形式，得到了越来越多的研究和重视，在物联网飞速发展的大背景下，如何用好网络化控制系统的概念，在网络诱导时滞、数据丢失、多包传输、通信约束下，研究网络化控制系统的控制方法，构造、实现更多的网络化控制系统为国民经济服务，是值得思考和研究的问题。

参考文献：

[1]霍志红.网络化控制系统故障诊断与容错控制[M].中国水利水电出版社,北京,2009

[2]Halevi Y,Ray A. Integrated Communication and Control System: Part I – Analysis[J].Journal of Dynamic Systems,Measurement,and Control,1988,110:367-373

[3]Zhang W,Branicky M S， Phillips S M. Stability of networked control systems[J].IEEE Control Systems Magazine,2001,21(1):84-99

网络化系统 第5篇

SDM系统功能简介

物品管理解决方案

销售业务管理子系统

销售业务是企业营销活动的龙头，它主要对销售过程、促销活动和调价补差进行管理。在此基础上，对客户的个性化服务管理是CRM以客户为中心的思想的具体体现。

销售业务管理子系统作为企业营销活动中的一个重要部分。通过它可以及时了解到销售业务中每个环节的`准确情况和数据信息。与库存管理、财务结算、计划管理等子系统紧密联系在一起。

包括：销售管理；促销管理；调价补差；客户服务；报表查询。

仓库管理子系统

库存管理是SDM系统的核心，包括对销售全过程中的各个物流节点的管理。

销售状态和库存状况是互动的，动态库存管理反映了业务操作每个环节对库存商品的影响，保证调度或订单的顺利进行。

本子系统是确认订单、社会虚拟库存及实现异地调拨的基础应用系统。

包括：库存管理；配送管理。

资金管理解决方案

财务结算管理子系统

财务结算是物流数据向资金流数据转换的一个管理核心，是连接业务与财务的关键子系统。它为销售的各项分析提供了必要的基础数据，是对业务交易的真实描述，针对不同的销售策略，有不同的结算管理内容。它包括对发票的管理、对回款的管理、对客户应收账款的管理、对客户返利的管理和对销售费用的管理。财务结算

[1] [2] [3] [4]

网络化系统 第6篇

孙天祥1 杜晓毅2 张乃禄3 魏磊3 l延长油田定边采油厂2大庆油田采油六厂3西安石油大学电子工程学院

摘要：针对延长油田定边采油厂集输联合站工艺流程和安全生产要求，开发基于智能网络化的联合站安全生产监视监控系统。该系统采用工业以太网与现场总线技术，构成联合站生产工艺参数与设备状态监控和生产过程实时视频监视系统，实现联合站生产过程安全监视监控和生产事故预警预报。运行表明，系统大大提高了联合站生产过程自动化、安全生产保障能力与安全管理水平，具有典型的应用示范作用。

关键词: 联合站；安全监控；系统开发 前言

采油厂集输联合站是进行油气水分离外输、污水处理、原油含水分析、油田气处理等的综合性生产工艺流程枢纽。站区内压力容器密布，油气管道纵横，生产过程相对复杂，生产和储运的易燃、易爆物质，及有毒、有害、有腐蚀物质都具有潜在危险，事故风险高，安全生产难度大，一旦发生事故就会造成巨大的灾难和经济损失。随着“3C”技术的发展，油田集输联合站生产过程的监视监控和管理一体化成为油田自动化的发展方向[1-z]。结合延长油田定边采油厂集输联合站工艺流程和安全生产要求，采用工业以太网与现场总线技术，开发基于智能网络化的联合站安全监视监控系统，以实现联合站生产过程安全监视监控和生产事故预警预报。联合站工艺流程和系统需求分析 2．1工艺流程

联合站工艺流程为：单井来油进入翻斗计量分离器一翻斗计量分离器出油进入三相分离器一三相分离器出油进入换热器一换热器出油进入沉降罐一沉降罐出油进入储油罐。

2．2 系统需求

联合站站内监控的流程主要以原油的输送、加热、分离、储存以及污水处理为主。监控的设备主要包括原油储罐、三相分离器、锅炉、各类动力泵和管道系统等，各流程监控点监控温度、液位、压力、流量和可燃气体浓度等参数，各设备监控点主要监控电机的启停及状态等。视频监控主要包括整个站区室内的分离器区、注水区、油罐区、卸油区、汽车衡区和办公区，人员以及车辆出入等状况的视频监视。安全监视监控系统组成与实现 3．1系统组成

安全监视监控系统包括生产工艺参数与设备状态监控和生产过程实时视频监视，重点监控生产工艺流程、装备和现场环境。系统整体设计分为监控层、控制层和设备层三部分。系统整体组成如图1

3．2系统实现

(1)监控层。监控主机选择2台研华公司工业控制计算机IPC一610H，带有RS一232C标准通讯接口、以太网卡及打印机并行口。利用CP561l网卡提供的Profibus—DP通讯接口，将2台IPC通过Profibus电缆连接起来。监视系统选择16路数字硬盘录像机，6台带云台的El夜型摄像机及控制键盘。将2台监控主机与数字硬盘录像机用工业以太网连接，构成基于双机冗余的监视监控系统。

(2)控制层。选用西门子S7—300系列PLC(CPU314C--2DP)。CPU模块带有模拟量和数字量控制，可以完成储油罐液位检测控制，电机、系统启停操作和状态显示等功能。附加的4个SM331模块完成了现场各种模拟量信号检测的功

能，数据传输信号为4一-．20 mA模拟电流信号。每台摄像机配备解码器，完成视频信号的数字化转换及数据压缩。

(3)设备层。选择智能型传感器及仪表，完成工艺过程温度、压力、流量、液位等参数和安全状态的检测与远传，是监控系统与生产过程的接口。安全监控系统软件设计

(1)上位监控系统软件采用双机冗余系统，具有工程师站和操作员站。工程师站完成系统组态、开发和监视功能，操作员站完成系统运行监视功能。根据工艺流程的需要，开发系统主流程画面、卸油罐画面、储油罐画面、三相分离器画面、污水处理和注水画面、事故预警报警画面，以及联合站的各种生产报表。通过菜单操作，可以任意切换画面，获得各个流程更详细、具体、全面的数据和信息。

(2)下位机软件使用SlEMENS公司S7—300PLC组态软件STEP7设计。程序主要由组织块OB、功能块FB、功能函数FC和数据块DB等构成。在程序设计上采用查询与中断相结合的方式。模拟量信号采集子程序、控制调节子程序、预报警子程序都放在主程序模块OBl中。储油罐的液位控制由STEP7的一个内部PID功能模块(FB41CONT—C)分别完成。

(3)数字硬盘录像机使用自带软件。包括视频数据采集与压缩录像、云台控制、接入报警，同时在原有软件基础上作出调整：

①将播放器的快播5倍改为10倍(要求连续快播。不断帧)； ②做格式转换器，将该格式转换为MPEGl或MPEG2； ③播放器可分三级放大(3个不同大小的图面)以供选用； ④在播放器中有文件编辑功能，文件名可以自我设定。系统功能与特点 5．1系统功能 该系统功能包括：

①实时动态地显示分离器油水界面，以及油罐液位等设备的测量数据； ②通过工程浏览器可实现数据远传及修改设置参数等功能； ③检测参数实时数据趋势和历史数据趋势显示功能； ④生产事故预警和状态报警功能；

⑤PID控制器实现缓冲罐液位的自动控制；

⑥手动自动录像、异动侦测录像及探头报警录像； ⑦视频监视和检索

同步，以多种方式对录像文件和图片进行检索。5．2 系统特点

该系统特点有：①系统运行安全可靠。双机冗余、热机备份，具有工程师站和操作员站功能。故障突发时，系统会提示操作员并自动切换，提高了系统可靠性。②系统网络化。监控系统与监视系统网络互联，提供数据查询与信息分析的平台，及时了解监测现场情况。③可维护性强。采用模块化结构设计，维护时只对相应的模块进行调整即可，不必改变软件结构。结语

网络化系统 第7篇

大国博弈，航空工业的发展及其技术成熟是一块重要砝码，而能够支撑这块砝码质量的，就包括试飞测试技术。一位国内专家曾评价到，试飞测试技术是统领试飞技术的灵魂。

2012年3月28日，中航工业专家组宣布：“中航工业试飞中心研制的网络化测试系统攻克了多项关键技术，集成设计的测试系统功能和性能指标满足型号试飞测试的总体要求，技术水平达到国内领先，国际先进。”几个月后，某型机验证了试飞中心独立研制的网络化测试系统。

55年来，我国的飞行试验事业从无到有，从小到大，从弱到强，取得了光辉的成就。如今，试飞中心的实力大大增强。与上世纪90年代相比，试飞测试和地面监控能力成数量级地增长；数据处理周期从以月计到以时、分、甚至秒记。2013年12月18日，航空试飞测试技术成果展隆重开幕，与会专家指出，试飞中心的测试技术处于国内领先水平，既符合飞行试验的发展需求，也与当前航空工业的发展相匹配。

试飞测试技术的发展轨迹

试飞测试技术主要由试飞测试参数传感器与校准、试飞机载测试、试飞遥测监控、试飞数据处理、试飞外部参数测试等五个方面组成，是一个覆盖传感器、信号调理、数据采集、数据记录、遥测传输、实时监控、数据处理、光电测量、影像分析、雷达电子等多个专业的综合应用技术，参数涉及高度、速度、压力、温度、力、振动、过载、姿态、位移、角速度、流量、迎角、侧滑角、电流（压）、应变、噪声、空间位置等十几种类型。而飞行试验测试的目的就是获取数据，用以验证被试对象的各种性能指标和对试飞中出现的各种现象、状态进行分析研究。可以说，完整的测试链是飞行试验的一个最重要的关键试验环节。

一位美国试飞员说过，没有先进的测试技术保障，就没有现在的F-

22、F-35，俄罗斯“BOR”系列为高超声速飞行器和航天飞机所做出的贡献也将永远尘封在档案袋里。

从世界范围来看，最早的飞行试验测试即试飞结果主要靠试飞员主观评述；1910年，飞机座舱内从一个转速表增加到10个座舱仪表，试飞员通过读表得到数据并记在他们膝盖上的卡片上；20世纪30年代，飞行试验开始用电影胶片记录仪表读数。第二次世界大战后，传感器开始出现，光学示波器开始使用。50年代开始出现调频磁带记录器；60年代PCM编码为主要记录标准，数字磁带机开始应用，遥测技术亦在此时得到应用。伴随测试设备和技术的提升，测试参数也从最初的几个增加到几十个、上百个到后来的上万个，甚至到现在的海量数据。

上世纪50年代末，我国的科研试飞事业刚刚起步，国内对飞机试飞测试还比较陌生。当时，由原苏联专家对试飞中心的第一代科研人员进行了培训，讲义被整理编制成册。靠着一本小册子，试飞人逐渐掌握了试飞参数测试方法、测试仪器配置、测试方案设计、测试仪器机上改装、测试数据判读处理等。

20世纪60～70年代，我国的试飞测试主要依赖于航空自记器和光学示波器，初步实现了从手工计算到计算机处理，摄影测量从定性到定量。同期，美国的经济、科技飞速发展，阿波罗登月计划成功，并实现了影像超远距离传播。70年代中期，试飞中心成功研制出了国内首台调频和数码磁带机；遥测技术开始投入使用。

20世纪80年代是试飞测试技术开始与国际接轨的时期。期间引进的是第一个可编程的PCM数据采集系统，测量参数达200个，速率8K字/秒；测试参数达1000个，PCM速率达32K字/秒，实现了飞行试验的地面监控。这些系统对“三机定型”（J8Ⅱ、J7Ⅲ、JJ7）和Y7系列适航试飞发挥了重要作用。同期，试飞中心成功研制出了三代数码磁带机。

20世纪90年代以来，我国的试飞测试水平得到空前提高，以ADAS/GDAS研制成功为标志，试飞中心的测试技术全面进入综合测试阶段，测试技术实现与国际接轨。ADAS/GDAS系统在国内首次攻克了包括三代机、飞控等一大批专用采集器研制技术，整套系统完全自主综合、集成和调试，磁（带）遥（测）视（频）三合一的系统达到了国际先进水平。该系统总采样率达8Mb/秒；地面监控参数达2000个，总速率达3MB/S；监控显示画面约60幅；80%的试飞数据做到了实时和准实时处理。1999年，该系统获原中航工业总公司科技进步一等奖；2003年，ADAS/GDAS系统首次出口国外。

以ADAS/GDAS研制成功树立中国试飞测试技术发展里程碑开始，我国的测试系统建设从“交钥匙工程”的成套引进方式转为自行进行系统设计、部分测试设备自行开发、自行调试和系统集成、自行完成鉴定试飞的建设模式，试飞中心机载测试专业技术发展和建设开始着重向深度发展。

当今世界试飞测试技术发展趋势

从美国F系列飞机和欧洲空客飞机机载测试系统发展变迁可以看出，机载测试系统由传统系统构架正逐步向网络化方向迈进。

为了满足21世纪的需要，美国国防部提出了通用机载仪表系统（CAIS）的发展计划，目的是实现飞行试验测试设备的标准化、通用性和互换性。CAIS标准颁布后，CAIS总线应运而生，据此建立的系统已在F/A-18E/F、F-22和F-35等飞机上得到成功运用。CAIS成功之处在于它统一了美国各飞行试验和鉴定机构之间测试设备的使用语言之标准，真正实现了飞行试验各机载测试分系统之间以及与地面数据系统间数据与信息的高度集成与综合，提高了飞行试验效率。

空客A380飞行试验数据采集网的系统组成和网络结构则比较清晰，系统采用了基于网络的4层体系结构，第一层负责传统的模拟量、开关量等信号的获取和调理；第二层完成来自传感器层和航空电子总线、1553B总线、串行总线的数据采集；第三层为数据集合和分配层，通过以太网交换机完成采集层各采集单元的数据集合，并按需要把数据分配给数据处理、记录和遥测设备；而最后的数据记录和分析层则包括双余度数据记录系统和实时数据处理系统。

然而，更让人关注的是美国试验中心和项目评估投资机构于2004年10月启动的增强遥测综合网项目开发计划。该计划的目的是为试验场和试验基地自主发展综合增强型遥测网络系统，解决试验中空地网络化、遥测宽带、多系统信息融合分析等问题，由机载网络系统、遥测射频传输网络系统、地面网络系统三部分组成，即建立空天地一体化的遥测网络系统。

由此推断，以太网必将取代各种专用总线，形成新的机载数据采集记录网络架构。至此，我们可以清晰地看出国际上遥测技术的发展趋势。

新一代网络化通用机载测试系统再开纪元

随着新型飞机越来越先进、系统越来越复杂，测试参数开始快速增长，飞行试验参数也越来越多，从20世纪50、60年代几十个测量参数，到20世纪80年代上千个测试参数、90年代两三千个参数，进入21世纪预计大型客机机载采集参数将达到20000个以上。同时，伴随着新一代飞机试飞对安全性、经济性和信息化更高的追求，各种测试设备从几百台件猛增到几千台件，一个架次测试的数据量也从几十兆字节增加到上百万兆字节，传统的测试设备和测试技术已经无法满足现代飞行试验测试需求的快速增长。

2011年3月，试飞中心开始着手新一代网络化通用机载测试系统研制，目前，该项目已通过试飞验证，突破了八大关键技术，形成了一批专利群，并逐步建立了我国综合遥测网络标准。2014年10月，该项目荣获“中航工业优秀预研项目奖”。

新一代网络化通用机载测试系统中的设备除了具有高数率、大容量、可进行智能化管理等优势，还具有标准化、积木式、通用性等特点，可全面提供飞行试验遥测机载测试设备解决方案，未来将逐步满足从军机到民机测试、单系统到全状态试飞测试全范围的应用需求，为我国的航空飞行器研制模式开辟了新的历史纪元。

试飞测试技术是一个由众多学科研究组成的系统工程。如今，走进试飞中心，测试成果琳琅满目。多种试飞测试参数传感器及天线等已形成系列，并成功应用于航空航天试飞领域，助推了国防现代化进程；地面实时安全监控系统在国内首开先河，实现了实时监控的各类数据关联，以及对飞机故障趋势的实时监控和预告警，有效提高了科研试飞安全系数；机载BD/GPS授时定位器IRIG-B（AC）码时间同步精度优于4微妙，技术独树一帜，加快了某系统在飞行试验中的应用步伐。

在对试飞测试技术的孜孜探索中，试飞中心以先进的机载光电测试、地面跟踪测试、船载平台光电测试及伴飞光电跟踪测试技术和手段交织形成了一张庞大的、无形的“天网”，书写了腾飞世界、问鼎蓝天的辉煌，创造了对标国际、创新发展的奇迹。不久的将来，试飞中心必将在飞行试验测试技术领域和国际同行一较高下。

第二层完成来自传感器层和航空电子总线、1553B总线、串行总线的数据采集；第三层为数据集合和分配层，通过以太网交换机完成采集层各采集单元的数据集合，并按需要把数据分配给数据处理、记录和遥测设备；而最后的数据记录和分析层则包括双余度数据记录系统和实时数据处理系统。

然而，更让人关注的是美国试验中心和项目评估投资机构于2004年10月启动的增强遥测综合网项目开发计划。该计划的目的是为试验场和试验基地自主发展综合增强型遥测网络系统，解决试验中空地网络化、遥测宽带、多系统信息融合分析等问题，由机载网络系统、遥测射频传输网络系统、地面网络系统三部分组成，即建立空天地一体化的遥测网络系统。

由此推断，以太网必将取代各种专用总线，形成新的机载数据采集记录网络架构。至此，我们可以清晰地看出国际上遥测技术的发展趋势。

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网络化系统 第8篇

在计算机网络技术不断进步与发展的过程中, 控制系统领域的技术也发生了重大变革, 正逐步向网络化、智能化、分散化的方向发展。网络技术在控制系统中的应用日渐广泛, 同时也为控制系统的发展提供了重要的物质基础。

作为快速分布的实时系统, 电力系统对安全性、稳定性以及可靠性的要求相当高。目前, 在电力系统的日常运行中, 电网的安全控制问题是一项巨大的挑战, 同时也是一个亟需解决的问题。在这种情况下, 网络化控制系统逐步被应用到电力系统中, 这为电力系统提供了新的发展途径, 同时也为电网安全控制问题提供了良好的解决方案。

1 网络化控制系统概述

网络化控制系统, 顾名思义, 就是在网络环境中来达到控制系统目的的系统。它主要是用来对某个区域内的设备设施进行系统的控制与管理, 不断优化各种系统的操作, 从而实现资源的有效共享, 提高工作质量与效率。作为一种全分布式的系统, 网络化控制系统的主要特征就是通过网络来实现各部分之间的信息交换, 比如控制器输入、参考输入等。

网络化控制系统有以下几个优势: (1) 生产运行成本比较低, 能够取得良好的经济效益; (2) 系统安装与维护的程序较简便, 容易操作; (3) 系统的稳定性与可靠性较高, 灵活性也较强; (4) 系统在故障诊断与维修方面的操作很便利, 不会出现很复杂的情况。基于网络化控制系统这些优点, 其已经被广泛应用到各种行业与领域, 比如自动化制造、电气化运输、机器人生产等。同时, 为了有效解决电网系统中的安全控制与管理问题, 网络化控制系统也逐步被应用到电力系统中, 并且发挥出了重要作用。

2 典型网络化控制系统在电力系统中的应用

现阶段, 应用于电力系统中的典型网络化控制系统主要有现场总线控制系统、工业以太网控制系统以及无线局域网控制系统。现介绍如下:

2.1 现场总线控制系统

现场总线控制系统核心在于连接控制室与操作现场的一条数据总线。如果从控制系统的开放性这个层面来考虑, 现场总线控制系统只是网络化控制系统的一个比较初级的阶段。对于电力系统而言, 其环境复杂, 所以需要进行实时可靠的监控, 从而使管理网与测控网之间形成有效的连接。 (1) 现场总线控制系统在自动化变电站中的应用。目前, 我国基于现场总线控制系统的自动化变电站取得了良好的发展态势, 我国自制研究出的LonWorks总线控制系统已在珠海、西安等地的变电站中投入使用, 并且取得了良好的效果。它具有良好的通信规约, 不需要与智能仪表之间形成一定的连接。 (2) 现场总线控制系统在智能化配电与控制系统中的应用。在现场总线控制系统的应用中, 为了有效实现配电与控制系统的智能化, 出现了带有总线结构的开关电器。在智能化的配电与控制系统中, 总线控制系统可以实现企业内部与现场控制的集成化连接。

2.2 工业以太网控制系统

在正常运行中, 电力系统通常以专线为主进行通讯和控制。但是, 随着以太网技术的不断进步与发展, 利用网络化接口已成为电力系统的一种发展趋势。 (1) 工业以太网控制系统在自动化变电站中的应用。对于供电部门来说, 其最主要的工作就是要提供安全、稳定、可靠的电能。目前, 很多电力企业为了解决实际问题, 都积极采用工业以太网技术。因为它不仅能够实现电力设备之间的互相通信, 而且还可以实现控制系统与保护系统之间的有效连接。对于工业以太网来说, 它具有容量大、抗电磁干扰能力强等优势, 所以能够为自动化变电站的运行提供有力保障。 (2) 工业以太网控制系统在电厂监控系统中的应用。目前, 随着计算机网络技术的发展, 它已经被广泛应用到电厂的自动化控制系统中。但是, 传统的电厂辅助控制系统已不能满足实际发展的需要, 甚至严重阻碍了电厂自动化水平的提升, 在这种情况下, 应充分利用工业以太网控制系统的功效来提高电厂监控系统的自动化水平。

2.3 无线局域网控制系统

近年来, 计算机网络技术中的无线局域网得到了快速发展。相比有线网络来说, 无线局域网的生产成本更低, 施工周期更短, 而且故障的诊断与维修更为便利。随着工业控制网络规模的不断扩大, 受限于客观环境, 很多区域并不能有效构建有线网络, 在这种情况下, 无限局域网就能发挥出良好的作用。

对于无限局域网来说, 它是无线通信技术与计算机网络技术相结合的产物。虽然, 现阶段无线通信技术在控制系统中的应用还处于初级阶段, 而且短时期内还不能实现广泛的应用, 但是在无线网络技术不断发展的过程中, 无线通信技术势必会在电力工业的自动化中扮演重要角色, 起到十分关键的作用。

3 网络化控制系统在电力系统中应用的关键问题

对于电力系统的发展来说, 网络化是继数字化之后的又一发展趋势。当然, 网络化控制系统作为一种新的研究方向, 它在电力系统中的应用还必须考虑到很多方面的因素。

3.1 通信延迟的影响

在实现电力系统的网络化控制过程中, 通信延迟是一个不容忽视的问题, 必须引起足够重视。对于控制系统来说, 通信延迟会造成控制系统出现相对滞后的现象, 进而导致整个系统的安全性、稳定性与可靠性受到影响。针对这种情况, 应该做好以下工作: (1) 针对计算机网络技术, 对其延迟性做出深刻地分析与研究, 特别要重视其在电力系统结构中的各种延迟状态, 比如路径的不确定性、数据包的丢失等。 (2) 要针对IP网络技术的延迟情况进行分析与思考, 以尽快解决延迟模型问题。

3.2 信息的安全、稳定、可靠

在世界范围内, 曾多次发生过大规模的停电现象, 这些事故给整个电力系统的安全、稳定、可靠带来了巨大威胁。对于网络控制系统在电力系统中的应用来说, 其网络传输数据的质量与效率将直接关系到整个电力系统的安全、稳定、可靠运行。在这种情况下, 必须要采取有效的策略加以应对, 比如可以建立一种量化的安全体系设计方法, 通过集合论的形式来定义出安全措施的量化指标, 从而确保整个网络信息的安全、稳定、可靠。

3.3 信息的传输网络

对于电力系统而言, 网络化的控制系统是一种基于网络信息传输的控制系统。如果能够在电力系统中有效实现控制的网络化, 那么就可以实现各种连接方式的简化与优化, 同时还可以实现设备网络的集成化, 达到资源共享的效果, 这样就能为整个电力系统的控制提供有力的保障。然而, 现在的问题是, 各种电力系统的控制设备差异性比较大, 网络传输的信息存在着不确定性。所以, 必须要进行一定的研究, 探索出适应电力系统网络环境的信息传输渠道, 做好信息传输网络的优化工作。

4 结语

就目前来看, 网络化控制系统在电力系统中的应用是一种必然的发展趋势。对于电力系统而言, 网络化控制系统作为应用工具, 扮演着非常重要的角色, 而且可以在电网的安全控制与管理中起到十分关键的作用。所以, 为了有效解决电力系统中的各种问题, 应该加快对网络化控制系统的研究, 积极探索出适应电力系统发展需要的控制与管理方法。

参考文献

[1]李林广.网络技术在电力系统分析与控制中的应用[J].中国电业:技术版, 2012 (2)

[2]周鹏, 郭忠文, 梅玉林.网络化励磁控制系统的设计和应用[J].电力自动化设备, 2009 (12)

探究冶金企业网络化制造系统 第9篇

【关键词】冶金企业；网络化制造；系统

冶金企业网络化制造系统在冶金行业上是一个近年来才逐渐兴起的系统，它的优势建立在一个整体管理控制的逻辑网络之上，在获取冶金产业各个方面的基础信息之后，分过一定的智能分析和人工数据校对，能够较为完善的将四处分散的控制系统、生产系统以及质检系统整合成一个完整的系统，这样的系统可以一改传统的人工操作模式，融入了大量的非人力因素，面对不同的生产环境以及市场巨大的需求量都游刃有余，除此之外，这个系统还具有高质量、高效益、高柔性等特点。总而言之，这种自动化、网络化的制造系统可以显著提高企业经济效益，较为高效的完成预期目标，快速的适应多变的市场经济需求。

一、冶金企业网络化制造的特点

与传统冶金工业的制作方法相比较，网络化制造系统具有许多显著优势，可以从多方面体现出来，笔者总结了如下几点。

（一）经营决策方面

由于网络化系统更具有科学性，所以在决策经营的过程中，能够准确的分析和综合袁术数据，从而作出最有利的抉择。在这方面的优势主要体现在以下几点，如提高生产质量和效率、降低企业能耗、减少环境污染、显著改善经济效益等等，这样一来冶金企业能够将更多精力放在冶金生产链上。

（二）在调度管理方面

先前已经进行说明，冶金产业的生产过程涉及的程序极为复杂，需要众多工作部门来协调工作，但是传统的冶金工业制造手段缺房这一方面的考虑，在调度上往往存在一定的障碍，但是网络化制造系统则通过网络线将各个部门有机的统一起来，在调度管理方面具有非常大的优势，在产品的配方选择、产品的混合制作、物料的购置运输以及生产过程中的污染防治等等问题上都取得了一定的成效，除此之外，生产过程中系统的柔性是靠改变各种机械设备之间的物流分配和生产装置的工作环境来实现的，这都建立在良好的调度管理和先进的控制技术基础之上的。

（三）在质量管理方面

由于产品的生产过程中，难免会出现一定的人为失误或者机械故障造成的质量问题，所以在质量管理方面必须能够系统彻底的进行产品质量检测，传统的检测手段都是通过随机抽检的形式进行检测，这样虽然大大减轻了工作量，但是检测的手段具有不明确性。而网络化制造系统则能够全面的检测产品的质量问题，通过系统中的统计质量控制模块来准确检测产品的质量，而不会出现漏检、误检的情况。

（四）在信息处理方面

在冶金行业中，必须要在线采集大量的生产数据、质检数据、状态数据，而这些数据都处于动态变化之中，在信息处理上需要一定的系统性和全面性，网络化制造系统具有这方面的优势，能够及时处理大量的动态数据，并且能够保存下来以作备份，在今后的数据分析和校对过程中能够完整的提取出来。

二、冶金企业网络化制造系统

众所周知，现今时代是一个网络信息化的时代，不管是在生活、学习以及企业运作之中，网络已经占据了一个不可或缺的重要位置，这其中对冶金企业来讲，网络化制造系统指的是技术人员结合高新科学技术、管理技术、自动化技术、通信技术以及系统工程技术，在大量的网络和数据的支持下，将冶金企业的生产、经营融合成一个具有可控性的整体，从而增强冶金企业对市场经济的适应能力，提高整个企业的经济效益和生产效率。由于冶金企业大多规模较大，而且经营的产品较多，管理上也存在一定的难度，只有通过网络化的模式将企业各个部门联合起来，这样就能很好的解决冶金企业的运营难题。冶金企业网络化制造系统的构成极为精细复杂，其总体结构主要由支撑层、集团层、二级厂矿层、平台层和其他层五部分构成。

（一）支撑层

这个部分主要涉及的是系统的中心结构，有用来接受和计算数据的计算机网络系统（Intranet、Extranet、Internet）、质检数控系统、数据库系统（分布式数据库）以及标准化支持系统等等，有了支撑层的这些中心系统，在其他产业链的控制和管理上，将会简单和方面许多，即便在应对紧急情况时也能快速的调出历史数据作出最佳的解决方案。

（二）集团层

这个部分主要是对系统内部进行管理的结构。这个木块最重要的是体现系统的经营功能，由于冶金产业的车间自动化功能一般较弱，在经营上往往会出现一定的闪失和错误决策，而网络化制造系统的集团层就能够较为完善的解决这一问题，它通过集团管理信息系统（MIS）、制造自动化系统（MAS）、集成设备管理系统（EMS）以及质量保证分系统（OAS）等等内部系统来严格计算控制产品的运营过程。

（三）二级厂矿层

这可以算的上冶金企业的一个附属产业，属于二级企业的范畴，虽然有一定的自主所有权，但是在经营过程中还是受冶金企业的约束，在具体的经营决策、原料采购、产品销售以及人事管理方面必须先通过系统中心管理层的认可才能决定下来，如果集团公司的领导层或者管理层没有批准，那么二级厂矿层是无权自主决定的，所以在整个网络化制造系统中，它的经营管理功能相对较弱，但是在整体上依然是一个不容忽视的重要组成部分。

（四）平台层

这个部分是指集团公司及其二级厂矿对外的信息集成平台，是冶金企业网络化制造系统的外部结构，其主要功能是建立一个可控平台来保障产品经营能够正常有序进行下去，设计的子系统有电子商务分系统、供应链管理分系统、监测诊断分系统等等。

（五）其他层

这个层次主要是用来解决一些其它层不便处理的问题，它游离在整个网络化制造集团的体系之外但是与系统内部有着密切联系，所涉及的内容主要是冶金企业的一些附属部门，如一些半紧密层企业、供应商、客户、经销商、高校、科研院所、政府及上级主管部门等等。

三、结语

从整体上来说，冶金企业网络化制造系统是一个多层次递阶的集成系统，通常分为过程控制层、过程优化层、生产调度层、企业管理层和经营决策层，他们之间通过网络化联合之后就能够对冶金企业的大量信息进行整合分析处理。就目前的形势来看，冶金企业网络化制造系统在业内已经引起了大量技术人员和管理人员的高度重视。在冶金系统中运用这种智能化系统能够在具体的生产过程中提供强有力的技术保障，在体系结构、柔性生产、优化调度、集成模式和集成环境等等方面都提供了科学完善的实质理论指导和研究平台，总而言之，加强冶金企业网络化制造系统的研发和探究力度，是提高我国冶金产业市场竞争力的不二之选。

参考文献

[1]刘飞，雷琦，宋豫川.网络化制造的内涵及研究发展趋势[J].机械工程学报，2009（8）.

[2]范玉顺.网络化制造的内涵与关键技术问题[J].计算机集成制造系统-CIMS，2009（13）.

[3]高振，唐立新，常瑛琦.钢铁企业物流研究概述[J].控制与决策，2006（11）.

[4]冯爱兰，郭俊.美国钢铁企业的废弃物与回收物流[J].物流技术与应用，2008（18）.

[5]陈李军，彭威，史海波.鞍钢冷轧厂制造执行系统研究[J].冶金自动化，2011（23）.