基于NetLinxTM开放式网络架构实验平台的研究与设计

论文摘要

NetLinxTM开放式网络架构是罗克韦尔自动化采用开放的联网技术、实现从车间层到顶层无缝集成的解决方案。NetLinx架构的三层网络--Ethernet/IP、ControlNet和DeviceNet采用统一的通用工业协议（Common Industrial Protocol, CIPTM）,提供相同的完整网络通信功能,能够让用户在任何NetLinx架构网络上方便地实时控制、系统组态和数据采集。目前,工业控制系统正在向集成化、网络化、开放性发展,因此研究基于网络环境的控制系统具有重要的现实意义。论文首先对NetLinxTM开放式网络架构进行了深入分析,在此基础上结合电梯模型和过程控制实验装置设计了基于三层网络的电梯群控和过程控制实验平台。基于Ethernet/IP和ControlNet的电梯群控实验平台由ControlLogix控制器、FLEX I/O、160SSC变频器和四台电梯模型组成,能够实现电梯群调度算法的研究；基于Ethernet/IP和DeviceNet的过程控制实验平台由CompactLogix控制器、FLEX I/O、Power FLEX40变频器和过程控制实验装置组成,能够采集温度、压力、液位和流量等参数,并对其实施控制。论文基于电梯群控实验平台重点研究了电梯群最小等待时间调度算法,应用罗克韦尔软件RSLogix5000和RSView32进行了电梯群最小等待时间调度算法的实现和监控；并对多目标电梯群的智能控制进行了研究,分析了电梯群控系统的多目标性,建立了评.价函数,研究了基于模糊控制的交通模式识别和各特征值加权系数的确定,并对算法进行了仿真分析,验证了算法的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的研究背景和意义
• 1.2 现场总线技术与NetLinx
• 1.2.1 现场总线现状
• 1.2.2 NetLinx概述
• 1.3 本文主要工作和内容安排
• 第2章 NETLINX网络架构
• 2.1 通用工业协议CIP
• 2.1.1 NetLinx网络模型
• 2.1.2 CIP协议
• 2.2 NetLinx三层网络
• 2.2.1 信息层
• 2.2.2 控制层
• 2.2.3 设备层
• 第3章 基于NETLINX实验平台的设计
• 3.1 罗克韦尔可编程控制器及I/O模块
• 3.1.1 ControlLogix控制器
• 3.1.2 CompactLogix控制器
• 3.1.3 I/O模块
• 3.2 基于NetLinx实验平台的设计
• 3.2.1 电梯群控实验平台的设计
• 3.2.2 过程控制实验平台的设计
• 3.3 应用软件平台
• 3.3.1 RSLinx通讯软件
• 3.3.2 RSLogix5000编程软件
• 3.3.3 RSNetWorx组态软件
• 第4章 电梯群控制平台的搭建
• 4.1 电梯模型简介
• 4.2 电梯群控系统的组成
• 4.2.1 系统结构
• 4.2.2 控制器选型
• 4.2.3 变频器选型
• 4.2.4 输入输出模块选型和接线
• 第5章 电梯群最小等待时间调度算法及其实现
• 5.1 最小等待时间调度算法
• 5.1.1 最小等待时间调度算法公式推导
• 5.1.2 顺向截梯对最小等待时间算法的影响
• 5.1.3 算法流程图
• 5.2 最小等待时间算法的程序设计
• 5.2.1 电梯控制系统各模块之间的关系
• 5.2.2 电梯群控系统的程序实现
• 5.3 电梯群调度的监控
• 5.3.1 RSView32软件简介
• 5.3.2 电梯模型实时监控系统的实现
• 第6章 多目标电梯群的智能控制
• 6.1 电梯群控系统的多目标性
• 6.1.1 电梯群控系统的特性
• 6.1.2 电梯群系统的控制目标
• 6.2 电梯群控系统评价函数的确定
• 6.2.1 多目标规划问题的解法
• 6.2.2 电梯群控系统评价函数的建立
• 6.3 基于模糊控制的交通模式识别
• 6.3.1 模糊控制系统基本原理
• 6.3.2 交通模式特征量的提取
• 6.3.3 输入量的模糊化
• 6.3.4 模糊推理
• 6.3.5 算法流程图
• 6.4 智能电梯群控算法仿真
• 6.4.1 仿真客流产生模型
• 6.4.2 算法仿真及分析
• 第7章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介