基于FF现场总线实现水箱系统动态矩阵控制

针对FF现场总线中监控软件实现DMC算法的困难，提出利用Matlab7.0  OPC工具包实现与OPC服务器间通讯并实现DMC控制的方案，充分发挥了矩阵计算语言简洁、高效的优势;动态矩阵控制算法是一种高效的优化预测控制算法，与PID算法相比对于纯滞后系统具有很有的控制精确度和鲁棒性。仿真结果表明，该方案能在很大程度上缩短监控程序的开发周期，并达到了预期的控制效果。FF现场总线系统是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络,与现行控制系统相比,具有如下一些固有的技术优势:①  现场总线用数字信号代替传统的模拟信号,测量精度高,抗干扰能力强；②  基于总线的现场仪表可以对量程和零点进行远方设定,具有仪表工作状态自诊断功能,能进行多参数测量和对环境影响的自动补偿;③  现场设备集检测、转换、运算和控制功能于一体,既降低了成本,又增加了安全性和可靠性。上位机主要对其进行总体监控、协调、优化和下载控制调度与管理等;④  所有现场设备直接通过一对传输线即现场总线连接,减少了连线的数量,易于安装和维护,节省施工费用、电缆费用、调试和维修成本。本实验测控系统采用JBS2GK03  过程控制实验装置,并采用中科院沈阳自动化研究所开发的FF  H1  OPC服务器MicroCyber.FFServer.1作为OPC服务器,  其符合OPC基金会制订的OPC  DA  2.0规范标准[1]，提供了访问现场数据的标准接口。OPC客户端与服务器之间的通讯符合OPC的自动化接口规范[1,2]要求，利用Matlab  7.0支持OPC规范的新功能，实现用户端与服务器段的通讯。动态矩阵控制算法在客户端通过Matlab的m语言实现，充分发挥了矩阵计算语言简洁、高效的优势。