据日本每日放送MBS新闻网消息，7日上午，一艘中国渔船在钓鱼岛(日称尖阁诸岛)海域同日本海上保安厅巡逻船发生相撞。而据共同社报道，中国渔船而后又与追踪的另两艘日本巡逻船中的一艘发生了碰撞。

据日本政府相关人士透露，发生相撞的中国籍渔船和日海保厅巡逻船均未沉没。日本海上保安厅正在对有关情况作进一步的调查，进一步收集相关情报。

另据共同社报道，事发时间是7日上午10点15分左右，在钓鱼岛海域久场岛西北偏北约12公里海域，一艘中国拖网渔船船头撞上了日本海保巡逻船“与那国”(Yonakuni)号船尾附近。巡逻船部分受损，但没有人员伤亡。过了约40分钟后，这艘渔船又与追踪的另两艘日本巡逻船中的一艘发生了碰撞。

日本海上保安官进入中国渔船进行“检查”

日本共同社称，据日本海上保安厅消息，目前发生碰撞的中国渔船已停船。日本当地时间下午1点前，巡逻船上的海上保安官进入了该渔船进行“检查”。
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资料图：日本海上保安厅舰船阻挠我民间人士船只到钓鱼岛宣示主权
【引申链接】

美因日舆论施压被迫称日美安保条约适用钓鱼岛

近日有消息称，针对日中两国均主张拥有主权的钓鱼岛（日本称尖阁诸岛），奥巴马政府改变了布什时期的政策，决定不再直接提及“钓鱼岛是《日美安保条约》的适用对象”，而是对外采用间接性措辞…

日本政府悍然决定将钓鱼岛“国有化”

日本对周围海域的资源争夺动作升温，不仅日前公开表示年底将与美军进行大规模的“夺岛”训练，21日又有消息称日本政府已决定把25个岛屿“国有化”，以作为“划定大陆架面积和确保海底资源的据点”。这些岛屿中包括日本与中国有主权争议的钓鱼岛。

美日12月联合军演内容被曝光 目标直指钓鱼岛

日本媒体称，这是二战以来，日美首次以中国为假想敌的实兵演习。演习区域除了大分县训练场外，还包括日本所谓的“西南诸岛”(指冲绳、宫古岛和钓鱼岛等大小岛屿)周边海域。在美韩军演烽烟未熄之际，美日又酝酿联合军演，其目的何在?

日首相候选人小泽坚决拒绝承认钓鱼岛为中国领土

环球网记者李宗泽报道，据法新社9月5日消息，作为日本民主党内的首相候选人之一，小泽一郎于本周日（5日）表示，日本应该明确回绝中国对钓鱼岛拥有拥有主权的声明。

一、前言

计算机控制系统与一般数据处理系统有着明显的不同，为了成功地控制它操作的环境（受控设备），它必须对环境的变化迅速地给予响应，这就是实时性．这个特性通常用系统的响应时间来度量．响应时间是系统为了反应它的环境的变化所占用的时间[1]．由于环境状态变化的信息通过中断或检测进入计算机后，需先排队等待，然后调度和处理，因此响应时间是等待时间和处理时间之和．为了增加系统的处理能力或降低建造费用，要设法提高系统的实时性，这在使用微机控制时尤为重要．下面叙述从软件上提高实时性的一个策略．

二、实时任务调度问题

系统一般控制多台设备，当它们几乎同时输入信息时，若顺次逐个处理，则处理后面的信息的时延会超出允许范围，从而引起故障．这就可能成为计算机处理任务的“瓶颈口”.

为了解决这一问题，引进‘准实时，概念[2]，将每一个任务再细分为若干子任务，它们是任务中紧急程度近似且相对独立的工作部分．不同的子任务紧急程度不同，最紧急的称为‘实时的’，而其他的统称为‘准实时的’，且可根据紧急程度而赋予不同的优先权．

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     随着火力发电厂建设规模的不断扩大，电厂自动化水平的不断提高，对电厂的生产运行和管理提出了更高的要求，为实现电厂全面的信息化管理，大型火力发电厂基本上都逐步建立了电厂管理信息系统，通过各子系统提供丰富的实时和非实时的现场信息，对各系统状况和设备运行情况作出分析与故障预警，以提高电厂管理效率和决策正确性，使电厂实现全厂管理控制一体化。理想的火力发电厂管理控制应分为三层网络结构:上层网络为厂级自动化管理信息的高速以太网，中间网络为生产过程自动化网络，底层网络是各子系统之间的现场总线网络。根据电厂生产、管理等各环节的特点，火力发电厂自动化管理信息系统是划分成若干个子系统，子系统是按功能来划分的，与电厂管理体制相适应。子系统的划分遵循的原则:一是逻辑相对独立，每个子系统能独立完成某方面的管理功能;二是子系统内部各模块之间的联系程度大，而与其它子系统之间的联系程度小。

    随着电气自动化和现场总线技术的迅速发展，专用的电气装置和就地测控设备均己智能化，普遍采用交流采样技术，同时还具备通信接口传送信息的能力，因此电气系统的智能化、网络化己经成为发展趋势。发电厂电气监控管理系统 (简称ECMS)是在智能化和网络化的电气设备的基础上，采用大量现场总线通信技术实现的电气自动化产品，它的出现势必会对火力发电厂现有的计算机网络监控系统产生很大的影响，本文将对发电厂电气监控系统的设计范围、功能定位和与其它监控系统的关系等方面进行分析和探讨。

一、现场总线控制系统的特点

    开放性、分散化和低成木是现场总线最显著的三大特征

1.1 系统的开放性

    目前，火力发电厂中单元机组控制普遍采用的是分散控制系统(简称DCS)，其网络结构基本上是封闭式结构，其它厂家的智能设备很难接入。而现场总线系统是采用开放性分层分布式网络结构，将各控制器节点下放分散到现场，监控功能进一步分散到智能现场设备，构成一种彻底的、分布式控制体系结构，网络拓扑结构任意，可为总线形、星形、环形等，通信介质不受限制，可用双绞线、同轴电缆、光纤电缆等各种形式。采用现场总线控制系统可以减轻主机的工作负担。

1.2 系统的分散性

    现场总线系统彻底的分散性意味着系统具有较高的可靠性和灵活性，系统很容易进行重组和扩建，通过使用现场总线对现场设备进行调试、校验等工作，系统易于维护，可以减少维修人员，降低劳动强度。

1.3 系统的低成本

    衡量一套控制系统的总体成本，不仅考虑其造价，还应该考虑控制系统从安装调试到运行维护整个生产周期内的总投入。相对DCS而言，现场总线系统开放的体系结构和OEM技术将大大缩短开发周期，降低开发成本，且彻底分散的分布式结构将1对1模拟信号传输方式变为l对N的数字信号传输方式，节省了模拟信号传输过程中大量的A/D、D/A转换装置、布线安装成本和维护费用。因此从总体上来看，现场总线系统的成本大大低于DCS的成本。

二、火力发电厂电气控制系统现状

    火力发电厂单元机组被控对象众多，按发电厂负荷性质可划分为工艺负荷和电气负荷。工艺负荷主要是指各类电动机，包括中压电动机和低压电动机，以及就地传感器和热工仪表。电气负荷主要包括主变压器、高压厂用变压器、起动/备用变压器、厂用线路、低压厂用变压器、低压厂用电源等;以及独立的电气智能装置，包括发电机励磁装置、同期装置、中压厂用电源快切装置、低压电源备用自投装置、综合保护装置等。当前火力发电厂普遍是以DCS系统作为单元机组的主要控制系统，现场级设备主要采用传统的模拟量和开关量信号，即采用1对1模拟或二进制信号传输方式，即每个测点经硬接线接至DCS系统I/0卡件，生产过程的监控到达I/0子系统。DCS系统可以满足运行人员基本的控制操作要求，可替代原来的发电机控制台和厂用系统控制盘，实现单元机组炉、机、电操作手段统一。但随着电力生产企业信息化管理的发展，很多发电公司投入大量的资金构建电厂实时监控系统(SIS)和电厂信息管理系统(MIS)，以实现对设备维护和设备管理的智能化和信息化。如果现场级的设备依然采用传统的方式接入控制系统I/0子系统，MIS和SIS系统无疑成为"无源之水"，其作用将会大打折扣。

    在己投运的发电厂中，对单元机组电气设备的监控主要采用两种方式:一是硬接线和现场总线相结合方案，即所有断路器的控制指令及参与连锁所需要的位置状态经硬接线送至DCS的DO、D1卡件;而回路的电流、电压量、保护动作及报警信号则以现场总线通信方式传送，经ECMS系统通信管理机汇总后送入相应的DCS-DPU通信接口。在实际应用中，该方案各方比较容易接受，电厂应用较多。虽然ECMS系统具备对就地电气设备进行控制功能，但在正常运行时，该功能被闭锁，就地电气设备仍需要通过硬接线实现DCS系统监控，且经现场总线通信传送的电气信息没有送到控制室，运行人员无法看到，使ECMS系统没有充分发挥出应有的作用;二是完全现场总线方案，该方案的设计思想是希望将ECMS系统与DCS系统完全融合，实现无缝连接。ECMS系统通信管理机是按电厂工艺过程配置，参与工艺联锁控制的通信管理机与相应的DCS-DPU一对一进行通信，对于不参与工艺联锁的电气信息，通过电气站控层的通信网关接入DCS。该方案在云南宣威电厂六期(2×3OOMW机组)、云南巡检司电厂(2×135MW机组)等少数电厂己投入运行。从厂家提供的测试数据来看:电气监控系统通讯接入DCS的实时性能大体达到火电厂监控实时性的技术要求指标，但为保证实时性和可靠性，DCS系统仍保留部分硬接线。从技术上分析:该方案利用DCS-DPU串口通信和以太网通信方式与电气就地智能装置实现双向通信，由于通信实时性要求，ECMS系统通信管理机需要与DCS-DPU对应配置，导致通信管理机数量庞大，就地通信系统结构复杂，接口环节多，网络通信信息量大，各方配合调试工作量大。对于DCS系统来说，对外通信不是它的强项，大量的电气信息通过通信串口和网络传输引起通讯接口软、硬件配置问题以及网络结构问题等，对DCS系统和ECMS系统的可靠性均产生不利影响。由于机炉过程控制对象多，设备间相互关系紧密，操作频繁，逻辑运算复杂，采用全通信方式需要冒一定的技术风险。因此，后续工程能够采用此方案的不多。

1　系统规模

杭州绿能环保发电有限公司垃圾焚烧电厂的最终规模为包括6台杭州锅炉厂引进日本三菱重工技术制造的150 t/h垃圾焚烧炉和2台杭州汽轮机厂的6MW纯冷凝汽轮机发电机组及除氧给水系统、化水系统、水工系统等辅助系统。电厂的DCS系统采用了北京和利时公司的HOLLiAS2MACS II系统,其中的关键设备———垃圾焚烧锅炉的马丁炉排及燃烧参数控制PLC系统由日本三菱公司提供。

2　控制系统的选择

根据垃圾焚烧电厂控制系统的规模以及要求达到的控制水平,选用了一个基于TCP / IP协议的以太网开放型的DCS系统。由于垃圾焚烧电厂存在垃圾坑、渣坑等这样的特殊建筑,电缆进出主厂房的通道极其狭小,布线和线缆维护困难,另外测点相对分散,本工程采用Profibus2DP现场总线有效地解决了这些问题,同时减少了自控工程的造价。通过Profibus2DP现场总线联接的现场控制设备主要包括以下几项。

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目前各种温度控制仪表最常用的控制技术是数字PID 控制技术，并且被控温度系统的模型或者结构在运行过程中常常发生变化，如果不调整控制器参数就难以达到良好的控制效果。调整PID 参数是一个复杂的过程，需要相当的经验。模糊自适应PID 控制可以在控制过程中对不确定的条件、参数、延迟和干扰等因素进行检测分析，采用模糊推理的方式能实现PID 参数的在线自调整，不仅使得温度控制仪表使用更方便，而且提高了控制精度。同时，虽然现在许多温度控制仪表都具有RS232 串行通信接口，能通过串行方式与PC 机或其他设备进行通信，但是这种一对一的通信方式不能应用于目前发展较快的总线式控制系统，难以适应工业生产的要求。PROFIBUS 是目前世界上使用最广泛的现场总线协议之一，占有巨大的市场份额。因此设计开发具有先进控制算法、具有PROFIBUS-DP 接口的智能温度控制仪表从站就具有一定的理论意义和实际意义。

1 系统硬件设计

将温度控制仪表设计为PROFIBUS-DP 总线系统的一个从站，其结构框图如图1 所示，主要由SPC3 通信板和温控仪表主板两部分组成。SPC3 是德国SIEMENS 公司的专用协议转换芯片，内部集成了DP 协议中FDL 层，能够承担通信部分的微处理器负载，可独立完成全部PROFIBUS-DP 通信功能。INTEL 微处理器80C32 的主要任务是采集数据、完成温度控制，同时组织采集到的现场数据并通过SPC3 发给主站，并根据SPC3 产生的中断对SPC3接收到的主站发出的输出数据转存。

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随着计算机技术以及网络技术的发展, 计算机技术在工业控制系统中得到了广泛的应用, 形成了计算机控制系统。采用计算机控制系统技术将有利于生产过程的监视、管理以及可靠性。但目前在工业控制领域, 控制系统价格普遍昂贵并且规模较大, 如西门子和霍尼威尔的集散式控制系统。小规模的生产过程却缺乏一套功能完善、可靠稳定和技术先进的小型计算机控制系统。

本系统针对目前这一现象, 以中小规模应用为重点, 采用Linux 操作系统和现场总线Modbus 技术、功能强大的智能I/O模块、在线实时控制策略技术, 系统具有控制及人机界面易于编程、可移植性好、可扩展性强、价格较低等优点。同时采用了嵌入式技术, 因而具有性能可靠、低功耗和体积小等特点[ 1] ;在硬件和软件的设计上, 采用了模块化和层次化的设计, 因此系统有很好的灵活性和扩展性; 操作系统使用Linux, 故可以利用其高可靠性的内核以及丰富的软件资源。值得一提的是, 本系统具有自动组态的功能, 即在启动过程中可以自动完成系统硬件的配置以及相关参数的设定。

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由于多变量系统内部的藕合作用以及参数的复杂性，使其控制问题成为控制理论和控制工程研究的重点和难点问题．将应用最广泛的PID 控制器和具有学习功能的神经元网络相结合，是智能控制研究的一个新的着眼点，已经有不少研究结果[1-9]．但目前的研究仅局限于采用神经元网络辅助选取或修改传统PID 控制器的p , I , D 参数，且仅局限于在单变量系统的控制方面．

PID 神经元网络（PID Neural Network ）是将PID 控制规律融进神经元网络之中构成的．PID 神经元网络属于多层前向神经元网络的范畴，但它与一般多层前向神经元网络有所不同，一般多层前向神经元网络中的全部神经元的输入一输出特性都是相同的和静态的，而PID 神经元网络的隐含层是由作者提出的比例元、积分元和微分元组成的，是一种动态前向网络，更适合于系统控制；一般多层前向神经元网络的隐层神经元个数、连接权初值是随机确定的，在其控制下的系统稳定性得不到保证，控制系统初始不稳定，网络的收敛性失去了基础，这是很多神经元网络控制系统不能实用的原因之一而PID 神经元网络的各层神经元个数、连接方式、连接权初值是按PID 控制规律的基本原则和已有经验确定的，保证了系统稳定和参数的迅速收敛．

本文将在给出PID 神经元网络多变量控制器结构和算法的基础上，着重分析和证明PID 神经元网络多变量控制系统的收敛性和稳定性，最后给出其进行解祸控制的仿真实例和结论．

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EFCS系统将原先各自独立运行的6KV/10KV中压系统及400V低压系统中种类和数量众多的继电保护装置、测控装置、自动装置等通过现场总线或以太网联结起来构成系统，一方面，实现了与DCS系统的通信方式的信息交换，大大减少了DCS的测点投资和硬接线方式下的电缆投资，另一方面，通过网络和后台软件，实现了电气系统的协调控制、故障分析和运行管理，提高了整个发电厂的自动控制水平和运行管理水平。

2. EFCS的发展历程

发电厂电气自动化系统或产品可以分成以下几个主要部分：

l 发变组保护：含发电机保护、变压器（含主变、高厂变、高备变）保护，在大中型机组中，通常以发电机－变压器组保护或发电机－变压器－线路组保护的形式出现。

l 发电机励磁调节系统（AVR）：含励磁调节装置、功率单元、机端变等。

l 发电厂升压站网络监控系统（NCS）：含高压线路保护、母线保护、低压线路保护测控装置、后台监控系统、“五防”、RTU等。

l 发电厂厂用电气自动化系统（EFCS）：含厂用中压6KV/10KV和低压400V系统的保护测控装置、安全自动装置、网络通信及后台监控应用系统。

l 其他电气设备和系统：如直流电源、UPS等的控制系统。

发变组保护装置、励磁调节装置是发电机组最重要的自动化设备之一，由于其很高的专业性和重要性，传统上作为独立的子系统设计和运行，目前普遍采用嵌入式软硬件开发实现，系统对外留有通信接口；升压站的作用是将发电机发出的电升高电压后输送入电网，因此网控系统（NCS）的主要作用是实现升压站运行控制的自动化，与电网中普通变电站的综合自动化系统很相似，由于近年来变电站综合自动化系统技术发展很快，网控系统得益于此，基本与之同步发展。

发电厂厂用电气自动化系统（EFCS）是近年来随着网络通信和软件技术的发展而演变而来的一个新的综合自动化系统。总所周知，发电厂厂用电气二次系统包含众多的控制设备，这些设备的显著特点是可靠性要求高、功能配置专业化、安装位置分散。长期以来，厂用电气控制设备一直是独立运行的，控制难以协调、信息难以共享，也不存在实际意义上的系统。从二十世纪90年代初期开始，厂用电气自动化产品经历了一个重要的历史过程，在这一过程中，大部分设备完成了从集成电路型向微机型，或直接从晶体管型和电磁型向微机型的升级换代，实现了厂用电气自动化的一次飞跃。但随后，自1998年左右，围绕其下一步的发展目标，在行业内引起了严重的分歧，一种观点认为电气系统应仍以常规硬结线方式接入DCS系统，电气二次设备维持分立状态，甚至认为可扩展DCS功能，在DCS中直接实现电气二次设备的功能；另一种观点认为应利用现场总线和网络对电气二次设备进行联网，一方面以通信方式接入DCS系统，以节省包括DCS在内的综合投资，一方面组建电气后台应用系统，提升电气系统的运行管理水平。

传统DCS技术应用于厂用电气自动化系统时，存在着以下的障碍：

① 在电气自动化系统中，电气系统的电流电压等早已实现了直接交流采样，精度高、速度快、数字化；而DCS对电压电流等需要通过变送器转换后接入DCS，二次接线复杂，造价高，抗干扰性能差；

② 电气暂态过程快，继电保护、厂用电快速切换等通常要求处理的时间为毫秒级，而DCS的反应时间通常为秒级。

③ DCS是论“点”收费的，对一个信息“点”，如温度、压力或电流量，一方面需要提供一路专用电缆芯，上万个点就要上万路芯线，既耗费大量控制电缆，又浪费大量空间、施工时间；另一方面，在DCS设备中，设备卡件也是按“点”收费。而电气自动化系统中，一根通信电缆可以传送成百上千个“点”。

④ 由于DCS对电气测点的限制，使电气系统的许多应用功能无法实现，如故障诊断、故障分析、经济性分析、定值管理等。从而无法提升电气系统的运行管理水平。

近年来，以现场总线、工业以太网为代表的网络通信技术在变电站综合自动化系统的成功应用，以及DCS系统硬接线方式缺点的逐步暴露，使得全面提高厂用电气系统自动化水平的呼声越来越高。从2000年以来，国内国外一些电力自动化设备制造厂家和电力规划、设计和使用和试验部门一起积极探索，提出了多种EFCS方案，并在一些电厂进行了试验，积累了宝贵的经验。这些方案的共同特点是：厂用电气自动化设备通过现场总线联网；电气系统与DCS间采用通信加部分硬接线方式进行联系以减少电缆数量；建立电气后台系统，规划并逐步开发各种应用软件。

1、引言

　　在智能建筑中，建筑智能化系统包含着若干个系统，而每个系统又由多个子系统和各种设备构成。以楼宇自控系统为例，从广义上讲它包括空调系统、给排水系统、供配电系统、照明与动力系统、消防系统、安全防范等子系统以及多种型号的传感器、执行器、现场控制器、UPS等机电设备。智能化集成系统就是将智能建筑内不同功能的子系统在物理上、逻辑上、功能上连接在一起，以实现信息综合、资源共享。而实现系统集成的关键在于解决各子系统之间的互联和互操作性问题，这是一个多厂商、多协议和面临各种应用的体系结构，也是每一个智能建筑所面临的问题。解决这一问题最有效的方法就是利用软件接口技术，即在集成系统服务器与子系统管理主机之间使用一个软件接口，以此来完成集成系统与子系统的连接和信息交换。所谓的软件接口是指：一个能使智能化系统（称为主系统）与另外一个智能化系统或机电设备（称为分系统）之间建立起通讯连接的软件，并完成主系统与分系统之间的数据交换，从而实现主系统对分系统运行状态的监控和运行参数的设置。软件接口存在的前提是主系统和分系统均可提供对外通讯接口，且二者的通讯接口互不兼容，不能直接建立连接。因此，软件接口技术的研究已成为智能建筑系统集成中必不可少的一项关键技术。

　　下面就通过作者近期完成的天津某智能建筑工程，详细说明智能建筑系统集成中软件接口技术的研究及其在实际工程中的应用，其目的是为现在和今后的智能建筑系统集成工程提供全方位的、切实可行的方法，真正提高建筑管理系统的集成化、智能化水平。

2、基于EBI的BMS控制系统介绍

　　EBI(Enterprise Building Integratioon)即企业楼宇集成系统，是Honeywell公司推出的企业管理与楼宇自控的全面解决方案。在实际的智能大厦工程中，基于EBI的BMS(Building Management System）系统得到了广泛的应用。BMS系统是一个典型的网络控制系统（Networked Control System，NCS），系统自底向上分为三级：现场级、自动化监控级、管理级。也可将现场级、自动化监控级合起来称为控制级。现场级主要是通过各类传感器完成各类信号的现场采集，以及用现场执行机构完成现场控制功能。采用RS485、LonWorks、Honeywell C-BUS等多种控制总线技术，来完成各子系统的监测和控制功能。自动化监控级包括各子系统各自配备的控制器及独立的上位监控系统，完成各自独立的控制功能。控制器将现场级采集的信号与上位监控的设定值进行比较、计算，并向现场级的执行机构发出指令，来完成所要求的控制功能。管理级主干网采用100M以太网络、客户机/服务器（C/S）或浏览器/服务器(B/S)结构模式，实现子系统之间的联络、对话，对各子系统的重点信号统一实施监控。

　　在一个集成化的BMS系统中，往往是集散控制系统与现场总线控制系统体系结构并存的局面，系统要真正做到集成需克服诸多难点：如分析清楚系统的体系结构、深入理解现场总线的通信协议、开发相应的软件接口等。

3、软件接口技术

3.1 模块并行集成模式的软件接口技术

　　它的核心思想是：将BMS的网络系统划分为管理网与监控网两层，各子系统运行在下层监控网，系统集成数据库运行在管理网，各子系统与管理网的集成按是否需要另外开发应用程序划分成两大类：一类是通过工业标准协议实现集成，只要通信双方都共同遵守某种标准协议，即可通过标准化配置将实时数据转换成合法格式后直接与数据库交换信息，不需再开发额外驱动程序；另一类是通信双方不能共同提供某种标准协议的标准接口时，需利用系统提供的应用程序编程接口函数即API/Net API函数来开发软件接口，以实现数据库的访问。这种思想的示意图如图1。

　　图1中，将各子系统及其与集成平台通信的接口纵向地看作一个模块，整个系统中包含若干个这样的模块，这些模块处在平等的地位，并行地运行，集成平台统一协调各个子系统之间的工作。通过这种全面的定义与概括就实现了对所有实际集成问题的解决方案，而且依据并行工程的概念与理论，将整个系统模块化，使系统在结构上更加清晰，从而更加直观地反映了实际系统的情况。

图1 模块并行集成模式示意图

3.2 基于OPC的组件化集成模式的软件接口技术

　　基于OPC的集成模式的思路完全不同于上述模式，这种模式主要运用OPC技术来实现，其核心思想为：BMS中央监控站作为OPC 客户端，在它和各下层子系统之间开发一个OPC 服务器，保证这个OPC服务器与OPC客户端使用的是同一套OPC标准类型，可直接互通。OPC 服务器做成一个标准组件，包含可扩展的若干接口，以实现对不同设备驱动组件的调用。设备驱动组件依据不同的设备接口类型及协议封装，实现OPC服务器组件规定的若干接口或某些关键接口成员函数，与OPC服务器组件形成DCOM架构，共同运行在中央监控平台和各子系统之间，作为通信的中介，将具有DCOM架构的这些组件的集合统称为“接口层”。对中央监控平台来讲，接口层屏蔽了监控层中各种协议的不统一性及各种网络的异构性，从宏观上实现了OPC即插即用的思想。接口层中的各组件可运行在不同的计算机上，具有位置透明性；设备接口组件的数量可根据具体工程的需求任意增减、自由拆装。其结构示意图如图2所示。

图2基于OPC的集成模式示意图

Profibus现场总线是作为德国国家标准和欧洲标准的现场总线标准。该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的。它采用OSI模型的物理层、数据链路层。分散化的外围设备DP 型隐去了第3 层至第7 层，而增加了直接数据连接拟合作为用户接口；现场总线信息规范FMS型则只隐去第3 至第6 层，采用了应用层。过程自动化PA 型的标准目前还处于制定中。其最大传输速率为12 Mb / s ，传输距离为100 、400m ，传输介质可以是双绞线，也可以是光
缆，最多可挂接127 个站点。FMS、DP 、PA 分别适用于不同的领域。Profibus-DP要应用于现场级，是一种高速（达12 Mb / s ）和便宜的通信连接，它被设计为自动控制系统和设备级分散的I/O之间进行通信使用。Profibus-DP是一个主站/从站（Master/Slave）总线系统，主站决定总线的数据通信，当主站得到总线控制权时，没有外界请求也可以主动发送信息。主站可以是PLC, PC等；从站为外围设备(典型的从站包括输入输出装置、阀门、驱动器和测量发送器），它们没有总线控制权，仅当接受到的信息给予确认或当主站发出请求时向它发送信息，它可以有多种网络拓扑结构：线形，星形，环形等。本文所讨论的通信接口就是基于Profibus-DP的。

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1、自动化程度较高，唐山产新型焊机电控部分采用了变频器+PLC+人机界面，降低了对操作工人熟练程度的要求，解决了新工厂（车间）滚焊机难操作的难题。由于采用了PLC，自动化程度大大提高，电气元件减少了许多，减少了故障率，提高了设备运行的可靠性。主要体现在以下几个方面。

A、实现了骨架规格、长度尺寸的程序预设，并可直接调用，不必重复输入参数。
B、骨架两端密绕长度和环筋间距通过人机界面可以设定。
C、自动生成当班产量报表，同时上一班产量报表自动保存。
D、自动焊接时，只需调节料盘转速以适应主机转速，牵拉速度随主机转速已设定，不用调节，且保证环筋间距。
E、控制系统保留了手动功能，该功能与传统的操作方式相同。
F、所有电机控制为变频调速，出现故障人机界面直接提示故障部位，人机界面中存有设备的操作说明书，操作者和维修者更容易使用设备和维护设备。
G、自动功能自动实现两端不焊接密绕、两端正常密绕和正常进给等功能。随着自动化程度的提高，减少了手工动作，从而保证了产品质量，提高了生产效率。

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看到题目，您一定会有疑问，ABB变频器不是带有PROFIBUS通讯接口吗？实际上，ABB变频器ACS510配备有PROFIBUS通讯模块。但是，该通讯模块要单独收费，而且价格较贵，每台变频器都要配备一个。这样，成本会上升很多。“微硬创新”从降低用户项目成本角度出发，通过微硬MODBUS转PROFIBUS网关，将ABB变频器ACS510接入到PROFIBUS总线中。

 成本是怎么降低的？首先，ACS510标配有MODBUS通讯接口，没有额外费用。通过MODBUS转PROFIBUS网关就可以将ACS510接入到PROFIBUS。由于MODBUS一端可以接多台从站设备，一个MODBUS转PROFIBUS网关可以接多台变频器，这样等于多台变频器通过一个网关就可以将数据顺利的送入PROFIBUS总线中。为用户节约了大量成本，尤其是变频器应用较多时候，此成本优势变得十分重要。连接示意图如下

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     随着计算机网络技术的发展，“智能家居”越来越被人们所重视。综观国内外的智能家居系统，大部分侧重于利用Internet进行远程控制。由于受到上网设备的限制，这种方式给智能家居系统的使用带来了不便。例如，在用户回家途中希望能够打开空调，很可能就因为不方便上网而无法实现。随着电话的普及，利用电话对家电进行远程控制可以做到随时随地。目前国内外使用的控制方式主要有：利用短消息控制和用语音播放受控设备的名称或代号，再根据用户的选择来控制相应的设备。这两种方式的弊端是：交流的方式不流畅自然，而且当受控设备的个数达到10个以上时需要考虑新出现的问题。

    本文所介绍的系统采用三星公司生产的S3C2410芯片作为微处理器，基于公用电话交换网设计而成。系统先对用户从电话输入的语音命令进行语音识别，然后根据识别结果向串口发送相应的命令，实现对家电的控制。

1 语音识别原理  

    语音识别的过程可归结为模式识别和匹配。通过对语音信号进行预处理和分析计算可抽取出所需的语音特征，并以此建立语音识别所需的模板。而当对语音进行识别时，则需要将系统中存放的语音模板与输入的语音信号的特征进行比较，并根据一定的算法和策略，找出一系列最优的与输入的语音匹配的模板，最后输出识别结果，识别流程如图1所示[1]。

    预处理包括采样、去除噪音、端点检测、预加重、分帧、加窗等。而特征参数的提取,目前较为常用的有线性预测倒谱系数(LPCC)与Mel倒谱系数(MFCC)。本文采用的是MFCC。系统采用改进的动态时间规正DTW (Dynamic Time Warping)算法对语音进行训练和识别。

2 系统的硬件设计
2.1 系统的组成

    系统由ARM9核微处理器构成主控部分，接收外部的控制信号，负责信息的处理，调控系统各部件协同进行工作。接口电路提供微处理器与电话网络的接口，包括振铃检测电路、模拟摘挂机电路、语音电路、双音多频（DTMF）信号解码电路。系统的硬件框图如图2所示。其中振铃检测电路、模拟摘挂机电路可由电话接口模块替代。

    系统的工作过程是：当有电话接入时，电话接口模块中的振铃检测电路检测到有振铃信号并送微处理器；微处理器发送摘机信号到摘挂机电路，实现模拟摘机；语音模块立即播放语音提示，要启动家电控制则输入密码，正常通话则等待3s；当用户有按键输入时，相应的DTMF信号经双音多频信号解码电路解码并送微处理器对它进行判断；若输入的密码正确，则由语音模块播放提示音，要求用户输入语音控制命令；语音命令的模拟信号经A/D转换电路转换成数字信号后送微处理器进行语音识别；识别结果通过串口输出。
2.2硬件的设计
    系统以S3C2410芯片为核心，配合电话接口模块、语音单元、存储单元实现语音识别的训练及识别过程。该芯片是SAMSUNG公司生产的一款基于ARM920T内核的芯片，拥有独立的16 KB指令Cache和16 KB数据Cache，片内资源丰富并支持MMU虚拟内存管理单元，采用它作为程序的主控芯片可减少工作量，降低开发难度。为实现对语音的处理，系统的语音单元采用了PHILIPS公司的UDA1341TS语音编解码芯片。语音的模拟信号从电话线经过偏置和滤波处理后输入到UDA1341TS中转换为数字信号后再送到S3C2410进行处理。本系统和电话公用网之间的接口是PH8809电话模块，PH8809是专业设计的电话接口电路，采用标准DIP32P封装，体积小巧，具备振铃检测、摘挂机检测和控制及语音接收／输出、DTMF输入/输出等功能，并带有电话线断线检测端口及音量自动增益调节电路，集成度高，性能稳定。出于安全考虑，系统采用密码验证的方式对用户身份进行识别，而密码的输入借助于DTMF信号。HT9170是DTMF信号接收解码芯片，它可对接收到的DTMF信号进行检测和解码，并将不同的DTMF输入信号转换成相应的4位BCD码数字信号输出。系统的存储部分选用32 M×8 bit Flash K9F5608U芯片，用于烧写程序，2片8 M×32 bit大容量SDRAM芯片型号为HY57V561620。其中电话接口模块PH8809与语音编解码芯片UDA1341TS及DTMF解码电路HT9170、微处理器S3C2410的连接如图3所示。

    图3中，SW是摘挂机控制开关，高电平导通，低电平断开。RING为振铃信号输出，输出高电平时无振铃，输出低电平则表示有振铃。DXC是电话线断线检测输出，输出高电平表示电话线断线，输出低电平时电话线连接正常。