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自動(dòng)化控制任務(wù)合理調度模型設計研究
酒類(lèi)行業(yè)生產(chǎn)需解決廠(chǎng)區復雜設備管網(wǎng)拓撲結構下的多業(yè)務(wù)并發(fā)控制 和設備手動(dòng)操作，基于PLC編程的DCS模型不能有效支持非現場(chǎng)數據的邏輯處理、跨業(yè)務(wù)邊界的任務(wù)泛型調度、非數控的手動(dòng)操作。下面是小編搜集整理的相關(guān)內容的論文，歡迎大家閱讀參考。
摘要：在大型電氣設備的自動(dòng)化控制中，傳統任務(wù)合理調度模型調度穩定性不好、通信性能較弱。為此，設計一種更為有效的大型電氣設備的自動(dòng)化控制中任務(wù)合理調度模型。所設計的模型通過(guò)分析大型電氣設備自動(dòng)化控制中的任務(wù)調度性質(zhì)，給出模型“并行分布”和“高度可擴展性”的設計原則。根據設計原則，將模型中大型電氣設備的子設備開(kāi)啟時(shí)間，調制到早于母設備的調度工作開(kāi)始時(shí)間，并通過(guò)約束子設備適應度，獲取到自動(dòng)化控制任務(wù)中最為合理的調度時(shí)間，進(jìn)而實(shí)現任務(wù)合理調度。實(shí)驗結果表明，所設計的模型具有調度穩定性好、通信性能強的優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：大型電氣設備；自動(dòng)化控制；任務(wù)合理調度模型；并行分布
引言
隨著(zhù)國際自動(dòng)化水平的不斷提升，大型電氣設備在我國各領(lǐng)域的應用也越來(lái)越廣。在大型電氣設備的自動(dòng)化控制中，任務(wù)合理調度的有序進(jìn)行，是增強大型電氣設備應用性能、提高企業(yè)經(jīng)濟效益的關(guān)鍵[13]。任務(wù)合理調度問(wèn)題也一直是各國科研人員研究的難點(diǎn)課題之一，科研人員曾設計出一些大型電氣設備的自動(dòng)化控制中任務(wù)合理調度模型，但這些模型均存在一定的問(wèn)題，無(wú)法給予大型電氣設備精準、高效的自動(dòng)化控制[46]。任務(wù)合理調度問(wèn)題一直是各國科研人員研究的難點(diǎn)課題之一，本文設計一種調度穩定性好、通信性能強的大型電氣設備的自動(dòng)化控制中任務(wù)合理調度模型。
1大型電氣設備自動(dòng)化控制中的任務(wù)調度性質(zhì)分析
大型電氣設備由一個(gè)母設備與多個(gè)子設備組成，其實(shí)質(zhì)是一種異構的星型網(wǎng)絡(luò )。在大型電氣設備的自動(dòng)化控制中，使用P={P0,P1,,Pi,,PN}表示含有N個(gè)子設備的大型電氣設備總集合（i是一個(gè)自然數，表示隨機提取的子設備序列號，1iN），其中，P0表示大型電氣設備中的母設備，余下的均為子設備。用l表示大型電氣設備中母設備對子設備的自動(dòng)化控制通道長(cháng)度，那么，大型電氣設備自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò )示意圖如圖1所示。由圖1可知，大型電氣設備的自動(dòng)化控制任務(wù)全部存儲于母設備P0中，由于每條子設備控制通道的長(cháng)度l均不相同，因此母設備P0的自動(dòng)化控制效率處于不斷變化當中，這使得任務(wù)合理調度形成了一種“大面積、分散式”的工作性質(zhì)，這種工作性質(zhì)要求所設計的任務(wù)合理調度模型需要通過(guò)“并行分布”原則給予大型電氣設備精準、高效的自動(dòng)化控制。同時(shí)，由于自動(dòng)化控制效率的不同將導致大型電氣設備中的N個(gè)子設備，無(wú)法同時(shí)接收到母設備分配出的自動(dòng)化控制任務(wù)。因此，大型電氣設備自動(dòng)化控制中任務(wù)調度的工作量是隨時(shí)間而不斷增長(cháng)，這一性質(zhì)要求所設計的任務(wù)合理調度模型也應該擁有較強的可擴展性，以維持大型電氣設備的應用性能。
2自動(dòng)化控制中任務(wù)合理調度模型設計
根據第1節給出的“并行分布”和“高度可擴展性”的設計原則，對大型電氣設備的自動(dòng)化控制中任務(wù)合理調度模型進(jìn)行設計。假設大型電氣設備中的母設備獲取到的自動(dòng)化控制任務(wù)調度順序為α1,α2,,αn，（n為自動(dòng)化控制任務(wù)的數量），將按照上述調度順序進(jìn)行調度工作的子設備設為Pα1,Pα2,,Pαn，用rα1,rα2,,rαn表示這些子設備的開(kāi)啟時(shí)間。為了增強所設計大型電氣設備的自動(dòng)化控制中任務(wù)合理調度模型的通信性能，并同時(shí)獲取優(yōu)異的調度穩定性，規定子設備的開(kāi)啟時(shí)間rα1,rα2,,rαn必須早于母設備調度工作開(kāi)始時(shí)間wα1,wα2,,wαn，由此設計出的任務(wù)合理調度模型和模型工作流程如圖2、圖3所示。
3實(shí)驗驗證
3.1實(shí)驗準備仿真實(shí)驗使用3臺相同規格、型號的虛擬實(shí)驗設備，分別寫(xiě)入本文模型、星型網(wǎng)絡(luò )任務(wù)合理調度模型和總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò )任務(wù)合理調度模型，并對同一大型電器設備依次進(jìn)行任務(wù)調度。每臺虛擬實(shí)驗設備都擁有兩個(gè)通信接口，實(shí)驗前，將兩個(gè)通信接口的帶寬范圍分別設為[0Mb/s，1.5Mb/s]和[1.5Mb/s，3.0Mb/s]�，F進(jìn)行三個(gè)任務(wù)合理調度模型調度穩定性和通信性能的驗證實(shí)驗，實(shí)驗共計進(jìn)行6h。
3.2模型調度穩定性驗證實(shí)驗中，每隔1h對三個(gè)系統在兩個(gè)通信接口中的任務(wù)吞吐量數據進(jìn)行采集，并制成曲線(xiàn)圖，如圖4、圖5所示。在帶寬范圍為[0Mb/s，1.5Mb/s]的通信接口1中，三個(gè)模型的任務(wù)吞吐量曲線(xiàn)波動(dòng)均不明顯，本文模型的任務(wù)吞吐量曲線(xiàn)幾乎為直線(xiàn)狀態(tài)。而在帶寬范圍為[1.5Mb/s，3.0Mb/s]的通信接口2中，星型網(wǎng)絡(luò )任務(wù)合理調度模型和總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò )任務(wù)合理調度模型的任務(wù)吞吐量曲線(xiàn)波動(dòng)情況明顯變大，并且下降情況嚴重。而本文模型的任務(wù)吞吐量曲線(xiàn)僅僅存在細微波動(dòng)，并無(wú)明顯下降，表明本文模型的調度穩定性較好。
3.3模型通信性能驗證在大型電氣設備的自動(dòng)化控制中，通信性能較強的任務(wù)合理調度模型不容易受到網(wǎng)絡(luò )入侵的影響，并且傳輸速率更快，是增強大型電氣設備應用性能的基礎保障。因此，模型通信性能的驗證實(shí)驗每隔1h變換一次網(wǎng)絡(luò )入侵類(lèi)型，每隔10min記錄下三個(gè)模型在兩個(gè)通信接口中的傳輸速率。將實(shí)驗數據繪制成曲線(xiàn)圖，如圖6、圖7所示。由圖6、圖7可得，在兩個(gè)通信接口中，本文模型在網(wǎng)絡(luò )入侵下的傳輸速率均高于星型網(wǎng)絡(luò )任務(wù)合理調度模型和總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò )任務(wù)合理調度模型，即網(wǎng)絡(luò )入侵對本文模型的傳輸速率幾乎無(wú)影響，表明本文模型具有通信性能強的優(yōu)點(diǎn)。
4結論
任務(wù)合理調度問(wèn)題一直是各國科研人員研究的難點(diǎn)課題之一，本文設計一種調度穩定性好、通信性能強的大型電氣設備的自動(dòng)化控制中任務(wù)合理調度模型。本文模型將大型電氣設備的自動(dòng)化控制看作一種異構星型網(wǎng)絡(luò )，并通過(guò)模擬網(wǎng)絡(luò )中母設備與子設備之間工作關(guān)系，獲取任務(wù)調度中最為合理的調度時(shí)間，進(jìn)而實(shí)現任務(wù)合理調度。將本文模型與兩種傳統的任務(wù)合理調度模型進(jìn)行性能對比實(shí)驗，實(shí)驗結果表明，所設計的模型調度穩定性好，并且通信性能強。
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