荆州西门子S7-300代理商

荆州西门子S7-300代理商

1 引言
近半个世纪以来，经典控制理论和现代控制理论、方法和技术(简称传统控制)，取得了令人瞩目的成就。但是，无论是现代控制理论还是大系统理论，其分析、综合和设计都是建立在严格和jingque的数学模型基础之上的。而在科学技术和生产力高速发展的，人们对大规模、复杂、不确定性系统实行自动控制的要求不断提高。因此，传统的基于jingque数学模型的控制理论的局限性日益明显。
(1) 传统控制所面临的难题
l 传统控制方法的设计和分析是建立在系统的jingque模型基础上的，而实际系统由于存在复杂性、时变性、不确定性和不完全性等，一般无法获得jingque的数学模型;
l 采用传统控制理论进行系统设计时，必须提出并遵循一些苛刻的假设，而这些假设往往与实际情况不符，使得所设计的系统性能与实际情况相差很远;
l 对某些复杂的带有时变性与不确定性的系统，即使获得了良好的控制性能，当环境条件发生变化时，其性能也会显著变差;
l 为了提高控制性能，传统的控制理论可能变得相当复杂，从而增加了设备投资，降低了系统可靠性。
(2) 传统控制的缺陷与不足
l 对环境的干扰和不确定性缺乏足够的鲁棒性;
l 突发事件的处理需要人工的干预;
l 无法处理非数字和不jingque的信息;
l 无法通过在线学习以提高自身性能。
以上因素正是传统控制技术需要突破的一些症结，于是，专家控制的基本思想就应运而生了。

2 专家控制的基本思想[5][6]
专家控制是智能控制的一个重要分支，它是把专家系统的思想和方法引入控制系统及其工程应用。就其实质而言，专家控制是基于控制对象和控制规律的各种知识的总和，而且要以智能的方式使用这些知识，求得受控系统更可能地优化和实用化，它反映出智能控制的许多重要特征和功能。

2.1 专家控制的基本思想
专家控制=自动控制理论和方法+人工智能专家系统技术
实际系统中存在的启发式逻辑本质上是实现控制目标的各种规律性的经验知识，这些经验知识难以用一般性的数值形式表达，而适合用符号形式加以描述;再者，这些经验知识既不能简单的罗列，有难以用用解析的方法综合，因而必须给予恰当的组织，并能自动地进行推理，人工智能中的专家技术恰恰为这种经验知识的表示和处理提供了有效办法。
人工智能领域中发展起来的专家系统是一种基于知识的、智能的计算机程序系统。
(1) 专家系统的两个要素
l 知识库:存储有某个专门领域中事先总结的按某种格式表示的专家水平的知识条目。
l 推理机制:按照类似专家水平的问题求解方法，调用知识库中的条目进行推理、判断和决策。
专家系统的知识库和推理机制在组织结构上分离建造，而在运行过程中又相互作用，这使得系统具有较大的灵活性:知识的增删、修正和更新独立于推理机制，具有很好的透明性—推理的结论和根据可以与系统外部交互。
专家系统将专门领域的问题求解思路、经验、方式组织成一个实际运行的形式系统，表现出一种拟人的智能性，它与传统的自动控制理论和方法的结合，形成了专家控制的基本思想。
将专家系统技术引入控制领域，首先必须把控制系统看成一个基于知识的系统，而作为系统的核心部件的控制器则要体现知识推理的机制和结构。
知识库内部的组织结构可采用人工智能中知识表示的合适方法，其中，一部分知识可称为数据，例如事实(先验知识)、证据(动态信息)、假设(由事实、证据推得的中间状态)和目标(离线设定的或在线建立的性能指标)、数据组织在一起，形成数据库。另一部分知识可称为规则，即定性的推理知识，它们往往表示为产生式规则，组成知识库，在专家控制中，定量知识，即各种有关的解析算法，一般都独立编码，按常规的程序设计方法组织。
推理机制的基本功能在于按某种策略选用推理规则，对于专家控制，同样可采用人工智能中的前向推理或后向推理策略。
一种典型的专家控制系统的组织结构如图1所示:

图1 一种典型的专家控制结构

(2) 专家控制的两个特点
l 定量知识和定性知识分离构造。数值算法直接与受控对象或过程相连，以便得到快速的控制响应。知识系统处于较高的智能层次，实现以智能启发式逻辑推理为主的控制功能。
l 知识库系统。数值算法和人—机通讯三个子过程并发运行，其中，用户通过人—机接口可以直接地与知识库系统，进而间接的与数值算法交互，以便操作人员对于控制系统进行离线的修改或在线的监督、干预。

2.2 专家控制的目标与实现
专家控制系统≠专家系统
专家系统的理想目标是要实现这样一个控制器或控制系统:
(1) 满足复杂动态过程的控制需要，例如任何时变的、非线性的，受到各种干扰的控制过程;
(2) 控制系统的运行可以利用一些经验知识，而且只需要一些少量的经验知识;
(3) 有关受控过程的知识可以不断的增加、积累，据以改进控制性能;
(4) 潜在的控制知识以透明的方式存放，易于修改和扩充;
(5) 用户可以对控制系统的性能进行定性的说明，例如“速度可能快”、“超调要小”等;
(6) 用户可以访问系统的内部信息，进行交互，例如受控过程的动态特性、控制性能的统计分析、限制控制性能等因素，以及对当前采用的控制作用的解释等等。
专家控制的上述目标可以看作是一种比较含糊的功能定义，它们覆盖了传统控制在一定程度上可以达到的功能，但又超过了传统控制技术。作一个形象的比喻，专家控制是试图在控制闭环中加入一个有经验的工程师，系统能为他提供一个“控制工具箱”，即可对控制、辩识、测量、监视等各种算法选择自便，调节自如。因此，专家控制实质上是对一个“控制专家”的思路、经验、策略的模拟、延伸、扩展。

3 基于PLC的专家控制系统开发工具[2][4]
3.1 现代PLC技术的发展
可编程序控制器问世以来，经过近30年的发展，产品已经发展到第四代。其技术日臻完善，应用范围也不断扩展。目前，为了适合大中小企业的不同需要，进一步扩大PLC在工业自动化领域的应用范围，PLC正朝着以下两个方向发展:其一是低档PLC向小型、简易、廉价的方向发展，使之能更加广泛地取代继电器控制;其二是中、PLC向大型、高速、多功能方向发展，使之能取代工业控制微机的部分功能，对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。

3.2 基于PLC的专家控制系统开发工具
“基于PLC的专家控制系统开发工具”(ECST V2.2)所开发出的专家控制系统是用于工业实时控制，它是专家控制与常规控制的集成，即专家控制的控制策略通过常规的控制机构来实现，从而到达智能控制与常规控制相结合。Paradym-31是世界工控厂家Wizdom公司的Paradym-3(P31)工作平台，它有硬件和软件两部分组成，软件部分是基于bbbbbbs操作系统逼供内具备图形化开发环境的工作平台，在图形化的编程界面下，用户可以在其中制作和调试自己的应用程序(如梯形图、顺控图、功能模块图)，编译过的应用程序可下载到硬件部分进行工作;硬件部分拥有独立的CPU模块，具备实时的控制器内核。同时，通用的通讯端口可方便地与外部设备进行RS232、Modbus、及以太网通讯。因此，P31可通过该通讯端口进行监视、暂停、开始、更改某一变量数值等操作，从而达到可视化的控制被控对象的目的。
(1) “基于PLC的专家控制系统开发工具”结构图
“基于PLC的专家控制系统开发工具”结构图如图2所示。与其它开发工具相比，“基于PLC的专家控制系统开发工具”的不同之处是:在主窗口处增加了“导入专家控制器”;在编辑子窗口处，“设计专家系统”菜单下的内容又有所变化，该菜单下各项子菜单的作用如下:“创建专家系统控制器”是创建一个新的专家系统控制器，“导出专家系统控制器”是把创建好的专家系统控制器打开在“多页编辑窗口”。在“创建专家系统控制器”中，“创建功能块对话框”为用户提供了创建输入输出变量以及内部变量的接口，该窗口为用户产生了一个空的专家系统，具体实现要在“多页编辑窗口中”添加。

图 2 基于PLC的专家控制系统开发工具结构图

“多页编辑窗口中”共有五项，它们分别是“专家控制头文件”、“专家控制模块”、“控制算法集”、“动态数据库”、“知识库”。其中，需要说明的是“专家控制头文件”是由“创建功能块对话框”产生的，在一般情况下，无须添加和修改。“存储专家控制器到P31”是把编辑或修改后的内容作为P31常规控制的一部分保存起来。
(2) 基于PLC的专家控制器的产生过程
图3讲述了基于PLC的专家控制器的产生过程，该过程有以下几个步骤:

图 3 基于PLC的专家控制器的产生过程

l 首先，利用“基于PLC的专家控制系统开发工具”产生一个专家系统;
l 其次，通过相应常规控制的开发平台嵌入到常规PLC控制中，与常规控制的其它模块一起构成了专家控制器;
l 然后，下载专家控制器的程序(梯形图)到常规PLC控制设备中，就能够完成对一实际被控对象的控制任务。如图4所示:

图 4 基于PLC的专家控制器对实际过程的控制

4 结束语
本文所介绍的基于PLC的专家控制系统开发工具ECST具有专家控制系统的开发环境，灵活的知识表示和正向、反向的推理方法，可以与常规控制相结合，构成实时专家控制系统。但是，与其它新技术一样，专家控制所要求的目标既难于全面实现，也难于一步到位，它仍需进一步地完善。

1 引言

在以可编程序控制器(PLC)为控制系统的生产设备中，往往建立了服务器－客户机的网络结构，两者之间的数据远程访问广泛的进行。现以GE Fanuc公司90系列的编程软件Cimplicity为例，对它的远程访问功能加以介绍。

2 远程访问

GE Fanuc 公司的CIMPLICITY HMI软件是基于Microsoft bbbbbbs NT和bbbbbbs 95的产品，使用bbbbbbs NT或bbbbbbs 95的远程访问特性就可以让一个在客户机上运行CIMPLICITY HMI软件的用户通过调制解调器访问服务器上的CIMPLICITY HMI工程数据。下面介绍其具体的步骤。

3 远程访问的设置步骤

3.1 服务器的设置(bbbbbbs NT)
对于一个运行bbbbbbs NT和CIMPLICITY HMI服务器软件的服务器，需要安装远程访问服务，然后配置远程访问服务器，使之自动启动，然后用户从客户机拨号登录。
(1) 安装远程访问服务
先打开Control Panel，双击Network图标，在Network对话框中选择Services属性页，点按Add。在Select Network Service对话框中从服务列表中选择Remote Access Service，然后点按OK。计算机就会开始安装了。软件安装完成之后，Remote Access Setup对话框自动打开，如图1所示:

图1 Remote Access Setup对话框

选择Configure，Configure Port Usage对话框打开如下。
对于服务器，Port Usage的小选择是Receive calls only。为调制解调器选择了端口用法后即可点击OK返回。

再选择Network。Network Configuration对话框打开。

确保选择Server Settings中的NetBEUI和TCP/IP。然后点击NetBEUI的Configure:

在RAS Server NetBEUI Configuration对话框中选择需要的客户访问类型，然后返回。再为配置TCP/IP，在RAS Server TCP/IP Configuration对话框中，在Allow remote TCP/IP clients to access下，选择希望的方式。选择Use static address pool，在Begin和End域中输入从网络管理员那里申请的两个连续IP地址。Begin地址被分配给服务器的调制解调器，End地址则分配给客户机。选择Allow remote clients to request a predetermined IP address。然后点击OK返回。进行了这些配置之后需要重新启动计算机。之后还需要配置自动启动和允许用户从客户机拨号登录功能。(2) 配置自动启动
远程访问服务的Startup Type在安装时被设为Manual。需要将其改为Automatic。那么首先打开Control Panel，双击Services图标，在Services对话框中双击Remote Access Server，在它的对话框中选择Startup Type为Automatic，点击OK返回即可。
(3) 给予客户拨入许可
从Start菜单选择Administrative Tools，从中打开Remote Access Admin程序，在该窗口中的Users菜单上选择Permissions。远程访问许可对话框就打开了。在对话框中确保所以需要作为客户拨入的用户都得到了拨入许可，就可返回。

3.2 客户机的设置(bbbbbbs NT)
对于运行bbbbbbs NT的客户(CIMPLICITY HMI浏览站)，需要安装远程访问服务之后再配置拨号网络。
(1) 安装远程访问服务
同样先打开Control Panel，双击Network图标，在Network对话框中选择Services属性页。点击Add，在Select Network Service对话框中，从服务器列表选择Remote Access Service然后点击OK，计算机就开始安装了。
安装完毕之后，Remote Access Setup对话框会自动打开，选择Configure，Configure Port Usage对话框打开，在其中选择希望的调制解调器的端口用法，一般对于客户机而言，Port Usage的小选项是Dial out only。设置好后返回。再选择Network对其进行配置，在这里需要确保Dial out Protocols选择为NetBEUI和TCP/IP，然后依次返回。
(2) 安装完远程访问服务器后，还需要进一步配置拨号网络选项。先打开My Computer，双击Dial-up Networking图标，为希望连接的远程访问服务器添加一个项，即可。

3.3 客户机的建立(bbbbbbs 95)
对于运行bbbbbbs 95的客户机(CIMPLICITY HMI浏览站)，首先要保证安装了NetBEUI和TCP/IP协议。步骤:打开Control Panel，双击Network图标，选择Protocols卡片，确保安装了这两个协议。然后配置拨号网络，步骤:打开Control Panel，双击Add/Remove Programs图标，在Add/Remove Programs Properties对话框中选择bbbbbbs Setup卡片，选择Communications，选择Details，在Communications对话框中，选择Dial-up Networking，然后点击OK。在Add/Remove Programs Properties对话框中点击OK。计算机就开始安装拨号网络选项了。安装完毕后，再配置它的属性。先打开My Computer，双击Dial-up Networking图标，为希望连接的远程访问服务器添加一个项。后配置网络属性，先打开Control Panel，双击Network图标，在打开的Network对话框中选择Configuration卡片。选择TCP/IP->Dial-up Adapter并显示其属性，然后做下列工作:
(1) 禁止DNS Configuration
(2) 让Gateway保持空白
(3) 对于WINS Configuration,选择DHCP for WINS Resolution
(4) 选择Obtain and IP address Automatically
(5) 对于Bindings，选择Client for Microsoft Networks
(6) 对于Advanced，选择None
再选择Identification卡片，为计算机输入一个名字，点击OK关闭Network对话框，保存所在的修改。
至此远程访问的客户就建立起来了。

3.4 配置HOSTS文件
由于RAS连接不支持CIMPLICITY HMI工程的广播方式，因此每台计算机(包括服务器和浏览站)的IP地址和结点名都必须配置到其它计算机的hosts文件中去。例如:在bbbbbbs NT环境下，可以在C:WINNT35system32 driversetc下找到hosts.sam文件，在bbbbbbs95环境下，可以在C:bbbbbbs下找到hosts.sam文件，只需要将hosts文件放在和hosts.sam同样的目录下即可。

4 举例说明
本文采用以下配置作为示例:
服务器:名称为Server61，并配有Microsoft bbbbbbs V4.0，CIMPLICITY HMI服务器软件，调制解调器，以太网IP地址为202.114.1.98，两个连续的IP地址-202.114.1.90和202.114.1.91－用于配置远程访问服务。
客户机:命名为Client62，并配有Microsoft bbbbbbs95，CIMPLICITY HMI浏览站软件，调制解调器。配置图示如图2所示:

图2 系统配置示意图

4.1 测试连接
当从客户端拨入服务器并建立连接后，可以进行如下的测试。
(1) 客户端测试
从客户机上要计算机名测试服务器，如下:
C:bbbbbbS>ping Server61
Pinging Server61 [202.114.1.98] with 32 bytes of data:
Reply from 202.114.1.98: bytes=32 time=103ms TTL=128
Reply from 202.114.1.98: bytes=32 time=101ms TTL=128
Reply from 202.114.1.98: bytes=32 time=99ms TTL=128
C:bbbbbbS
(2) 服务器测试
同理可以从服务器测试客户机，如下:
C:bbbbbbS>ping Client62
Pinging Client62 [202.114.1.91] with 32 bytes of data:
Reply from 202.114.1.91: bytes=32 time<10ms TTL=128
Reply from 202.114.1.91: bytes=32 time=1ms TTL=128
Reply from 202.114.1.91: bytes=32 time=1ms TTL=128
C:bbbbbbS

4.2 从客户机访问CIMPLICITY HMI工程
(1) 浏览一个点
在CimEdit中打开Select A Point浏览器时，Project域是空的，要想浏览服务器上的点需要在Project域中输入服务器的计算机名，如Server61。
(2) 打开一个CimView屏幕
想在客户机上打开一个CimView屏幕而其中使用了非严格格式化的数据点，可以使用/project命令行的选项指明服务器上运行的是希望访问的工程。格式如下:
cimview /project

5 结束语
在实际应用中，可能使用bbbbbbs更高版本的操作系统，具体的设置步骤差别不大，会更为简便。该远程数据访问功能在实际工程得到了应用，效果良好。