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1、网络化控制系统教学与研究平台 NetCon系统介绍 中科院自动化所 2006.9内容 系统概述 系统结构 系统特点 系统说明 系统应用范围 市场情况 系统应用示例一.系统概述 控制理论和技术逐步从机械时代，电气时代， 计算机时代走入了网络时代 NetCon网络化控制系统，将先进的控制技术、 网络技术和计算机技术加以结合，通过采用IP 网络（以太网/无线网/因特网）连接技术，把 控制系统快速原型开发和网络化控制无缝集成 到一起，从而将先进控制和网络化系统结合起 来，体现了未来控制理论研究和控制系统应用 发展的方向一.系统概述NetCon系统是一个通用的本地/网络化控制系统 研究和开发平台，主要由
2、网络化控制器 (NetController)、网络化可视控制组态软件 (NetConLink)和网络化可视监控组态软件 (NetConTop)三部分组成。 针对各种对象，在控制组态软件中对控制方法 和策略进行建模和仿真，然后自动生成可执行代码 ，通过网络远程下载到网络化控制器中执行，构成 本地或网络控制回路，对被控对象进行控制，同时 由监控组态软件通过网络来进行远程监控和管理。 一.系统概述 NetCon系统提供了一个完整的控制系统快速开 发和实时控制解决方案，可用于本地控制系统 快速开发、远程协作控制系统快速开发、自动 控制理论研究、自动控制理论算法实现和评估 等，尤其适用于网络化控制系统的
3、研究，目前 NetCon系统已在国内外多所大学和研究所开始 应用。二 系统结构示意图典型结构一 以太网本地控制典型结构二 以太网网络化控制典型结构三 无线局域网网络化控制典型结构四 无线广域网网络化控制典型结构五 因特网网络化控制三系统特点 通用性 NetCon系统是一个通用的本地/网络化控制 系统研究和开发平台，不局限于特定被控对 象，特定控制器算法和特定系统结构，可以 快速开发本地/网络化控制系统，并可在这 两种系统结构中任意切换，而且也同样可在 基于各种网络（局域网，城域网，有线/无 线网，国内/国际因特网）的网络化控制系 统中任意切换三系统特点 先进性 NetCon系统的控制组态平台通
4、过和 Matlab/Simulink无缝集成，实现了从算法 研究，仿真和实现的全过程，特别容易对各 种复杂和先进控制算法进行研究，仿真和实 现并应用到现场控制，也容易继承和复用原 有成熟算法三系统特点 网络化 NetCon系统采用以太网/无线网/因特网作为 通讯方式，包括组态下装，监控，调试和控 制等都通过网络完成，实现了“E网到底”的 现场网络化控制，也使得全球控制和监控成 为可能三系统特点 平台化 系统提供的硬件平台，控制组态平台和监控 组态平台，通过组态方式使用，为快速开发 各种特定控制系统提供了便利的开发环境 完整性 NetCon系统提供了从控制系统建模，仿真 ，实现和维护的一个完整的
5、解决方案四系统说明 网络（以太网/无线网/因特网） 网络化控制器(NetController) 网络化可视控制组态软件(NetConLink) 网络化可视监控组态软件(NetConTop)网络 NetCon系统采用以IP网络，包括以太网/ 无线网/因特网作为通讯方式，包括组态 下装，监控，调试和控制等都通过网络 完成网络化控制器(NetController)硬件平台：基于高性能、低功耗的32位ARM微处理器软件平台：嵌入式实时操作系统； 功能描述： 用于控制算法的具体实现 提供多路标准输入输出接口，如A/D、D/A、 PWM、数字I/O等，可以直接同被控对象相连， 从而完成对被控对象的控制 经
6、网络接收监控组态平台的控制参数与控制命 令，并将控制对象的运行状态实时上传至监控组 态平台网络化控制器(NetController)网络化可视控制组态软件(NetConLink)基于Matlab/Simulink，实现和Simulink 的无缝结合。功能描述： 可以快速地建立控制对象及控制器模型，并对 整个控制系统进行多次的离线及在线试验来验证控 制策略的可行性 可在几秒内自动完成代码的生成和下载到网络 化控制器中执行 配套硬件驱动模块库和网络通信工具箱控制系统的仿真框图 NetCon Toolbox 输入输出模块，AD，DA，DI，DO， PWM等 网络通信模块，UDP Send/Recv
7、其他相关模块，如TankSafe等网络化可视监控组态软件(NetConTop)基于Windows操作系统，是用于快速构造和 生成上位机图形化监控程序的组态软件开发平台 ，为用户提供了解决工程监控问题的完整方案。功能描述： NetController实时数据采集和管理 多种标准组态控件，如曲线图，仪表，输入框 等 支持客户机/服务器结构 支持实时远程监控，调试和管理NetConTop软件界面五. 系统应用范围NetCon系统目前主要定位于教学科研领 域，主要面向高等院校和科研单位用户，可作 为自动控制理论、控制系统和控制技术教学， 研究、实现与评估的平台。并也可广泛应用于各种工业现场实际控制 系
8、统的设计，开发、评估与实现。六. 市场情况 Netcon系统已经在英国格拉摩根大学， 清华大学，中南大学，北京理工大学， 北方工业大学，西南科技大学、中国石 油大学、华南理工大学等大学应用于科 研和教学七.系统应用示例 某大学过程控制创新实验室 基于因特网的水箱液位网络化控制系统 的设计和实现液位装置工艺模拟流程图开发步骤 系统控制组态及离线仿真 实时本地控制 监控组态 实时监控 实时网络化控制步骤1：系统控制组态及离线仿真 建立水箱数学模型，为其设计控制器， 在Simulink中建立控制系统框图模型， 离线仿真验证控制效果步骤2：实时本地控制 将水箱对象的I/O接口（液位传感器输出 端、直流水泵模拟信号输入端）与网络 化控制器的I/O（AD转换器、DA转换器 等）接好，对Simulink模型做适当修改 ，如加入AD、DA等I/O模块，设置好模 块参数（通道号、采样时间等）步骤2：实时本地控制 点击Build按钮，系统自动将框图模型转 化为可执行代码并下装到网络化控制器 中运行步骤3：监控组态步骤4：实时监控 远程监视系统状态，在线修改控制器参 数，观察系统实时响应，以达到对实物 控制的最优效果步骤5：实时网络化控制水箱液位跟踪曲线图谢 谢！
