1、引 言
在化工出产中，温度通常是一个重要的操控参数，关于一些进程比较杂乱，工艺要求精准的化工出产进程，选用传统的PID操控办法很难战胜进程扰动的影响。假如针对特定的工艺状况，总结操控经历，拟定一套有用的含糊操控战略，则可完结对温度的准确平稳操控。
现场总线是一种全分布式智能、双向的串行数字通讯链路，它直接交流出产现场的丈量操控和履行设备以及更高层次的自动化操控设备，是一种开放式操控体系。其间LON(Local Operating Networks)总线是美国ECHELON公司于1991年推出的一种功用全面的部分操作网络，广泛使用于冶金、化工、电力以及楼宇自动化等领域中，完结体系的全面网络化现场测控。若将含糊操控与LON现场总线相结合，树立一套依据Lonworks技能的含糊操控体系，则既能够施行现场级的含糊操控，又能够完结杂乱含糊算法的上位机操控。
本文以某化工厂一个化学反响出产进程为例，介绍了一种依据Lonworks技能的温度含糊操控体系，具体介绍了其间智能节点的规划办法。该化学反响出产进程是：先将几种化工质料按必定份额混合，制成混合料，再向其间参加另一种化工质料A，产生化学反响生成所需的产品。为确保产品的质量和产值，工艺操控的最佳温度为T℃。由所以放热反响，所以选用调理冷冻水流量来操控反响温度。此温度操控体系具有非线性、时变、有噪声搅扰、纯滞后等特性，难以用准确的数学模型描绘，因而传统的PID操控办法，很难取得好的操控作用。
2、温度含糊操控体系规划
2.1 含糊操控体系的结构
在工艺操控的要求和特色的基础上，一起剖析了大量出产进程中温度、质料A参加速度和冷冻水温度等前史曲线数据，并对娴熟操作人员的操作经历进行了概括收拾，最终确认了“三输入——单输出”的温度含糊操控体系。
输入变量：
(1)反响温度：t，单位：℃
(2)反响温度的改变量：△t：t(n)-t(n-1)，单位：℃。式中：t(n)为当时第n采样时间的反响温度，t(n-1)为前一个采样时间的反响温度，采样周期设为5s。
(3)质料A参加速度：v，单位：kg/h
输出变量：
冷冻水流量调理阀门的开度：u
2.2 各含糊变量的含糊子集
①反响温度t的根本论域为[(t-t0)，(t+t0)]，其含糊子集T的论域为[-4，4]，t0为出产中或许到达的最大温度误差;②反响温度的改变量△t的根本论域为[-3℃，3℃]，其含糊子集△T的论域为[-3，3];③质料A参加速度v的根本论域为[0，1200kg/h]，其含糊子集V的论域为[-2，2];④冷冻水阀门开度u的根本论域为[0，100%]。各对应含糊联系见表1、2、3。其间t1、t2、t3、t4为操控中或许的温度误差，且t0>t4>t3>t2>tl。u的准确值将在操控规矩中直接给出。
表1 反响温度t与其含糊子集T的含糊联系
表2 反响温度改变量△t与其含糊子集△T的含糊联系
表3 质料A参加速度v与其含糊子集V的含糊联系
本体系共树立了60条含糊操控规矩。依据操控规矩，最终得到下面的含糊操控查询表，见表4。其间UF为考虑质料A参加速度v时为确认阀门开度u而引进的中心值，它与质料A参加速度的含糊子集V的联系见表5。
表4 含糊操控量u(%)查询表
表5 UF与质料A参加速度的含糊子集V的联系
3、体系结构规划
体系结构如图1所示，共包含三大部分：上位机、LON总线和智能节点。其间：
图1 体系结构图
上位机首要担任LON网络的装置、保护和办理，可对温度进行实时监控。一起树立丈量值数据库，对数据进行存档和归表以便查询、打印。上位机还可作为Web服务器与Internet相连，完结长途监控。
智能节点首要包含温度操控节点和温度丈量节点。温度丈量节点对温度进行丈量并对非线性值进行线性化处理，使得到的数值有满足的精度和线性度，并定时将温度对应的数字量发送到LON总线上交上位机处理。温度操控节点选用含糊操控算法对冷水阀进行操控，并担任各采样点温度采样值的显现与上传。
4、智能节点硬件规划
智能节点选用的Neuron芯片是可带外存储器的MC143150。其片内有三个CPU，即：网络CPU、使用CPU和介质拜访CPU。它们与I/0口驱动电路、定时器、片内存储器、网络通讯接口经过8位数据总线和16位地址相连。该芯片有11个可编程的I/0口目标。经过引脚的不同装备，为外部硬件供给灵敏的接口，完结不同的I/0目标。
4.1 温度操控节点的规划
温度操控节点首要包含：Neuron芯片MC143150，外带的程序存储器，D/A转化，履行机构，显现电路和总线收发器等，如图2所示。D/A转化选用MAX7228，显现电路由MAX7219及相关的驱动电路构成，履行机构包含AD694及其相关的外围电路。履行机构是角行程电动履行机构，使用于冷水阀操控。含糊推理所用的知识库数据存放于神经元芯片的E2PROM存储器中，有一组初始值。体系运转期间能够经过LON总线从上位机获取新的操控参数，然后完结操控参数的更新。
图2 温度操控节点结构图
4.2 温度丈量节点的规划
温度丈量节点的结构如图3所示。包含神经元芯片MC143150、程序存储器、温度传感器、光电耦合器MOC3020、A/D转化电路ADC0809、FTT-10A收发器等。
