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基于Lonworks總線(xiàn)的智能數據采集系統
作者：
時(shí)間：2013-02-22
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1 概述
集散控制系統（DCS）和現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（FCS）已經(jīng)發(fā)展到相當成熟的地步,但是他們仍然存在著(zhù)缺陷和不足。因此需要建立具有良好的柔性、系統重構能力、容錯能力和快速反應性的網(wǎng)絡(luò )化測控系統。分布式人工智能技術(shù)（DAI）, Agent理論、現場(chǎng)總線(xiàn)與單總線(xiàn)的集成技術(shù)為設計和實(shí)現這種系統提供了一條切實(shí)有效的途徑。
基于此點(diǎn)出發(fā),本章提出一種基于總線(xiàn)技術(shù)的智能化數據采集系統。在該系統中,每個(gè)測控單元都被構造成具有自主性和自適應能力的Agent,通過(guò)多個(gè)Agent之間的協(xié)同工作來(lái)提高整個(gè)系統的可靠性、穩定性和工作效率。這樣該現場(chǎng)總線(xiàn)測控系統就具有了信息感知、分布性、并發(fā)性、主動(dòng)性和自適應性的特性。
近來(lái),Agent技術(shù)己被認為是進(jìn)行分布式工業(yè)系統建模的一種重要方法,是設計與實(shí)施分布式智能測控環(huán)境的最自然的手段,是構建下一代測控系統的重要技術(shù)之一。
2 系統的多Agent模型
該系統主要由系統管理Agent、控制Agent和感知與執行Agent三部分組成,它們都是具有獨立工作能力的自治體或半自治體,通過(guò)協(xié)作完成系統分配給它或它們的任務(wù),構成一個(gè)具有并發(fā)性與分布性的MAS （Multi-Agent System）系統。事實(shí)上,對于MAS環(huán)境下的檢測監控系統應是一種具有敏捷性的多Agent系統,由于任務(wù)的不同分解與分配以及其它不可預測因素的出現,使得這種多Agent體系能夠隨時(shí)改變組織配置,實(shí)現系統的重構,而一旦任務(wù)結束,臨時(shí)組建的系統則立即解散?；谏鲜鏊枷?圖1從系統的組成結構和通信方式定義了該分布式的系統模型。在此系統中,管理Agent是一個(gè)綜合狀態(tài)識別系統,它完成對系統總體運行狀態(tài)的監控,提供對各監控對象的實(shí)時(shí)監測、評價(jià)與決策功能。 
圖1 系統的結構圖
控制Agent和感知與執行Agent為具有自主性和自適應能力的Agent,但它們之間并沒(méi)有嚴格的一一對應關(guān)系,而是由管理Agent根據任務(wù)的需要臨時(shí)召集組成動(dòng)態(tài)的節點(diǎn)Agent。其中,感知與執行Agent是運行在控制現場(chǎng)的智能設備,是管理Agent在執行任務(wù)時(shí)信息的主要來(lái)源,也是Agent感知能力的基本體現。它們負責現場(chǎng)信號的采集和預處理,提取傳感器信號的特征形成監控變量,并確定信號發(fā)往何處。同時(shí)該Agent接收來(lái)自控制Agent的指令,轉化為與現場(chǎng)設備匹配的開(kāi)關(guān)量和模擬量輸出;控制Agent是系統的核心部件,具有自主決策的能力。此外,在這種多Agent系統中,任務(wù)的來(lái)源是多方面的。既可以是來(lái)自某一控制層次的命令,也可以是來(lái)自另一多Agent體系中管理Agent的協(xié)作請求。
3 系統工作過(guò)程
正常情況下,系統的工作過(guò)程如圖2所示。 
圖2 系統工作原理圖
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