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摘要
与目前传统的工业控制系统相比,计算单元和物理单元交互融合的信息物理融合系统是工业革命的核心内容。但是,当大量物理设备被用于状态感知、功能执行、数据回传时,一方面导致了连接的高并发量,引起服务器线程数激增,系统压力过大,另一方面更是对基于PLC开发控制系统造成更大的挑战。在计算单元部分,利用基于Reactor模型与负载预测的响应机制构造了高性能服务器,并设计了相应的通信协议,再通过消息优先队列与时间周期管理机制构成的消息处理模块来提高系统的响应。对于物理单元,引入了多代理智能系统概念,结合PLCopen标准运动控制功能块和形式化验证,确保了物理设备运行的可靠性。实验表明,该方案实现了支持高并发、高响应的CPS信息层和支持快速开发、安全验证的CPS物理层,最终构成了一个较完善的CPS体系。
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