【正文】 ） 第 15 頁(yè) MATLAB 以熱鏈方式與服務(wù)器連接的程序結(jié)構(gòu)： MATLAB 客戶程序主體 : %DDE. m ， 初始化 DDE 程序 function DDE = DDE() global channel。利用這樣的算法，可以加快控制的動(dòng)態(tài)過(guò)程。 在增量式算法中，比例項(xiàng)與積分項(xiàng)的符號(hào)有以下關(guān)系：如果被控量繼續(xù)偏離給定值，沈陽(yáng)航空航天大 學(xué)課程設(shè)計(jì)論文 基于 GA 的雙容水箱液位 PID 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二） 第 14 頁(yè) 則這兩項(xiàng)符號(hào)相同，而當(dāng)被控量向給定值方向變化時(shí)，則這兩項(xiàng)的符號(hào)相反。它具有原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，適用面廣，控制參數(shù)相互獨(dú)立，參數(shù)的選定比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；而且在理論上可以證明，對(duì)于過(guò)程控制的典型對(duì)象 ──“ 一階滯后＋純滯后 ” 與 “ 二階滯后＋純滯后 ” 的控制對(duì)象， PID 控制器是一種最優(yōu)控制。 電源： 220V177。 輸入信號(hào)： 4~20mADC，輸入阻抗： 250Ω/500Ω。壓力的控制范圍在35%70%之間，而電流范圍 之間。例如如果測(cè)量值低于 4 毫安，則直接顯示 0。無(wú)水時(shí)應(yīng)顯示 ～ ，吹入空氣，電流值增大。 當(dāng)水箱液位高度不同時(shí)，傳感器把接收到的不同信號(hào)傳給 MATLAB 主控程序，實(shí)現(xiàn)其功能。 在本次設(shè)計(jì)中，我們主要采用去支路 2 中的 3水箱和 4水箱， FV101 電調(diào)節(jié)閥， PT101壓力傳感器。 現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng) 包含兩個(gè)支路。沈陽(yáng)航空航天大 學(xué)課程設(shè)計(jì)論文 基于 GA 的雙容水箱液位 PID 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二） 第 11 頁(yè) A3000 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)包括 A3000 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)常規(guī)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)和A3000 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制系統(tǒng)兩個(gè)部分。在表達(dá)式中輸入 “\\本站點(diǎn) \ fmtov”即可，其它的動(dòng)畫(huà)連接與此相似。特殊：閃爍、隱含、流動(dòng)。一共有 21 種動(dòng)畫(huà)連接方式： 屬性變化：線屬性變化、填充屬性變化、文本屬性變化。 變量 “ 測(cè)量值 a” 的信息總列表框如圖 8 所示，它的主要作用是用于存儲(chǔ)采樣值。數(shù)據(jù)庫(kù)中變量的集合形象地稱為 “數(shù)據(jù)詞典 ”，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細(xì)信息。在 COM1 設(shè)備配置中，連接對(duì)象設(shè)為 XM 類(lèi)儀表，邏輯名稱設(shè)為 baitel，設(shè)備地址設(shè)為1，通訊方式為串口。組態(tài)王用工作目錄標(biāo)識(shí)工程，不同的工程應(yīng)置于不同的目錄。系統(tǒng)為用戶提供了矩形（圓角矩形）、直線、橢圓（圓）、扇形（圓?。Ⅻc(diǎn)位圖、多邊形（多邊線）、文本等基本圖形對(duì)象，及按鈕、趨勢(shì)曲線窗口、報(bào)警窗口、報(bào)表等復(fù)雜的圖形對(duì)象。 %將計(jì)算結(jié)果 uk 送給 寄存器 control()函數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量值 pv 的變化進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算處理后通過(guò) ddepoke 將結(jié)果uk返回組態(tài)王的 ， 再經(jīng)過(guò) DA轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)后到執(zhí)行機(jī)構(gòu) (調(diào)節(jié)閥 )執(zhí)行。 %control . m , 數(shù)據(jù)計(jì)算處理模塊 function uk = control (pv) channel = ddeinit (?VIEW?,?TAGNAME?)。 else 沈陽(yáng)航空航天大 學(xué)課程設(shè)計(jì)論文 基于 GA 的雙容水箱液位 PID 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二） 第 5 頁(yè) disp (?DDE initialization is ready?)。DDE 熱鏈工作方式需要用 ddeadv。 MATLAB與組態(tài)王的 DDE 通信 實(shí)現(xiàn) 在本次設(shè)計(jì)中， MATLAB 和組態(tài)王為實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸， MATLAB 應(yīng)用程序和組態(tài)王應(yīng)用程序都既是客戶程序又是服務(wù)器程序，所以采用熱鏈方式 。 Ddepoke 函數(shù)向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。 MATLAB 提供了七個(gè)客戶函數(shù)，它們分別是 ddeinit 函數(shù)與服務(wù)器建立對(duì)話，建立 成功則該函數(shù)返回一個(gè)通道號(hào)。在 “ Client” 應(yīng)用程序中的 DDE 函數(shù)與 MATLAB 的 DDE“ Server” 模塊進(jìn)行通訊， “ Client” 的 DDE 函數(shù)能被應(yīng)用程序或 MATLABEngine Library 提供。它除了具備 卓越的數(shù)值計(jì)算功能外，還提供了專(zhuān)業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算，文字處理 ， 可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。第一步在組態(tài)王中定義 DDE 設(shè)備，并為該設(shè)備指定邏輯名稱、設(shè)置程序服務(wù) 明、朱提名和選擇標(biāo)準(zhǔn)的 Windows 項(xiàng)目數(shù)據(jù)交換形式。 DDE 交換數(shù)據(jù)的 方法根據(jù)連接方式主要有三種 ： 冷鏈（ cold link） ， 溫鏈（ warm link）和熱鏈（ hot link）。提問(wèn)的一方稱為顧客，回答的一方稱為服務(wù)器。其次在 MATLAB 中編寫(xiě) PID 控制程序，建立 MATLAB 與組態(tài)王之間的 DDE 通信，組態(tài)王把從下位機(jī)中讀取的數(shù)據(jù)通過(guò) DDE 通信傳給 MATLAB 程序中，MATLAB 程序把接收數(shù)據(jù)與給定值作差值用 PID 算出輸出值返回 給組態(tài)王以實(shí)現(xiàn) 對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)下位機(jī)液位控制。上位機(jī)組態(tài)界面顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)， 主控程序 根據(jù)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù) 與給定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較計(jì)算輸出數(shù)據(jù)對(duì)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度 進(jìn)行調(diào)節(jié)。 （ 4） 完成上位機(jī)的組態(tài)畫(huà)面設(shè)計(jì)。這種裝置的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)現(xiàn)在應(yīng)用十分廣泛。 組態(tài)軟件是近年來(lái)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域興起 的一種新型的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，是數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專(zhuān)用軟件。 過(guò)程控制廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金等工業(yè)部門(mén)。 設(shè)計(jì)方案 采用組態(tài)王對(duì)控制過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，在組態(tài)王中開(kāi)發(fā)組態(tài)界面、定義相應(yīng)的變量和設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)連接 ； 同時(shí) 利用MATLAB 作為后臺(tái)主控，通過(guò)編輯 PID 控制算法計(jì)算控制量， 采用 DDE 方式 傳遞給組態(tài)王 以 控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱液位的監(jiān)控。 該系統(tǒng) 需要 建立組態(tài)王和 MATLAB的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（ DDE），充分集合了 MATLAB 計(jì)算功能強(qiáng)和組態(tài)王具有很好 的可視化界面 的優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化中，過(guò)程控制起了大大的推動(dòng)作用。液位太高，易使供出的蒸汽帶水，高溫高速的蒸汽水珠會(huì)損壞后工段的工藝設(shè)備；而液位太低，有造成鍋爐燒干的危險(xiǎn)。應(yīng)用此方法設(shè)計(jì)雙容水箱液位 PID控制系統(tǒng)，用組態(tài)王編制人機(jī)交互界面，用 MATLAB完成控制算法，二者通 過(guò)DDE進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)在線運(yùn)行穩(wěn)定。 （ 3） 進(jìn)行 PID 參數(shù)程序的流程設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)將基于 A3000 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以液位為被控參數(shù)， 利用 MATLAB 主控程序的 PID 算法 ，作為雙容水箱液位控制系統(tǒng)的上位機(jī)應(yīng)用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和控制。首先完成上位機(jī)的組態(tài)畫(huà)面的設(shè)計(jì)，其中包括連接設(shè)備、定義變量、動(dòng)畫(huà)連接等任務(wù)。 DDE 通訊可以比喻為兩個(gè)人的對(duì)話，一方向另一方提出問(wèn)題，然后等待回答。 應(yīng)用程序名（ application） ： 進(jìn)行 DDE通訊的雙方名稱； 主題（ topic） ： 被討論的數(shù)據(jù)域（ domain）對(duì)組態(tài)王來(lái)說(shuō)主題規(guī)定為： “tagname”； 項(xiàng)目（ item）：這是被討論的特定數(shù)據(jù)對(duì)象。當(dāng)它作為客戶應(yīng)用程序時(shí)，需進(jìn)行兩步工作。 2. 2 MATLAB中 的 DDE 通信 MATLAB 是矩陣實(shí)驗(yàn)室（ Matrix Laboratory）之意。 DDE 通訊中， MATLAB 作為一個(gè) “ Server” 時(shí)的通訊示意圖如圖1 所示。 圖 2 MATLAB作為客戶機(jī)時(shí)的通訊示意圖 沈陽(yáng)航空航天大 學(xué)課程設(shè)計(jì)論文 基于 GA 的雙容水箱液位 PID 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二） 第 4 頁(yè) MATLAB 作為客戶應(yīng)用程序時(shí)，支持本格式的數(shù)據(jù)傳送，可以使用 MATLAB