【正文】 同時(shí)，鑒于組態(tài)王 A3000 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被控過(guò)程的 實(shí) 時(shí)監(jiān)控。 整個(gè)課題的開(kāi)發(fā)過(guò)程主要包括了 三個(gè) 方面的內(nèi)容，一是 windows 操作系統(tǒng)下 組態(tài)王和 A3000 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 兩個(gè) 部分 的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換，通訊。 MATLAB 在 DDE 通訊中作為服務(wù)器使用時(shí)，有一個(gè)固定的 DDE 名稱體 系，其話題名只能是 System 和 engine，得根據(jù)其通訊情況選擇其中的一個(gè)作為話題名，而不能選取別的。在 A3000 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) FS 上，啟動(dòng)右邊水泵。 接 PID 控制算法，由于本次設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)是同一題目，所以這部分算法的編程有待于下學(xué)期繼續(xù)完成。REAL339。TAGNAME39。 cc=ddeadv(chann,range40,39。REAL239。 %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。 else disp (?DDE initialization is ready?)。 為了加快開(kāi)始的動(dòng)態(tài)過(guò)程，我們可以設(shè)定一個(gè)偏差范圍 v，當(dāng)偏差 |e(t)| β 時(shí)，即被控量接近給定值時(shí)，就按正常規(guī)律調(diào)節(jié)，而當(dāng) |e(t)|= β 時(shí)，則不管比例作用為正或?yàn)樨?fù)，都使它向有利于接近給定值的方向調(diào)整，即取其值為 |e(t)e(t1)|，其符號(hào)與積分項(xiàng)一致。 圖 16 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 5. 軟件編程 在過(guò)程控制中，按偏差的比例（ P）、積分（ I）和微分（ D）進(jìn)行控制的 PID 控制器（亦稱 PID 調(diào)節(jié)器）是應(yīng)用最為廣泛的一種自動(dòng)控制器。如圖 16 所示。如果誤差比較大，則可以在控制系統(tǒng)中進(jìn)行校正。 液位傳感器實(shí)際是一個(gè)壓力傳感器。傳感器和執(zhí)行器系統(tǒng)包括 5 個(gè)溫度、 3 個(gè)液位、 1 個(gè)壓力， 1 個(gè)電磁流量計(jì)， 1 個(gè)渦輪流量計(jì)， 1 個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，兩個(gè)電磁閥， 2 個(gè)液位開(kāi)關(guān)。 雙擊圖形對(duì)象，可彈出 “動(dòng)畫(huà)連接 ”對(duì)話框，如圖 11 所示 ： 圖 11 動(dòng)畫(huà)連接對(duì)話框 然后根據(jù)變量的性質(zhì)，設(shè)置模擬值輸出或輸入等，比如變量 “fmtov”的動(dòng)畫(huà)連接，點(diǎn)擊模擬值輸出彈出對(duì)話框如圖 12 所示。 圖 8 變量 “ 測(cè)量值 a” 的信息總結(jié)列表框 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 9 頁(yè) 圖 9 變量 “ 過(guò)程值 b” 的信息總結(jié)列表框 圖 10 變量 “ 設(shè)定值 P” 的信息總結(jié)列表框 動(dòng)畫(huà)連接 定義動(dòng)畫(huà)連接是指在畫(huà)面的圖形對(duì)象與數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)變量之間建立一種關(guān)系，當(dāng)變量的值改變時(shí)，在畫(huà)面上以圖形對(duì)象的動(dòng)畫(huà)效果表示出來(lái)；或者由軟件使用者通過(guò)圖形對(duì)象改變數(shù)據(jù)變量的值。變量在畫(huà)面制作系統(tǒng)組態(tài)王畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中定義，定義時(shí)要指定變量名和變量類(lèi)型，某些類(lèi)型的變量還需要一些附加信息。 建立組態(tài)王新工程 要建立新的組態(tài)王工程，首先為工程指定工作目錄（或稱 “ 工程 路徑 ” ）。 %具體的計(jì)算式 ,如 PID 計(jì)算式 ddepoke (channel ,?DA. AO0?, uk) 。 if channel = = 0 disp (?DDE initialization failed?)。Ddeunadv 函數(shù)是釋放連接。 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 中的DDE 客戶端模塊所提供的函數(shù)與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 2. 2 MATLAB中 的 DDE 通信 MATLAB 是矩陣實(shí)驗(yàn)室（ Matrix Laboratory）之意。 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。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)。 （ 3） 進(jìn)行 PID 參數(shù)程序的流程設(shè)計(jì)。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)。 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)。 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)。這種裝置的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)現(xiàn)在應(yīng)用十分廣泛。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)。提問(wèn)的一方稱為顧客，回答的一方稱為服務(wù)器。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。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。 Ddepoke 函數(shù)向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。DDE 熱鏈工作方式需要用 ddeadv。 %control . m , 數(shù)據(jù)計(jì)算處理模塊 function uk = control (pv) channel = ddeinit (?VIEW?,?TAGNAME?)。系統(tǒng)為用戶提供了矩形（圓角矩形）、直線、橢圓（圓）、扇形（圓弧）、點(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。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。 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。特殊：閃爍、隱含、流動(dòng)。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。無(wú)水時(shí)應(yīng)顯示 ～ ，吹入空氣，電流值增大。壓力的控制范圍在35%70%之間，而電流范圍 之間。 電源： 220V177。 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。 工作流程圖如圖 17 所示 圖 17 增量型 PID 工作流程圖 沈陽(yáng)航空航天大 學(xué)課程設(shè)計(jì)論文