【正文】 則選用偏差微分方式；當(dāng)軟開關(guān) DV／ PV切向PV位置時(shí) ， 則選用測(cè)量 (即被控量 )微分方式 。 輸入補(bǔ)償 3．非線性特性 為了實(shí)現(xiàn)非線性 PID控制或帶死區(qū)的 PID控制，設(shè)置了非線性區(qū) A至 +A和非線性增益 K，非線性特性如圖所示。 為了不使PHA／ PLA的狀態(tài)頻繁改變 ， 可以設(shè)置一定的 報(bào)警死區(qū)(HY)。 ① SCC控制 :當(dāng)軟開關(guān) CAS／ SCC切向 SCC位置時(shí) ，接收來自上位計(jì)算機(jī)的給定值 SVS， 以便實(shí)現(xiàn)二級(jí)計(jì)算機(jī)控制 。 某熱處理爐溫變化范圍為 0～ 1350℃ ，經(jīng)溫度變送器變換為 1 ～ 5V 電壓送到ADC0809 ， ADC0809的輸入范圍是 0～ 5Ｖ ，當(dāng) t=KT時(shí) ， ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果為 6AH， 問此時(shí)的爐溫是多少度 。 這時(shí)可采用如下計(jì)算公式： PKF Δ?0000 YNNNXYYYmm ????? )(Ym,Y0為一次測(cè)量?jī)x表的上下限； Y 為實(shí)際測(cè)量值 （ 工程量 ） ； Nm,N0為儀表上下限對(duì)應(yīng)的數(shù)字量； X為測(cè)量值所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量 。 標(biāo)度變換有各種類型，它取決于被測(cè)參數(shù)的傳感器的類型，應(yīng)根據(jù)實(shí)際要求來選用適當(dāng)?shù)臉?biāo)度變換方法。 缺點(diǎn)是當(dāng)函數(shù)的曲率和斜率變化較大時(shí) ， 將會(huì)產(chǎn)生一定的誤差；否則必須把基點(diǎn)細(xì)分 ， 這樣將占據(jù)更多內(nèi)存 ， 影響計(jì)算進(jìn)度 。 曲線斜率變化越小，替代直線越逼近特性曲線，則折線法帶來的誤差就越小。 （ 3） 設(shè)定要搜索的關(guān)鍵字 。 如熱電偶，其輸出電勢(shì) E與被測(cè)溫度 T之間為非線性關(guān)系，可用一個(gè)多項(xiàng)式表示： 0122 aEaEaEaT nn ????? ? 項(xiàng)數(shù)和系數(shù)取決于熱電偶類型和測(cè)量范圍，一般 n≤4 。從而大大降低系統(tǒng)成本。 0x1x 全自動(dòng)校準(zhǔn)只適用于基準(zhǔn)參數(shù)是 電信號(hào) 的場(chǎng)合 ，不能校正由傳感器引入的誤差 。 如圖所示為 8路模擬電壓自動(dòng)巡回?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 對(duì)于這樣得到的數(shù)據(jù)，一般要進(jìn)行一些預(yù)處理，其中最基本的處理有 線性化處理、標(biāo)度變換、越限報(bào)警和誤差自動(dòng)校準(zhǔn) 。 圖形用戶界面中菜單的表現(xiàn)形式比字符用戶界面更為豐富，在菜單項(xiàng)中可以顯示不同的字體、圖標(biāo)甚至產(chǎn)生三維效果。由于使用正文通信，因此用戶容易出錯(cuò)，界面不友善，難以學(xué)習(xí)。 趨勢(shì)曲線的規(guī)格主要有：趨勢(shì)曲線幅數(shù)、趨勢(shì)曲線每幅條數(shù)、每條時(shí)間、顯示精度。 （ 4） I／ O通道登記 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)能支持多種類型的信號(hào)輸入和輸出。 動(dòng)態(tài)畫面一般用以反映被監(jiān)視對(duì)象和被控對(duì)象的狀態(tài)和數(shù)值等 ， 它在顯示過程中是隨現(xiàn)場(chǎng)被監(jiān)控對(duì)象的變化而變化的 。 1．控制組態(tài) 2．圖形生成系統(tǒng) 3．顯示組態(tài) 控制算法的組態(tài)生成在軟件上可以分為兩種實(shí)現(xiàn)方式： 一種方式是采用 模塊宏的方式 ， 即一個(gè)控制規(guī)律模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)宏命令 (子程序 )， 在組態(tài)生成時(shí) ， 每用到一個(gè)控制模塊 ， 則組態(tài)生成控制算法 ， 產(chǎn)生的執(zhí)行文件中就將該宏所對(duì)應(yīng)的算法換入執(zhí)行文件 。 人機(jī)接口（ HMI/SCADA）技術(shù) HMI/SCADA的含義 基于工業(yè)控制組態(tài)軟件設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面 基于 VB/VC++語言設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面 HMI/SCADA的含義 HMI（ Human Machine Interface）廣義的解釋就是“使用者與機(jī)器間溝通、傳達(dá)及接收信息的一個(gè)接口”。這種方法是匯編語言設(shè)計(jì)常用的方法。 只用三種基本的控制結(jié)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)任何單入口單出口的程序。 首先要分析用戶的 要求 ，這大約占整個(gè)程序設(shè)計(jì)工作量的 10%；然后編寫程序的 說明 ，這大約也占 10%； 接著進(jìn)行程序的 設(shè)計(jì)與編碼 ，這大約占30%左右，其中設(shè)計(jì)與編碼幾乎各占 15%； 最后進(jìn)行 測(cè)試和調(diào)試 ，這要花費(fèi)整個(gè)程序設(shè)計(jì)工作量的 40%以上。這些模塊正常工作后，就可以用它們來開發(fā)較高層的模塊。又如： outportw(0x230,0x3435) outportb(0x240,0x26) 第一條指令表示將二字節(jié)數(shù) 3435H輸出到端口 230H中，第二條指令表示將單字節(jié)數(shù) 26H輸出到端口 240H中。 工業(yè)控制組態(tài)軟件是標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?、商品化的通用過程控制軟件 。 靜態(tài)畫面一般用來反映監(jiān)視對(duì)象的環(huán)境和相互關(guān)系 ， 它的顯示是不隨時(shí)間的變化的 。選擇過程控制站站號(hào)及工作方式；登記控制組號(hào)、組名，該組員的回路號(hào)，進(jìn)行分組登記操作；顯示表登記(登記每一個(gè)控制回路所用的模擬顯示表 )；將顯示登記文件存入后備文件或打印。 歷史數(shù)據(jù)是當(dāng)你需要某天的數(shù)據(jù)時(shí) ， 從硬盤拷貝到軟盤保存起來 。 基于 VB/VC++語言設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面 Basic ++ 人機(jī)界面風(fēng)格 ? 第一代：命令和詢問方式的界面 正文形式的通信，通過用戶命令和用戶對(duì)系統(tǒng)詢問的響應(yīng)來完成。 圖形用戶界面和人機(jī)交互過程極大地依賴視覺和手動(dòng)控制的參與，因此具有強(qiáng)烈的直接操作特點(diǎn)。 人機(jī)界面 ? 鍵盤式人機(jī)界面 ? 觸摸式人機(jī)界面 ? 手持式人機(jī)界面 ? 工業(yè)顯示器 EXTER K10鍵盤式人機(jī)界面面 EXTER K20鍵盤式人機(jī)界面面 EXTER K30鍵盤式人機(jī)界面面 EXTER K100鍵盤式人機(jī)界面 EXTER T60觸摸式人機(jī)界面面 EXTER T150觸摸式人機(jī)界面面 EXTER M70 手持式人機(jī)界面 工業(yè)顯示器 標(biāo)準(zhǔn)功能 ? 警報(bào)管理 ? 數(shù)據(jù)記錄器 ? 具有數(shù)據(jù)交換功能的雙驅(qū)動(dòng)程序 ? 內(nèi)部變量 ? I/O 輪詢間隔組 ? 網(wǎng)絡(luò)功能 ? 中轉(zhuǎn)、透明和無協(xié)議模式 ? 密碼安全 ? 實(shí)時(shí)時(shí)鐘和時(shí)間通道 ? 配方管理 ? 報(bào)告 ? 趨勢(shì)、歷史或?qū)崟r(shí) ? Web 功能 測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù) 傳感器把生產(chǎn)過程的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后用 A／ D轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，讀入計(jì)算機(jī)中。 3. 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)考慮的問題 二、 模擬數(shù)據(jù)采集技術(shù) 多路采樣開關(guān)、采樣保持器、 A/D轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成了 DAS的數(shù)據(jù)輸入通道。這樣可大大提高測(cè)量精度，降低對(duì)電路器件的要求。 線性化處理和非線性補(bǔ)償 1．鉑熱電阻的阻值與溫度的關(guān)系 2．熱電偶的熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系 3．孔板差壓與流量的關(guān)系 4．氣體體積流量的非線性補(bǔ)償 一、模擬量數(shù)據(jù)采集的處理方法 和常規(guī)的模擬系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）可用各種程序代替硬件電路，甚至完全不需要硬件。 1）計(jì)算法 若測(cè)量數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)換的電信號(hào)有明確的數(shù)學(xué)表達(dá)式 ， 且該表達(dá)式又便于計(jì)算 ， 則可利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算功能將該表達(dá)式轉(zhuǎn)換為線性關(guān)系后再進(jìn)行計(jì)算 。 （ 2） 設(shè)定表格的長度 。 3） 折線法（線性插值法） 在實(shí)際工作中 ， 有許多非線性關(guān)系只能通過一條曲線來表示 ， 對(duì)于這種場(chǎng)合可用折線法及非線性插值逼近法來解決 。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是使公式中的 為常數(shù) ， 從而簡(jiǎn)化計(jì)算 ， 節(jié)省內(nèi)存 。這些參數(shù)經(jīng)傳感器和 A／ D轉(zhuǎn)換后得到一系列的數(shù)碼，這些數(shù)碼值并不一定等于原來帶有量綱的參數(shù)值，它僅僅對(duì)應(yīng)于參數(shù)值的大小，故必須把它轉(zhuǎn)換成帶有量綱的數(shù)值后才能運(yùn)算、顯示或打印輸出，這種轉(zhuǎn)換就是標(biāo)度變換。 這樣 ， 實(shí)際流量 F與差壓變送器并經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后的測(cè)量值 Nx成平方根關(guān)系 。 根據(jù)上述規(guī)定，程序可以實(shí)現(xiàn)對(duì) 被控參數(shù) y、偏差 e以及控制量 u進(jìn)行上下限檢查。 在此狀態(tài)下 ， 可以實(shí)現(xiàn)以下兩種控制方式 。 當(dāng)出現(xiàn)上 、 下限報(bào)警狀態(tài) (PHA， PLA)時(shí) ， 它們通過驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出聲或光 ， 以便提醒操作員注意 。 當(dāng)偏差絕對(duì)值 |DV|＞ DL時(shí)，則偏差報(bào)警狀態(tài) DLA為 “ 1”。 輸入補(bǔ)償 控制算法的實(shí)現(xiàn) 在自動(dòng)狀態(tài)下 ， 需要進(jìn)行控制計(jì)算 ， 即按照各種控制算法的差分方程 ， 計(jì)算控制量 U， 并進(jìn)行上 、 下限限幅處理 。 變化率的選取要適中 ， 過小會(huì)使操作緩慢 ， 過大則達(dá)不到限制的目的 。下圖為自動(dòng) /手動(dòng)切換處理框圖。 當(dāng)從自動(dòng) (SA與 HA)切向軟手動(dòng) (SM)時(shí)，只要計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序工作正常，就能自動(dòng)保證無擾動(dòng)切換。 系統(tǒng)的有限字長數(shù)值問題 量化誤差來源 A/D、 D/A及運(yùn)算字長的選擇 量化誤差來源 1. 量化誤差 設(shè)計(jì)算機(jī)的字長為 n1，采用定點(diǎn)無符號(hào)數(shù)，量化單位 q,也就是機(jī)內(nèi)數(shù)的最小單位。運(yùn)算精度不僅取決于字長，而且還取決于采用定點(diǎn)數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)。如： 轉(zhuǎn)換前的 8位輸入值： XXXXXXXX； 轉(zhuǎn)換后的 10位輸出值： XXXXXXXX00。 與模擬濾波器相比，數(shù)字濾波有以下優(yōu)點(diǎn)： １ )數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的 ， 無需增加硬件設(shè)備 ， 而且濾波器 （ 濾波程序 ） 可多通道共享 ，降低了開發(fā)成本 。應(yīng)該視具體情況選擇 N，以便得到滿意的濾波效果。 采用去脈沖干擾平均值濾波后，其采樣值為： 25 對(duì) 3次采樣中位值濾波后值： 24 對(duì) 6次采樣中位值濾波后值： 27 對(duì) 9次采樣中位值濾波后值： 25 3. 限幅濾波法 由于大的隨機(jī)干擾或采樣器的不穩(wěn)定 ， 使得采樣數(shù)據(jù)偏離實(shí)際值太遠(yuǎn) ， 為此 采用上 、 下限限幅 ， 即 當(dāng) y(n)≥yH時(shí) ， 則取 y(n)=yH(上限值 )； 當(dāng) y(n)≤yL時(shí) ， 則取 y(n)=yL(下限值 )； 當(dāng) yL＜ y(n)＜ yH時(shí) ， 則取 y(n)。因此，需要根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)選取 α值，使得被測(cè)參數(shù)既不出現(xiàn)明顯的紋波，反應(yīng)又不太遲緩。 指令冗余技術(shù) CPU受干擾后，往往將操作數(shù)當(dāng)作操作碼執(zhí)行，造成程序混亂。 3. 指令冗余使彈飛程序安定下來是有條件的，首先彈飛的程序要落到程序區(qū)，其次必須執(zhí)行到冗余的