【正文】 而 A3000 過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 具有非常強(qiáng)大的 調(diào)節(jié) 功能，將 三 者結(jié)合在一起，可以實(shí)現(xiàn)很多復(fù)雜的控制。在組態(tài)王監(jiān)控畫面中，觀察控制效果，并進(jìn)行相沈陽航空航天大 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 17 頁 應(yīng)參數(shù)的修改，直到達(dá)到最佳控制效果。 e1=ddereq(chann,range42)。)。,39。 在 MATLAB 中建立 M文件，在 M文件中編寫程序， 其主程序要實(shí)現(xiàn)與組態(tài)王的 DDE通信功能，子程序?qū)崿F(xiàn) PID 算法。出廠設(shè)置為保持原來狀態(tài)。檢驗(yàn)壓力傳感器信號時(shí)，在 ab 之間串一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻，然后測其上的壓降，可以算出 ab 間的電流。 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 14 所示。定義變量時(shí)主要需要設(shè)置變量的名字、變量類型、寄存器和變量類型。這些畫面都是由 “組態(tài)王 ”提供的類型豐富的圖形對象組成的。 MATLAB 和組態(tài)王同時(shí)作為 DDE 服務(wù)器和客戶機(jī)的使用方法 如圖 3 所示 ： 圖 3 MATLAB和組態(tài)王的雙向數(shù)據(jù)自動傳輸示意圖 MATLAB 的 DDE 傳輸程序設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中，組態(tài)王編制的主控程序?qū)?從下位機(jī)讀取的 數(shù)據(jù)送到 MATLAB 程序進(jìn)行仿真計(jì)算，計(jì)算后將結(jié)果返回主程序，采用熱鏈方 式。 DDE 通訊中， MATLAB 作為一個(gè) “ Server” 時(shí)的通訊示意圖如圖1 所示。 DDE 通訊可以比喻為兩個(gè)人的對話，一方向另一方提出問題，然后等待回答。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。 設(shè)計(jì)方案 采用組態(tài)王對控制過程進(jìn)行監(jiān)控，在組態(tài)王中開發(fā)組態(tài)界面、定義相應(yīng)的變量和設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)動畫連接 ； 同時(shí) 利用MATLAB 作為后臺主控，通過編輯 PID 控制算法計(jì)算控制量， 采用 DDE 方式 傳遞給組態(tài)王 以 控制電動調(diào)節(jié)閥的開度，從而實(shí)現(xiàn)對水箱液位的監(jiān)控。 （ 4） 完成上位機(jī)的組態(tài)畫面設(shè)計(jì)。 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）。 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)器建立對話，建立 成功則該函數(shù)返回一個(gè)通道號。 else 沈陽航空航天大 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 disp (?DDE initialization is ready?)。組態(tài)王用工作目錄標(biāo)識工程，不同的工程應(yīng)置于不同的目錄。一共有 21 種動畫連接方式： 屬性變化：線屬性變化、填充屬性變化、文本屬性變化。 現(xiàn)場系統(tǒng) 包含兩個(gè)支路。例如如果測量值低于 4 毫安，則直接顯示 0。它具有原理簡單，易于實(shí)現(xiàn)，適用面廣，控制參數(shù)相互獨(dú)立，參數(shù)的選定比較簡單等優(yōu)點(diǎn)；而且在理論上可以證明，對于過程控制的典型對象 ──“ 一階滯后＋純滯后 ” 與 “ 二階滯后＋純滯后 ” 的控制對象， PID 控制器是一種最優(yōu)控制。 end rc = ddeadv(channel,?AD. AI0?,?control(x)?,?x?)。 range43=39。)。 if uk=100 uk=100。 解決方法：在配置 DDE 設(shè)備時(shí)，服務(wù)程序名任意選取，如 MATLAB，應(yīng)用 程序名應(yīng)設(shè)為固定的 “ Matlab” ，而話題名設(shè)為 “ engine”。 借助 MATLAB 來實(shí)現(xiàn)算法的 編程，可以控制復(fù)雜的變量。同時(shí)在我做 課程 設(shè)計(jì)的過程中，許多同學(xué)也給我提出了寶貴的意見，也給了許多幫助，在此一并向他們表示最真摯的謝意！ 本文設(shè)計(jì) 基于 GA 的 雙容 水箱液位 PID 控制 系統(tǒng) 是在 MATLAB、 組態(tài)王和 A3000 過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)三 個(gè)獨(dú)立應(yīng)用軟件組合應(yīng)用的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，它充分發(fā)揮了 三 個(gè)應(yīng)用軟件各自的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到了比較好的控制效果。 （ 3）打開 A3000 過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電源。 range42=39。)。 %具體的計(jì)算式 ,如 PID 計(jì)算式 ddepoke (channel ,?DA. AO0?, uk) 。但如果被控量遠(yuǎn)未接近給定值，僅剛開始向給定值變化時(shí)，由于比例和積分反向，將會減慢控制過程。等百分比特性。 圖 13 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 沈陽航空航天大 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 12 頁 圖 14 A3000過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 液位壓力傳感器 本設(shè)計(jì)要用到一個(gè)液位壓力傳感器，接在下水箱的下部，用于測量下水箱的液位。命令語言 ：按下時(shí)、彈起時(shí)、按住時(shí)。在 TouchView 運(yùn)行時(shí)，它含有全部數(shù)據(jù)變量的當(dāng)前值。 %將現(xiàn)場采集值賦給 pv uk = (pv) 。 Ddecxec 函數(shù)用于向 DDE 服務(wù)器應(yīng)用程序發(fā)送執(zhí)行命令。當(dāng)組態(tài)王作為服務(wù)器應(yīng)用程序時(shí)，它的工作是驅(qū)動程序下位機(jī)采集數(shù)據(jù)，并向客戶應(yīng)用程序發(fā)送數(shù)據(jù)。 本方案充分發(fā)揮了組態(tài)王的可視化界面功能與 MATLAB 強(qiáng)大的數(shù)值分析和圖形繪制功能的各自優(yōu)勢，利用 DDE 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了組態(tài)王與 MATLAB 之間的通信，形成了實(shí)現(xiàn)裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)控 系統(tǒng)。液位測量的方法很多，鍋爐液位控制的穩(wěn)定與否，是關(guān)系到生產(chǎn)安全的重要因素之一。 液體的液位測量在工業(yè)生產(chǎn)中非常普遍，應(yīng)用領(lǐng)域也比較廣，例如自來水水位的測量和控制，油田、煉油廠的油罐和儲油槽的油位的測量等。 A3000 過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)作為下位機(jī)負(fù)責(zé)采集硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)組態(tài)王 PID 參數(shù)得出相應(yīng)的命令對硬件設(shè)備做相應(yīng)調(diào)節(jié)，使液位達(dá)到設(shè)定值。第二步定義 I/O 變量，連接 DDE 設(shè)備，確認(rèn)允許 DDE 訪問。 ddeterm 函數(shù)請求撤消與服務(wù)器已建立的熱鏈連接。 pv = ddereq(channel,?AD. AI0?) 。其信息總結(jié)列表框如圖 7 所示 ： 圖 7 COM1 信息總結(jié)列表 沈陽航空航天大 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 8 頁 定義變量 數(shù)據(jù)庫是組態(tài)王軟件的核心部分，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場，所有 這一切都是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁?；瑒訔U輸入：水平、垂直。 A3000 過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制系統(tǒng) (A3000 過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) CS)包括了傳感器執(zhí)行器 I/O 連接板、三個(gè)可換的子控制系統(tǒng)板，第三方控制系統(tǒng)接口板。 電動調(diào)節(jié)閥 本設(shè)計(jì)使用的調(diào)節(jié)閥為智能電動單座調(diào)節(jié)閥，主要由閥座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。由于這一性質(zhì)，當(dāng)被控量接近給定值的時(shí)候，反號的比例 作用阻礙了積分作用，因而避免了積分超調(diào)以及隨之帶來的振蕩，這顯然是有利于控制的。 %將現(xiàn)場采集值賦給 pv uk = (pv) 。x39。REAL439。 （ 2）在 A3000 過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) CS 上，將電磁調(diào)節(jié)閥輸出連接到 AI0， AO0 輸出連到電動調(diào)節(jié)閥上。 本次課程設(shè)計(jì) 能夠順利完成，很大部分都?xì)w功于 王昱 老