【導(dǎo)讀】的基于GA的PID控制算法提供驗(yàn)證平臺(tái)。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，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)。設(shè)計(jì)方案采用組態(tài)王對(duì)控。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。取得了驚人的成果。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。程控制廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金等工業(yè)部門(mén)。液體的液位測(cè)量在工業(yè)生產(chǎn)中。儲(chǔ)油槽的油位的測(cè)量等。液位測(cè)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)。開(kāi)發(fā)人員通常不需要編制具體的指令和代碼，只要利用組態(tài)軟件包。分，主要是從方案論證來(lái)完成本次課程設(shè)計(jì)。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。上位機(jī)組態(tài)界面顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，主控程序根。閥進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)下位機(jī)液位控制。

　　

【正文】 基于 GA 的雙容水箱液位 PID 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二） 第 16 頁(yè) function uk=control(pv) chann=ddeinit(39。VIEW39。,39。TAGNAME39。)。 range40=39。REAL239。 pv=ddereq(chann,range40)。 range41=39。REAL439。 range42=39。REAL339。 range43=39。REAL539。 uk1=ddereq(chann,range41)。 e1=ddereq(chann,range42)。 p=ddereq(chann,range43)。 e=ppv。 fe=ee1。 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。 if uk=100 uk=100。 end ddepoke(chann, range42,e)。 ddepoke(chann, range41,uk)。 pause(10)。 6. 系統(tǒng)調(diào)試 和結(jié)果分析 調(diào)試過(guò)程的一般步驟如下： （ 1）在 A3000 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) FS 上，打開(kāi)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥 PT10 JV102，調(diào)節(jié)下水箱閘板開(kāi)度（可以稍微大一些），其余閥門(mén)關(guān)閉。 （ 2）在 A3000 過(guò)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(dòng)調(diào)節(jié)閥上。 （ 3）打開(kāi) A3000 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電源。在 A3000 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) FS 上，啟動(dòng)右邊水泵。 （ 4）啟動(dòng)計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件，點(diǎn)擊進(jìn)入工程式：雙容水箱液位過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 （ 5）進(jìn)入組態(tài)王的運(yùn)行環(huán)境。 （ 6）啟 動(dòng)調(diào)節(jié)器，設(shè)置控制液位。在組態(tài)王監(jiān)控畫(huà)面中，觀察控制效果，并進(jìn)行相沈陽(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 17 頁(yè) 應(yīng)參數(shù)的修改，直到達(dá)到最佳控制效果。 在組態(tài)王的運(yùn)行界面，觀察下水箱液位的時(shí)時(shí)曲線圖，將實(shí)際控制效果與我們計(jì)算的控制效果進(jìn)行比較，找出其中失敗的原因，根據(jù)其原因在控制程序中對(duì)相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行修改，直到達(dá)到最佳控制效果。 進(jìn)入組態(tài)王的運(yùn)行界面時(shí)，顯示不能與設(shè)置的 DDE 設(shè)備進(jìn)行連接。 原因分析：在組態(tài)王中新建 DDE 設(shè)備時(shí)，配置的 DDE 設(shè)備的服務(wù)程序名、 應(yīng)用程序名和話題名可能不對(duì)。 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。 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”。 7. 結(jié) 論及進(jìn)一步設(shè)想 本次課程設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)的一部分，所以要求掌握的東西要多一些，還涉及到以前沒(méi)接觸過(guò)的內(nèi)容如 DDE 通信。通過(guò)兩周的學(xué)習(xí)我能過(guò)熟練的創(chuàng)建組態(tài)界面、定義變量及動(dòng)畫(huà)連接。基本了解了 MATLAB 的 DDE 通信，組態(tài)王的 DDE 通信及 MATLAB 于組態(tài)王的 DDE 通信。這些收獲讓我很高興。 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 老師的幫助，正是她耐心的幫助與指導(dǎo)，才使我順利完成了任務(wù)。同時(shí)在我做 課程 設(shè)計(jì)的過(guò)程中，許多同學(xué)也給我提出了寶貴的意見(jiàn)，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(guò)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。 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。二是在組態(tài)王中開(kāi)發(fā)組態(tài)界面，包括 IO 設(shè)備的定義、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、監(jiān)控畫(huà)面的設(shè)計(jì)以及動(dòng)畫(huà)連接的實(shí)現(xiàn)。組態(tài)王（ KINGVIEW）是工業(yè)控制過(guò)程中一個(gè)非常好的監(jiān)控軟件，采用了多線程、 COM+組件等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)多任務(wù)，軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 三是在 MATLAB 中編寫(xiě)主控程序 ，實(shí)現(xiàn) PID 算法對(duì)液位的控制及與組態(tài)王的 DDE 通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 而 A3000 過(guò)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。在本課題設(shè)計(jì)中，采用了智能 控制 PID 算法，它不僅根據(jù)偏差計(jì)算控制量，而且考慮到了偏差的變化方向，可以防止出現(xiàn)大的超調(diào)，減小穩(wěn)態(tài)誤差，通過(guò)不斷的調(diào)試，最終得到了防人沈陽(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 18 頁(yè) 智能控制算法最佳參數(shù)。根據(jù)其控制曲線可以看出，所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)具有很好的控制效果，并達(dá)到了課題要求的各項(xiàng)控制指標(biāo)。 本文設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)在于利用了組態(tài)王和 A3000 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 的組合應(yīng)用，集合兩 者 的優(yōu)點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜過(guò)程的控制，比如需要同時(shí)進(jìn)行多個(gè)變量的控制時(shí)控制。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。 借助 MATLAB 來(lái)實(shí)現(xiàn)算法的 編程，可以控制復(fù)雜的變量。用百特表也能實(shí)現(xiàn)液位 PID 控制，但不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算法，而 MATLAB 可以實(shí)現(xiàn) 多種算法控制，能夠方便精確的實(shí)現(xiàn)控制。 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 19 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 薛定宇 . 控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) :MATLAB 語(yǔ)言及應(yīng)用 . 北京 : 清華大學(xué)出版社 , 1998: 255286 [2] 瞿慶一 . 典型工業(yè)過(guò)程的組態(tài)控制 .天津大學(xué)出版社 [3] 俞金壽 . 過(guò)程控制系統(tǒng)和應(yīng)用 . 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021: 124125 [4] 邵裕森 , 戴 先中 . 過(guò)程控制工程 . 北京 。 機(jī)械工業(yè) 出版社 , 2021: 1027 [15] 王正林 , 郭陽(yáng)寬 . 過(guò)程控制與 Simulink 應(yīng)用 . 北京 : 電子工業(yè)出版社 , 2021: 3159 [6] 黃天戍等，組態(tài)軟件在工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中的二次開(kāi)發(fā)，武漢水利電力大學(xué)學(xué)報(bào)， 1999 [7] 王凌峰等，工控組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)處理的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，微計(jì)算機(jī)信息 , 2021 [8] 劉金琨 . 先進(jìn) PID 控制及其 Matlab 仿真 . 北京 : 電子工業(yè)出版社， 2021.. [9] 湯中科 , 景群 , 張林海 . 基于遺傳算法的 PID 整定在液位控制中的應(yīng)用 [J]. 機(jī)電工程技術(shù) , 2021, 38(9): 126128. [10] 金以慧 . 過(guò)程控制 . 北京 : 清華大學(xué)出版社 , 1999: 108111 [11] 石瑩 , 洪悅 , 錢(qián)曉龍 . MATLAB 與組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)交換技術(shù) . 儀器儀表學(xué)報(bào) , 2021,24(4): 337340 [12] 張曉東 , 姚旺生 . 基于 Matlab 和組態(tài)王 61 0 簡(jiǎn)易訓(xùn)練模擬器設(shè)計(jì) . 微計(jì)算機(jī)信息 , 2021, 19(2): 2122