【正文】
,PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議,用于連接PLC 與WinCC 或者PLC之間互聯(lián)[8]。模擬量輸入模塊:SM331 AI 4xO/4~20mA;為一通道4輸入點(diǎn);精度為15位。 S7300PLC電源模塊: PS307(5A)書出電流為5A;輸出電壓為24VDC;防短路和開路保護(hù)。 智能儀表采用廈門宇電儀表有限公司生產(chǎn)的AI系列全通用人工智能調(diào)節(jié)儀表AI818,它是PID控制型的智能儀表,輸出為4~20mA DC信號(hào)。系統(tǒng)的工作原理圖如圖11。 MatlabWinCCS7300PLC悌字號(hào)過程設(shè)備OPC數(shù)據(jù)交換MPIAI/AODI/DO數(shù)據(jù)采集過程設(shè)備圖10 MATLAB和PLC遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)過程控制系統(tǒng)示意圖 系統(tǒng)原理在此系統(tǒng)中要求給定值即液位設(shè)定值為300mm,控制器為MATLAB及PLC,MATLAB主要實(shí)現(xiàn)的是PID參數(shù)的控制,PLC主要是實(shí)現(xiàn)信息采集及模/數(shù)、數(shù)/模的轉(zhuǎn)換。(這一步不能忘,否則在連接OPC服務(wù)器時(shí)會(huì)出現(xiàn)“拒絕訪問”錯(cuò)誤提示?。? 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理及配置 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)MATLAB與PLC的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)過程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖10所示。(2)打開“安全選項(xiàng)”“網(wǎng)絡(luò)訪問”本地賬戶的共享和安全模式屬性。所以為了安全起見,建議最好重新啟動(dòng)一下電腦,再做下一步)。(請(qǐng)注意是3個(gè)用戶,如果少了一個(gè)有可能出現(xiàn)找不到服務(wù)器的情況)圖 8 啟動(dòng)權(quán)限對(duì)話框啟用交互式用戶,選擇“交互式用戶”,如圖9。切換到“安全”屬性頁面,分別編輯下面3個(gè)選項(xiàng),如圖7。(請(qǐng)注意是4個(gè)用戶,如果少了一個(gè)有可能出現(xiàn)找不到服務(wù)器的情況)圖 5 訪問權(quán)限對(duì)話框(3)在OPC服務(wù)器上,還要回到“組件服務(wù)”界面,打開DCOM配置,如圖6,找到注冊(cè)的OPC服務(wù)器的名稱:OpcEnum、OpcServer. WinCC選項(xiàng),分別打開它們的屬性對(duì)話框進(jìn)行編輯。圖 3 我的電腦屬性對(duì)話框(2)打開屬性對(duì)話框切換到“COM安全”屬性頁,分別編輯“編輯默認(rèn)值(E)”、“編輯默認(rèn)值(D)”、“編輯限制(L)”、“編輯限制(I)”等4個(gè)選項(xiàng),如圖4所示。(1)開始運(yùn)行輸入:dfg 打開組建服務(wù)窗口,如圖2。OPC ServerOPC ClientVisual C++Visual Basic、ExcelJava AppletInternet Exploreropc groupopc group驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用軟件:PLC、DCS、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系等Item itemItem itemItemItemItem通用接口自動(dòng)化接口圖 1 OPC 的體系結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型利用階躍響應(yīng)法實(shí)驗(yàn)測(cè)得控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為: (21)由式(21)知系統(tǒng)為一階慣性環(huán)節(jié)和滯后環(huán)節(jié)組成 DCOM配置OPC服務(wù)器和OPC Client服務(wù)器都要進(jìn)行設(shè)置。OPC Item:存儲(chǔ)具體Item的定義、數(shù)據(jù)值、狀態(tài)值等信息。OPC客戶機(jī)是訪問過程數(shù)據(jù)、消息和OPC服務(wù)器歸檔的應(yīng)用程序,而OPC服務(wù)器則是處理過程數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序、各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和訪問這些數(shù)據(jù)的接口之間的中間設(shè)備,它提供給不同制造商的應(yīng)用程序一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的軟件接口,它有三層接口,依次呈包含關(guān)系。甚至只要在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)上建立了OPC規(guī)范,OPC客戶就可以與實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。OPC適合于應(yīng)用在很短時(shí)間內(nèi)更新大量過程數(shù)據(jù)的工業(yè)場(chǎng)合。2 必備基礎(chǔ)知識(shí) OPC 體系結(jié)構(gòu)OPC以O(shè)LE、COM(組件對(duì)象模型Component Object Model)和DCOM(分布式組件對(duì)象模型)技術(shù)為基礎(chǔ),采用客戶/服務(wù)器(Client/Server)模式,定義了一套適于過程控制應(yīng)用,支持過程數(shù)據(jù)訪問、報(bào)警、事件與歷史數(shù)據(jù)訪問等功能的接口,便于不同供應(yīng)商的軟硬件實(shí)現(xiàn)“即插即用”的連接與系統(tǒng)集成。通過MATLAB的Simulink實(shí)時(shí)讀取數(shù)據(jù)和控制設(shè)備。OPC技術(shù)是Windows應(yīng)用程序問數(shù)據(jù)交換的主流技術(shù),通過OPC技術(shù)可以將MATLAB和WinCC很好地結(jié)合起來[4]。該平臺(tái)能夠在驗(yàn)證算法準(zhǔn)確性及控制系統(tǒng)有效性的測(cè)試階段,取代實(shí)際系統(tǒng)的控制對(duì)象進(jìn)行仿真測(cè)試,不僅減少測(cè)試費(fèi)用,降低了直接作用于真實(shí)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn),而且可以建立多種有指導(dǎo)意義的對(duì)象模型,模擬更多的運(yùn)行環(huán)境,能安全、方便、快速地驗(yàn)證控制算法和系統(tǒng)的可行性,更全面真實(shí)地反映算法在實(shí)際生產(chǎn)過程中的運(yùn)行效果,從而得到有指導(dǎo)意義的算法改進(jìn)策略和在線參數(shù)調(diào)整方法。而MATLAB作為著名的科學(xué)工程計(jì)算軟件包,進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算的效率很高,可以很容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制算法,并且能夠方便地構(gòu)造復(fù)雜控制系統(tǒng)的模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。它具有高度的實(shí)用性,組態(tài)靈活,可生成復(fù)雜友好的交互式圖形界面。在工程實(shí)際中,應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制,簡(jiǎn)稱PID控制,PID控制器問世至今已有70多年歷史,它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為液位控制的主要技術(shù)之一。O 代表OLE(Object Linking and Embedding, 對(duì)象鏈接和嵌入),P (Process 過程),C (Control 控制)。OPC 技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了多種設(shè)備和應(yīng)用程序之間的靈活通訊[2]。在一個(gè)工廠解決方案中,往往包含了很多對(duì)不同制造廠商的儀器設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,以及不同應(yīng)用設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。在石油工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中,人們都需要對(duì)各類流體液位高度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制,由于其具有工況復(fù)雜、參數(shù)多變、運(yùn)行慣性大、控制滯后等特點(diǎn),他對(duì)控制調(diào)節(jié)器要求極高[1]。 WinCC。[關(guān)鍵詞]OPC技術(shù);MATLAB;WinCC;無縫鏈接MATLAB Online Tank Level Control Design Based on SIEMENS S7300 PLC and OPC Server Technology—PLC Program DesignAutomation Specialty LIU PengfangAbstract: The MATLAB has powerful numencal analyis and calculatio function, which is a powerful tool for the control algorithm design, but it is usually confined to offline simulation control study,so it is hard to bine w