【正文】 為理想數(shù)據(jù)在 4 到 6 之間。 重慶科技學(xué)院 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 基于遠(yuǎn)程 I/O 和變頻器的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 3）采集數(shù)據(jù)單位標(biāo)定，查看 4019+的 0通道電流值，可以看到此時(shí)為 ，繼續(xù)打開空氣壓縮機(jī)，壓力表示數(shù)逐漸增大， 4019+采集的電流值也逐漸增大，經(jīng)標(biāo)度換算發(fā)現(xiàn)， 4019 采集的電流值與壓力計(jì)示數(shù)對(duì)應(yīng)，說明數(shù)據(jù)采集正常。打開配置軟件，設(shè)置好傳輸波特率，波特率設(shè)置為 9600Bps， 4024 模塊的 3 通道和 4019+模塊的 0 通道均設(shè) 置為 4 至 20mA 電流模式。 MSComm1PortOpen=false。 SendString3 +=\xd。 Press(HLDB)) { if(MSComm1PortOpen==false) MSComm1PortOpen=true。 } if( Press(LL+DB)amp。 MSComm1Output=OleVariant(AnsiString(SendString2))。 AnsiString SendString2=030001。當(dāng)測(cè)量值大于設(shè)定值“ dan”或是“ PVSP”大于 時(shí)則輸出報(bào)警信號(hào)。 Edit3Text=FloatToStrF(Un,0,5,5)。 MSComm1PortOpen=false。 } SendString1 +=\xd。 } if(Un=) { SendString1 +=+。 if(Un) { SendString1 +=+0。 4024 模塊 3 通道數(shù)據(jù)輸出語(yǔ)句如下： if(MSComm1PortOpen==false) MSComm1PortOpen=true。 開始 數(shù)據(jù)采集 是否超限 PID 計(jì)算 4024 數(shù)據(jù)輸出 4050 輸出報(bào)警 4024 輸出 退出 N Y 重慶科技學(xué)院 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 基于遠(yuǎn)程 I/O 和變頻器的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 控制 數(shù)據(jù)輸出程序設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)輸出分為 4024 電流 量和 4050 數(shù)字量，分別表示不完全微分 PID 控制輸出和報(bào)警信號(hào)輸出。 MSComm1Output=OleVariant(AnsiString(SendString))。 AnsiString SendString=010。 4019 模塊在 0 通道數(shù)據(jù)采集語(yǔ)句如下： float dav。 圖 32 系統(tǒng)軟件流程圖 數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)發(fā)送 本設(shè)計(jì)需要 微軟環(huán)境所 提供的 ActiveX 的 MSComm 控件 。 Udn1=Udn。 Un1=Un。 //Un 為本周期 PID 控制器的輸出 if(Un) Un=。 //微分環(huán)節(jié)的位置型算式 DeltaUn=(KP*TS/I)*Udn+KP*(UdnUdn1)。 重慶科技學(xué)院 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 基于遠(yuǎn)程 I/O 和變頻器的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 圖 31 不完全微分 PID 控制算法流程圖 不完全微分算法核心代碼如下： En=L_adSP。 不完全微分 PID 實(shí)際上是由一個(gè)不完全微分環(huán)節(jié)和一個(gè) PI 環(huán)節(jié)組成，其微分作用是按照指數(shù)衰減緩慢 釋放的。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)面板連接圖和實(shí)物接線圖如圖 23和 24 所示。 其他硬件 系統(tǒng)選用輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)的壓力計(jì)作為測(cè)量變送器，且選用接受標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的電動(dòng)閥作為執(zhí)行器。主機(jī)可以利用模塊的數(shù)字量輸入來檢測(cè)行程開關(guān)、安全開關(guān)或遠(yuǎn)程數(shù)字量信號(hào)。 重慶科技學(xué)院 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 基于遠(yuǎn)程 I/O 和變頻器的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 ADAM4050 模塊及報(bào)警電路 ADAM4050 帶有 7 路數(shù)字量輸入和 8 路數(shù)字量輸出。 ADAM4024 模塊 ADAM4024 有 4 路模 擬量輸出通道，分辨率為 12 位，帶有光隔離器，可防止接地回路、電源沖擊對(duì)設(shè)備造成損害，可以指定轉(zhuǎn)換速率和啟動(dòng)電流，支持Modbus 協(xié)議，輸出范圍可選 020mA， 420mA， +/10V。各通道可獨(dú)立設(shè)置其輸入范圍，同時(shí)在模塊右側(cè)使用了一個(gè)撥碼開關(guān)來設(shè)置 INT* 和正常工作狀態(tài)的切換， 4019+還增加了 4~20mA 的輸入范圍，測(cè)量電流時(shí)，不需要外接電阻，只需打開盒蓋，設(shè)置跳線即可。它為所有通道都提供了可編程的輸入范圍，這些模塊為 工業(yè)測(cè)量和監(jiān)控的應(yīng)用中提供很好的性價(jià)比；而且它的模擬量輸入通道和模塊之間還提供了 3000V 的電壓隔離，這樣就有效的防止模塊在受到高壓沖擊時(shí)而損壞。控制器主要模塊實(shí)物圖如圖 21 所示。 2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件硬件主要由 ADAM4000 系列模塊組、壓力計(jì)和電動(dòng)閥組成。不完全微分相對(duì)于純微分能夠更好的達(dá)到控制要求。 控制方案 本次控制方案我們將采用增量式不完全微分 PID 控制算法，它由一個(gè)不完全微分環(huán)節(jié)和一個(gè) PI 環(huán)節(jié)組成。 圖 11 系統(tǒng)總體框圖 設(shè)計(jì)方案 硬件設(shè)計(jì)方案 控制器 ADAM4000 系列遠(yuǎn)程 I/O 主要由 ADAM4019 作為數(shù)據(jù)輸入模塊、ADAM4024 作為控制量輸出模塊、 ADAM4050 作為模塊報(bào)警開關(guān)量輸 出模塊組成。結(jié)合增量式不完全微分 PID 控制算法，使系統(tǒng)的控制精度控制在較高范圍，滿足控制要求。 ，在設(shè)計(jì)內(nèi)容、參數(shù)、要求等方面應(yīng)有所區(qū)別。 設(shè)計(jì) 參數(shù) 1. 變頻器： MM420；電機(jī)：具體參數(shù)見銘牌 2. 穩(wěn)態(tài)誤差： 1% 進(jìn)度 要求 第 12 天：選題、講解任務(wù)；第 34 天： ADAM4000 基本應(yīng)用、 CB 編程培訓(xùn)；第 56天： ADAM4000、 MM420 變頻器和電機(jī)的接線圖設(shè)計(jì)、 ADAM4000 基本編程、變頻器基本應(yīng)用；第 78 天：數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)與傳感器精度分析；第 910 天：系統(tǒng)精度分析；第 1112 天：數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)；第 1315 天：實(shí)時(shí)控制程序設(shè)計(jì)；第 1617 天：界面設(shè)計(jì)與調(diào)試；第 1819 天：演示、檢查、答辯；第 20 天：撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告 參考資料 胡文金等 .計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng) .重慶 :重慶大學(xué)出版社 , 西門子 .MM420 變頻器使用手冊(cè) 費(fèi)業(yè)泰 .《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》 (第 6 版 ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . 其它 說明 １ .本表應(yīng)在每次實(shí)施前一周由負(fù)責(zé)教師填寫二份，院系審批后交院系辦備案，一份由負(fù)責(zé)教師留用。 3. 單回路 PID 參數(shù)的整定和分析。 (2)數(shù)據(jù)采集與處理程序設(shè)計(jì)： ADAM4000 數(shù)據(jù)輸入 /輸出程序；利用一元線性回歸擬合測(cè)量環(huán)節(jié)的特性曲線；分析系 統(tǒng)的系統(tǒng)誤差、粗大誤差與隨機(jī)誤差，確定減小各類誤差的方法；比較常見數(shù)字濾波器性能，實(shí)現(xiàn)一階慣性濾波等。 關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)程 I/O， ADAM4000，不完全微分 PID 重慶科技學(xué)院 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 基于遠(yuǎn)程 I/O 的氣體壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目錄 摘要 ................................................................................................................................. 2 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 ..........................