【正文】 立動(dòng)畫連接 (4)運(yùn)行和調(diào)試 : 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 15 (1)實(shí)驗(yàn)全部用軟件來實(shí)現(xiàn) ,只需利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)就可完成自動(dòng)控制系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn) ,從 而大大減少購置儀器的經(jīng)費(fèi)。而且能充分利用 Windows 的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動(dòng)畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)趨勢曲線等，可便利的生成各種報(bào)表。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，不但實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制，且在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開發(fā)的重要作用。 組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)正以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)，具有適應(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。只需要進(jìn)行填表操作，即可生成適合于用戶的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 組態(tài)王是一個(gè)具有易用性、開放性和集成能力的通用組態(tài)軟件。典型無線通訊網(wǎng)絡(luò)分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖 所示： 圖 典型無線通訊網(wǎng)絡(luò)分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)各部分說明如下： （ 1） SST900EXT:無線接收 /發(fā)送模塊， 232/485 接口；速率最高 ；距離 200M，加放大天線可達(dá) 1KM,本設(shè)計(jì)系統(tǒng)速率設(shè)為 （ 2） 7012：模擬量輸入模塊， 16 位隔離； 485 接口；地址設(shè)為 2；電壓輸入 010W 對應(yīng) 010 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 12 圖 牛頓 7012 模塊的原理框圖 （ 3） 7021：模擬量輸出模塊， 16 位隔離； 485 接口；地址設(shè)為 1；電壓輸出： 010 對應(yīng) 010v。考慮到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的要求及實(shí)際應(yīng)用情況，本次設(shè)計(jì)選用了臺(tái)灣威達(dá)（ ICP） 公司，是著名的工控產(chǎn)片研發(fā)和生產(chǎn)公司，其公司生產(chǎn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡和工控模塊都是目前工控行業(yè)的主要產(chǎn)品。每一單一的牛頓模塊都是地址可編程的。尤其在分布距離較遠(yuǎn)且數(shù)據(jù)傳輸量不大時(shí)，無線通訊控制網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢更為明顯。采用三線制接線法就可以避免這種誤差的產(chǎn)生，鉑電阻溫度傳感器是利用金屬鉑在溫度變化時(shí)自身電阻值也隨之改變的特性來測量溫度的，顯示儀表將會(huì)指示出鉑電阻的電阻值所對應(yīng)的溫度值。由于熱電阻安裝的地方距離測量模塊比較遠(yuǎn)，當(dāng)環(huán)境的溫度變化時(shí)其連接導(dǎo)線電阻也要變化。此外，還被廣泛地應(yīng)用于溫度的基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的傳遞。因此鉑電阻被公認(rèn)為是目前制造熱電阻的最好材料。鉑電阻溫度傳感器的特點(diǎn)是：精度高，穩(wěn)定性可靠。本模塊具有輸入端與輸出端光隔離，以便于實(shí)現(xiàn)弱電對強(qiáng)電的控制，由于輸入端電壓（ 05V）的高低 變化實(shí)現(xiàn)對輸出端負(fù)載功率的控制，輸入阻抗搞，可直接通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)，數(shù)字程控電路接口，不必再外配電源同步電路，十分方便地實(shí)現(xiàn)了對輸出端負(fù)載電壓功率的無級(jí)調(diào)節(jié)，廣泛用于照明設(shè)備，控溫設(shè)備交流電機(jī)軟啟動(dòng)，交流串波調(diào)速等功率自動(dòng)調(diào)節(jié)場合。溫度 控制試驗(yàn)箱如圖 ： 圖 溫度控制試驗(yàn)箱 它的型號(hào)為 TY380D25P220,其中 TY 表示單相調(diào)壓模塊，中間部分表示模塊內(nèi)部相應(yīng)的隨即型固態(tài)繼電器型號(hào)即輸出觸點(diǎn)是曾強(qiáng)型或者普通型，電壓、電流等級(jí)等，后面部分表示同步變壓器初級(jí)電壓。 0176。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 7 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件 包括 溫度自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)箱連接 ， 溫度傳感器 PT100， 無線通信網(wǎng)絡(luò)模塊 本設(shè)計(jì)的溫度控制是由全隔離單向交流調(diào)壓一體化模塊 TY280D15P220（雙向硅控制電壓）、電流源 HF10WD、溫度控制儀表 XMT60數(shù)顯表 HB5135B組 成。同時(shí)測量體可能與被測元件產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)；此外測量體還收到耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于很多高溫度的測量。接觸式測溫的主要特點(diǎn)是：方法簡單、可靠、測 量精度高。 接觸式測溫是通過測量體與被測介質(zhì)的接觸來測量物體溫度的。 OPC 現(xiàn)在已經(jīng)得到了包括Interllution、 Simens、 GE、 ABB 等國外知名廠商的支持。在實(shí)際應(yīng)用中，作為服務(wù)器的數(shù)據(jù)采集程序往往由硬件設(shè)備制造商隨硬件提供，可以發(fā)揮硬件的全部效能，而作為客戶的組態(tài)軟件可以通過 OPC 與各廠家的驅(qū)動(dòng)程序無縫連接，故從根本上解決了以前采用專用格式驅(qū)動(dòng) 程序總是滯后于硬件更新的問題。在支持 OPC 的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的提供者作為服務(wù)器（ Server），數(shù)據(jù)請求者作為客戶（ Client），服務(wù)器和客戶之間通過 DCOM 接口進(jìn)行通信，而無需知道對方內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。然而，在這種情況下，驅(qū)動(dòng)程序只能由組態(tài)軟件開發(fā)商提供，或者由用戶按照某種組態(tài)軟件沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 6 的接口規(guī)范編寫，這為用戶提出了過高的要求。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例 +微分（ PD）控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動(dòng)態(tài)特性。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“ 超前 ” ，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。 比例控制是一種最簡單的控制方 式。 PD控制器簡介 控制器是一種應(yīng)用廣泛的自動(dòng)控制器，又叫 PD 調(diào)節(jié)器。畫面的開發(fā)和運(yùn)行是調(diào)用畫面制作系統(tǒng) Touch Make” 和 工程運(yùn)用系統(tǒng)“ Touch view”來完成。在工程瀏覽器中可以查看工程的各個(gè)組成部分，也可以完成數(shù)據(jù)庫的構(gòu)造，定義外圍設(shè)備等工作。 組態(tài)王是運(yùn)行于 Windows 98/NT/20xx 中文界面的人機(jī)界面軟件，采用多線程， 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 。尤其在分布距離較遠(yuǎn)且數(shù)據(jù)傳輸量不大時(shí)，無線通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢更為明顯。這一技術(shù)已深入到人們生活和工作的各個(gè)方面，包括日常使用的手機(jī)、無線電話等，其中 3G、 WLAN、 UWB、 藍(lán)牙 、寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)、數(shù)字電視都是 21 世紀(jì)最熱門的無線通信技術(shù)的應(yīng)用。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 3 圖 典型無線通信控制網(wǎng)絡(luò) PC COM 口 232 無線模塊 測控對象 1 無線模塊 + 控制模塊 測控對象 n 無線模塊 + 控制模塊 控制模塊 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 4 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案簡介 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案包括 無線通信模塊， 組態(tài)王界面， PD 控制器，數(shù)據(jù)采集部分幾個(gè)模塊。尤其在分布距離較遠(yuǎn)且數(shù)據(jù)傳輸量不大時(shí)，無線通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢更為明顯。最后向用戶提供溫度控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行結(jié)果。要求通過對現(xiàn) 場系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集處理，在組態(tài)王中實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流程控制、實(shí)時(shí)曲線和報(bào)表輸出等功能。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對 溫度控制系統(tǒng) 的要求愈來愈高， 因此， 高精度、智能化、人性化的溫度控制系統(tǒng)是國內(nèi)外必然發(fā)展趨勢。這些差距，是必須努力克服的。形成商品化并在儀表控制參數(shù)的自整定方面，國外已有較多的成熟產(chǎn)品，但由于國外技術(shù)保密及我國開發(fā)工作的滯后，還沒開發(fā)出性能可靠的自整定軟件。目前 ,我國在這方面總體水平處于 20 世紀(jì) 80 年代中后期水平 ,成熟產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位 ” 控制及常規(guī)的 PD控制器為主 ,它只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制 ,難于控制滯后、復(fù)雜、時(shí)變溫度系統(tǒng)控制。同時(shí)，人機(jī)界面的出現(xiàn)可以使用戶對控制系統(tǒng)進(jìn)行 全面