【正文】 立動畫連接 (4)運行和調(diào)試 : 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計 15 (1)實驗全部用軟件來實現(xiàn) ,只需利用現(xiàn)有的計算機就可完成自動控制系統(tǒng)課程的實驗 ,從 而大大減少購置儀器的經(jīng)費。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，并以動畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(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)自動控制系統(tǒng)正以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構(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、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。只需要進行填表操作，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 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。考慮到實驗系統(tǒng)的要求及實際應(yīng)用情況，本次設(shè)計選用了臺灣威達(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)控制計算機、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，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，以便于實現(xiàn)弱電對強電的控制，由于輸入端電壓（ 05V）的高低 變化實現(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)換器與計算機，數(shù)字程控電路接口，不必再外配電源同步電路，十分方便地實現(xiàn)了對輸出端負(fù)載電壓功率的無級調(diào)節(jié)，廣泛用于照明設(shè)備，控溫設(shè)備交流電機軟啟動，交流串波調(diào)速等功率自動調(diào)節(jié)場合。溫度 控制試驗箱如圖 ： 圖 溫度控制試驗箱 它的型號為 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)繼電器型號即輸出觸點是曾強型或者普通型，電壓、電流等級等，后面部分表示同步變壓器初級電壓。 0176。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計 7 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件 包括 溫度自動控制實驗箱連接 ， 溫度傳感器 PT100， 無線通信網(wǎng)絡(luò)模塊 本設(shè)計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 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 接口進行通信，而無需知道對方內(nèi)部實現(xiàn)的細(xì)節(jié)。然而，在這種情況下，驅(qū)動程序只能由組態(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 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，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。當(dāng)僅有比例控制時系統(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)用廣泛的自動控制器，又叫 PD 調(diào)節(jié)器。畫面的開發(fā)和運行是調(diào)用畫面制作系統(tǒng) Touch Make” 和 工程運用系統(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)王是運行于 Windows 98/NT/20xx 中文界面的人機界面軟件，采用多線程， COM 組件等新技術(shù)，實現(xiàn)了實時多任務(wù)，軟件運行穩(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，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方面，包括日常使用的手機、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 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 4 2 系統(tǒng)設(shè)計方案簡介 系統(tǒng)設(shè)計方案包括 無線通信模塊， 組態(tài)王界面， PD 控制器，數(shù)據(jù)采集部分幾個模塊。尤其在分布距離較遠(yuǎn)且數(shù)據(jù)傳輸量不大時，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)的動態(tài)運行結(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)王中實現(xiàn)動畫顯示、報警處理、流程控制、實時曲線和報表輸出等功能。 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、時變溫度系統(tǒng)控制。同時，人機界面的出現(xiàn)可以使用戶對控制系統(tǒng)進行 全面