【正文】 進行采集，根據(jù)采集到的參數(shù)，按照一定的控制規(guī)律進行運算，運算結果經(jīng)過板卡作用到調節(jié)閥，從而對被控對象進行調整，使被控對象的參數(shù)滿足實際性能要求的指標。其中硬件部分也就是過程控制實驗裝置，軟件部分主要是包括實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊、監(jiān)測和控制等功能的實驗平臺。然后通過D/A轉換，其功能是數(shù)據(jù)輸出，將控制命令發(fā)送給控制對象，從而實現(xiàn)了對控制對象的控制。數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊為中泰公司的PC一6000系列板卡：PC6326模入接口卡,PC6327A模出接口卡,PC6403開關量輸入輸出卡。3 實時過程監(jiān)控系統(tǒng)硬件部分的設計與實現(xiàn) 實時過程控制系統(tǒng)硬件方面主要分為四部分：控制對象、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊和系統(tǒng)主機。 控制對象在上一章計算機過程控制實驗系統(tǒng)中介紹到控制對象，使用的是上海新奧拓公司開發(fā)“EFPT1”型過程控制實驗裝置（過程控制實驗對象）進行實驗，該系統(tǒng)能夠在線檢測運行中的鍋爐液位、進水流量、出水壓力、馬達頻率等參數(shù)。對這11個參數(shù)進行在線顯示數(shù)值，便于操作人員讀取與記錄。數(shù)據(jù)輸出是計算機對各類輸入數(shù)據(jù)進行加工處理后，將結果以用戶所要求的形式輸出。其中PC6326模入接口卡控制被控對象的11路模擬量輸入，PC6327A模出接口卡控制4路模擬量輸出，PC6403開關量輸入輸出卡3路開關量輸出。本文采用直接調用板卡驅動庫程序方法實現(xiàn)對板卡的控制。根據(jù)裝置的特點，結合實時控制系統(tǒng)的要求，本系統(tǒng)對進水閥位、進水流量、出水壓力、出水流量等狀態(tài)進行在線實時監(jiān)測。 系統(tǒng)主機 系統(tǒng)主機使用工業(yè)控制計算機(簡稱工控機),這種計算機能夠采集來自工業(yè)生產(chǎn)過程的模擬式和(或)數(shù)字式數(shù)據(jù)的能力，并且能向工業(yè)過程發(fā)出模擬式和(或)數(shù)字式控制信號，以實現(xiàn)工業(yè)過程控制和(或)監(jiān)視。板卡的安裝調整很簡單，設置好板卡地址和輸入輸出方式后，插于ISA插槽種即可。根據(jù)前面的介紹本文利用Borland公司的C++ Builder進行系統(tǒng)編程并通過COM技術完成C++Builder與Matlab的混合編程。其中界面的實現(xiàn)主要是為用戶提供友好的人機界面，有利于現(xiàn)場操作人員的觀察及現(xiàn)場分析，并且使那些不具備較高的特殊專業(yè)知識技能操作人員能夠快速而全面地掌握系統(tǒng)運行狀況，并能夠對系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的故障進行相應的操作。算法處理部分主要通過對一般PID進行改進,主要采用積分分PID算法和抗飽和積分PID算法，提高算法處理的簡易性。本系統(tǒng)的設計在開發(fā)界面過程中大量采用了多種組件組合的技術,第三方組件也得到了大量的使用。本系統(tǒng)中用到的第三方組件主要有:IOCOMP，RAIZE，COMPONENTS(簡稱COM)等。 COM組件的功能及優(yōu)點 COM（ponent）（COM組件）是微軟公司開發(fā)的一種新的軟件開發(fā)技術，目的是為了使計算機工業(yè)的軟件生產(chǎn)更加符合人類的行為方式。遵循COM規(guī)范編寫出來的組件將能夠滿足對組件架構的所有要求。[1] 實際應用中，為充分發(fā)揮Matlab的優(yōu)點，程序員總是將它與其他編程語言整合使用，本文就是將Matlab與C++Builder整合在一起使用，首先在Matlab中制作COM組件，然后C++Builder安裝使用生成的COM組件。使用它可以方便的制作出自己想要的COM組件，以支持其他編程語言對組件的調用。首先要在Matlab中安裝COM Builder。然后要設置Matlab的編譯環(huán)境。COM Builder支持Borland C++ Builder 6編譯器，設置使用外部編輯器的具體步驟可參考文獻【3】。用戶界面的主要任務就是對從現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)要求從計算機屏幕上以圖形、曲線的形式實時顯示出來，同時盡可能的顯示既完整又簡潔的圖形與數(shù)字。在本系統(tǒng)應用程序界面部分的開發(fā)過程中，我們不僅用到了C++Builder本身自帶的控件，也應用了大量的第三方控件。下面以鍋爐溫度和鍋爐液位控制界面為例來說明用戶界面的具體功能，如圖41所示： 圖41 溫度控制界面上圖中用戶界面包括三部分：有鍋爐溫度、曲線顯示和控制面板。曲線顯示部分主要顯示鍋爐溫度、加熱電壓和設定值三條曲線，分別用紅、藍、黃三種顏色繪制。這兩個控制面板由左側手動/自動開關控制，手動控制可以實現(xiàn)認為的設定馬達頻率和馬達控制周期。其中PID采用積分分離PID算法和抗飽和積分PID算法，其具體原理將在下一章節(jié)中作出解釋。但控制面板部分除了由手動/自動開關控制外，還增加了馬達控制。下面就幾個方面的實現(xiàn)做關于程序方面的介紹。 iKnob1Position=MDPL。 //數(shù)字輸出 iSwitchLed1Active=!iSwitchLed1Active。 //馬達指示燈跟蹤顯 示狀態(tài) MDKG=iSwitchLed1Active。 //手動/自動開關 iSwitchLever1RepaintAll()。 //手動控制面板 iKnob1RepaintAll()。 //自動控制面板 } else { RzGroupBox10Enabled=false。 RzGroupBox11Enabled=true。 //手動/自動開關關閉 iSwitchLever1RepaintAll()。 iKnob1RepaintAll()。 } unsigned char nGp4=0xff。0xfe。 //馬達開關的開閉，中斷向量的值不同 if(Win32Platform==VER_PLATFORM_WIN32_WINDOWS)DO6403All(PC6403ADD,0xff,0xff,0xff,nGp4)。⑵、下面舉例說明手動控制面板如何進行人為設置馬達頻率與馬達控制周期，具體程序如下： if (iAnalogOutput1Value!=MDPL) //MDKZL 馬達控制量 { MDPL=iAnalogOutput1Value。// 顯示馬達頻率 } MDCtrlTime=RzNumericEdit2Value。 iThreadTimers1Interval2=MDCtrlTime。這樣就可以實現(xiàn)手動設置馬達頻率與馬達控制周期。/將GLSW的數(shù)值即鍋爐水溫賦值給str RzLEDDisplay7Caption=Str。 RzLEDDisplay8Caption=Str。 Str=FormatFloat(,CSLL)。//顯示出水流量 iLedBar4Position=CSFW。 RzLEDDisplay10Caption=Str。 RzLEDDisplay11Caption=Str。⑷、如何實時顯示數(shù)據(jù)曲線和歷史曲線是本文要解決的問題，本系統(tǒng)采用IOCOMP的iPlot組件來實現(xiàn)曲線的繪制過程。此方法比較簡單，具體步驟如下[4]：⑴、在工程里添加iPlot控件和Timer定時器，在Object Inspector中修改iPlot1的Align屬性為alClient,將Timer1的Interval設為100。⑶、在OnTimer函數(shù)中添加代碼 ：……………… double Temp=((ChaIn[ChaLSWD])/())*100。 if(Temp0)Temp=0。//冷水溫度 iPlot1Channel[0]AddYNow(Temp)。其他曲線圖同樣用類似的方法得到，本文設計可以有選擇性的對多個曲線實時的顯示在一張圖中。采用手動開關控制，并且PID為增量式。自制控件并非一種新的方法，一般情況下也經(jīng)常用到，比如本文的自動手動開關、水箱、控制閥門等控件均可根據(jù)意愿自行設計。 ⑴、自動/手動開關的制作。⑵、在Object Inspector中調整Panel1的Align為alNone,AutoSize為false,Hight為97與Width為43；調整Switchlever1的Enabled和Active為true, Hight為50與Width為25,并置于Panel1的中間位置；Label1的Align為alNone,AutoSize為true,Caption為手動，字的顏色為淺綠色；同樣方法Label2的Align為alNone,AutoSize