【正文】 流。與DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件相比，其最突出的特點(diǎn)是圖形功能有了很大的增強(qiáng)。隨著國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)水平和工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，通用組態(tài)軟件的市場(chǎng)需求日益增大。 特點(diǎn) 它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開(kāi)放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。其中監(jiān)控層對(duì)下連接控制層，對(duì)上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(kāi)發(fā)的重要作用。通過(guò)對(duì)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(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫(huà)面，并以動(dòng)畫(huà)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(shì)曲線等，可便利的生成各種報(bào)表。 1）使用組態(tài)王實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真的基本方法：a)圖形界面的設(shè)計(jì)b)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)c)建立動(dòng)畫(huà)連接d)運(yùn)行和調(diào)試2)使用組態(tài)王軟件開(kāi)發(fā)具有以下幾個(gè)特點(diǎn): a)實(shí)驗(yàn)全部用軟件來(lái)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(gòu)置儀器的經(jīng)費(fèi)。對(duì)用戶而言,操作簡(jiǎn)單易學(xué)且編程簡(jiǎn)單,參數(shù)輸入與修改靈活,具有多次或重復(fù)仿真運(yùn)行的控制能力,可以實(shí)時(shí)地顯示參數(shù)變化前后系統(tǒng)的特性曲線,能很直觀地顯示控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線,這些很強(qiáng)的交互能力使其在自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)揮理想的效果。能快速便捷地進(jìn)行圖形維護(hù)和數(shù)據(jù)采集是此類系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)。(1)——工程管理器。(2).集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境最新設(shè)計(jì)的組態(tài)王工程瀏覽器為用戶提供了便利的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。工程瀏覽器采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)，操作簡(jiǎn)單方便，容易接受。(3).功能強(qiáng)大、易用的繪圖工具目前用簡(jiǎn)單的示意性圖形已經(jīng)不足以表示工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程，用戶普遍要求更加豐富多彩、生動(dòng)逼真的畫(huà)面。組態(tài)王工具箱中提供的繪圖工具包括直線、折線、圓弧、矩形（方形）、圓角矩形、圓形（橢圓）等工具。(4).靈活的便捷菜單使用組態(tài)王的過(guò)程中，用戶可以隨時(shí)按下鼠標(biāo)右鍵來(lái)得到上下文相關(guān)的快捷菜單。(5).，支持二十四種過(guò)渡色效果，組態(tài)王的任一種繪圖工具都可以使用無(wú)限色，大部分圖形都支持過(guò)渡色效果，巧妙地利用無(wú)限色和過(guò)渡色效果，可以使您輕松構(gòu)造面無(wú)限逼真、美觀的畫(huà)面。圖形對(duì)象與過(guò)程參數(shù)建立變化對(duì)應(yīng)關(guān)系的過(guò)程稱為“動(dòng)畫(huà)連接”。一個(gè)圖形對(duì)象可以同時(shí)定義多個(gè)連接。圖形對(duì)象可以進(jìn)行的“動(dòng)畫(huà)連接”包括：屬性變化：包括線屬性、填充屬性、文本色位置與大小變化：包括水平和垂直移動(dòng)、縮放、旋轉(zhuǎn)、填充值輸出：包括模擬值輸出、離散值輸出、字符串輸出用戶輸入：包括模擬值輸入、離散值輸入、字符串輸入滑動(dòng)桿輸入: 包括水平滑動(dòng)桿輸入、垂直滑動(dòng)桿輸入特殊：包括閃爍、隱含兩種命令語(yǔ)言連接：包括鼠標(biāo)或等價(jià)鍵按下時(shí)、彈起時(shí)和按住時(shí)可執(zhí)行的功能強(qiáng)大的命令語(yǔ)言程序提示文本：每個(gè)基本圖素都可以定義一個(gè)提示信息條動(dòng)畫(huà)連接的定義非常簡(jiǎn)單。定義的全過(guò)程都反映在一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)話框中。(8).圖形界面“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”必須有易于使用的圖形界面。設(shè)計(jì)者也希望能有快速而強(qiáng)大的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具。(9).大畫(huà)面和導(dǎo)航圖一個(gè)復(fù)雜的工藝流程有時(shí)很難在一個(gè)屏幕大小的畫(huà)面上體現(xiàn)出來(lái)，如果分開(kāi)為多個(gè)畫(huà)面，則首先是不能體現(xiàn)工藝流程的完整性，其次在操作和瀏覽上造成不便。(10).，提供了多種變量替換方式，可以在工程的不同范圍——如整個(gè)工程或畫(huà)面——中使用不同的替換方式進(jìn)行變量替換。替換的范圍可以選擇整個(gè)工程、畫(huà)面組、畫(huà)面或畫(huà)面組中的圖素。不但提供了對(duì)設(shè)備列表、和變量列表的排序按照列表項(xiàng)的排序功能，而且還提供了變量的查找功能、畫(huà)面按照名稱、畫(huà)面描述或畫(huà)面文件名稱的排序功能，畫(huà)面的查找功能。用戶可以創(chuàng)建9層，每層256個(gè)畫(huà)面組的組列表。 設(shè)計(jì)者利用系統(tǒng)提供的圖庫(kù)，可以輕松構(gòu)造自己需要的圖形。圖庫(kù)中的元素稱為“圖庫(kù)精靈”，使用“圖庫(kù)精靈”將極大地加快應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)造。一個(gè)圖形精靈實(shí)際上就是一個(gè)已定義對(duì)象全部條件的小型應(yīng)用，它包括以下這些內(nèi)容（對(duì)不同的精靈略有不同）：組成精靈的圖形對(duì)象、觸發(fā)動(dòng)畫(huà)效果的過(guò)程參數(shù)（變量）、動(dòng)畫(huà)連接。圖庫(kù)精靈可作為一個(gè)整體來(lái)修改屬性（包括動(dòng)畫(huà)連接），修改的全過(guò)程都在一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)話框中完成。設(shè)計(jì)者可以創(chuàng)建圖庫(kù)精靈，把它們加入到圖庫(kù)中去，或者把不再需要的精靈從圖庫(kù)中刪除。創(chuàng)建一個(gè)新的圖庫(kù)精靈非常簡(jiǎn)單：在畫(huà)面上繪制精靈的外觀，定義所有的動(dòng)畫(huà)連接，選擇好對(duì)象，最后用菜單命令創(chuàng)建精靈，并把它放入圖庫(kù)。創(chuàng)建一個(gè)新的圖庫(kù)也同樣簡(jiǎn)單，只需使用菜單命令并輸入新圖庫(kù)的名稱。 ：： 系統(tǒng)流程圖。使用工具箱接下來(lái)在此畫(huà)面中繪制各種圖素。當(dāng)畫(huà)面打開(kāi)時(shí)，工具箱自動(dòng)顯示。如果工具箱沒(méi)有出現(xiàn)，選擇“工具”菜單中的“顯示工具箱”或按F10 鍵將其打開(kāi)，工具箱中各種基本工具的使用方法和Windows 中的“畫(huà)筆”很類似，：在工具箱中單擊文本工具，在畫(huà)面上輸入文字：串級(jí)流量控制如果要改變文本的字體，顏色和字號(hào)，先選中文本對(duì)象，然后在工具箱內(nèi)選擇字體工具。使用圖庫(kù)管理器選擇“圖庫(kù)”菜單中“打開(kāi)圖庫(kù)”命令或按 F2 鍵打開(kāi)圖庫(kù)管理器， 所示：選擇工具箱中的立體管道工具，在畫(huà)面上鼠標(biāo)圖形變?yōu)椤?”形狀，在適當(dāng)位置作為立體管道的起始位置，按住鼠標(biāo)左鍵移動(dòng)鼠標(biāo)到結(jié)束位置后雙擊，則立體管道在畫(huà)面上顯示出來(lái)。選中所畫(huà)的立體管道，在調(diào)色板上按下“對(duì)象選擇按鈕區(qū)”中“線條色”按鈕，在“選色區(qū)”中選擇某種顏色，則立體管道變?yōu)橄鄳?yīng)的顏色。打開(kāi)圖庫(kù)管理器，在閥門(mén)圖庫(kù)中選擇圖素，雙擊后在反應(yīng)車(chē)間監(jiān)控畫(huà)面上單擊鼠標(biāo)，則該圖素出現(xiàn)在相應(yīng)的位置，移動(dòng)到原料油罐和成品油罐之間的立體管道上，并拖動(dòng)邊框改變其大小。選擇“文件”菜單的“全部存”命令將所完成的畫(huà)面進(jìn)行保存。流量=頻率+電磁閥55。U=頻率+30。流量=頻率+電磁閥55。U=頻率+30。液位1=電磁閥+流量30。U1=電磁閥+40。液位1=流量+電磁閥30。U1=電磁閥+40。液位3=液位1+流量50。液位3=液位33。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，首先設(shè)定PID調(diào)節(jié)參數(shù)，根據(jù)要求設(shè)定給定值，觀察連接圖，根據(jù)需要調(diào)節(jié)PID參數(shù)。 一、比例調(diào)節(jié)（P調(diào)節(jié)） 在P調(diào)節(jié)中，調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)u(t) 與偏差信號(hào)e(t) 成比例，即（）式中Kc稱為比例增益（視情況可設(shè)置為正或負(fù)）, u(t) 為調(diào)節(jié)器的輸出，是對(duì)調(diào)節(jié)器起始值u(0) 的增量，u(0) 的大小可以通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)器的工作點(diǎn)加以改變。 比例調(diào)節(jié)的顯著特點(diǎn)就是有差調(diào)節(jié)。從這一方面考慮，人們希望盡量減小比例帶。穩(wěn)定性是任何閉環(huán)控制系統(tǒng)的首要要求，比例帶的設(shè)置必須保證系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定裕度。 δ很大意味著調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作幅度很小，因此被調(diào)量的變化比較平穩(wěn),甚至可以沒(méi)有超調(diào)，但余差很大，調(diào)節(jié)時(shí)間也很長(zhǎng)。具有一個(gè)臨界值，此時(shí)系統(tǒng)處于穩(wěn)定邊界的情況，進(jìn)一步減小系統(tǒng)就不穩(wěn)定了。上式表明，調(diào)節(jié)器的輸出與偏差信號(hào)的積分成正比。式（）表明，只有當(dāng)被調(diào)量偏差e為零時(shí)，I調(diào)節(jié)器的輸出才會(huì)保持不變。這意味著被控對(duì)象在負(fù)荷擾動(dòng)的調(diào)節(jié)過(guò)程結(jié)束后，被調(diào)量沒(méi)有余差，而調(diào)節(jié)閥則可以停在新的負(fù)荷所要求的開(kāi)度上。例如，根據(jù)奈氏穩(wěn)定判據(jù)可知，對(duì)于非自衡的被控對(duì)象采用P調(diào)節(jié)時(shí)，只要加大比例帶總可以使系統(tǒng)穩(wěn)定（除非被控對(duì)象含有一個(gè)以上的積分環(huán)節(jié)）；如果采用I調(diào)節(jié)則不可能得到穩(wěn)定的系統(tǒng)。把它們各自在穩(wěn)定邊界上的振蕩頻率加以比較就可以知道，在穩(wěn)定邊界上若采用P調(diào)節(jié)則被控對(duì)象須提供180176。若采用I調(diào)節(jié)則被控對(duì)象只須提供90176。這就說(shuō)明用I調(diào)節(jié)取代P調(diào)節(jié)就會(huì)降低系統(tǒng)的振蕩頻率。因此，增大積分速度將會(huì)降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，直到最后出現(xiàn)發(fā)散的振蕩過(guò)程。但與此同時(shí)，振蕩頻率將愈來(lái)愈高，而最大動(dòng)態(tài)偏差則愈來(lái)愈小。三、比例積分調(diào)節(jié)（PI調(diào)節(jié)） PI調(diào)節(jié)就是綜合P、I兩種調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，利用P調(diào)節(jié)快速抵消干擾的影響，同時(shí)利用I調(diào)節(jié)消除余差。δ和TI是PI調(diào)節(jié)器的兩個(gè)重要參數(shù)。在施加階躍輸入的瞬間，調(diào)節(jié)器立即輸出一個(gè)幅值為的階躍，然后以固定速度變化。這樣。由此可見(jiàn)，TI可以衡量積分部分在總輸出中所占的比重：TI愈小，積分部分所占的比重愈大。為保持控制系統(tǒng)原來(lái)的衰減率，PI調(diào)節(jié)器比例帶必須適當(dāng)加大，這樣會(huì)使調(diào)節(jié)時(shí)間ts增大，最大偏差也會(huì)增大。由于被調(diào)量的變化速度（包括其大小和方向）可以反映當(dāng)時(shí)或稍前一些時(shí)間流入、流出量之間的不平衡情況，因此，如果調(diào)節(jié)器能夠根據(jù)被調(diào)量的變化速度來(lái)移動(dòng)調(diào)節(jié)閥，而不要等到被調(diào)量已經(jīng)出現(xiàn)較大偏差后才開(kāi)始動(dòng)作，那么調(diào)節(jié)的效果將會(huì)更好，等于賦予調(diào)節(jié)器以某種程度的預(yù)見(jiàn)性，這種調(diào)節(jié)動(dòng)作稱為微分調(diào)節(jié)。 五、比例積分微分調(diào)節(jié)（PID調(diào)節(jié)） PID調(diào)節(jié)器的動(dòng)作規(guī)律是()或 () 式中δ、TI和TD參數(shù)意義與PI、PD調(diào)節(jié)器相同。 本系統(tǒng)采用PID位置控制算式，其控制算式如下：uk=uk1+KP1+TTI+TDTekKP1+2TDTek1+KPTDTe(k2)=uk1+a0eka1ek1+a2e(k2)a0=KP(1+TTI+TDT)a1=KP(1+2TDT)a2=KPTDT 上述算式中，KP為比例系數(shù)，TI為積分時(shí)間，TD為微分時(shí)間，以u(píng)(k)作為計(jì)算機(jī)的當(dāng)前輸出值，以sp作為給定值，pv作為反饋值即AD設(shè)備的轉(zhuǎn)換值e(k)作為偏差。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，讓我了解了工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)的組成和一般的設(shè)計(jì)步驟。在這次設(shè)計(jì)中運(yùn)用了組態(tài)王這個(gè)組態(tài)軟件，借助這次課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)組態(tài)王有了一定的了解，而且讓我對(duì)組態(tài)的相關(guān)知識(shí)有了一定的了解。 參考文獻(xiàn) [1] ，2008年 [2] 陳夕松，：科學(xué)出版社，2005年 [3] :機(jī)械工業(yè)出版社，2000年 [4] 姜重然．工控軟件組態(tài)王簡(jiǎn)明教程[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2007. [5]謝新民,具有專家系統(tǒng)的PID自適應(yīng)調(diào)節(jié)器[J]．自動(dòng)化與儀器儀表，1992(4)47.附錄 PID腳本程序 啟動(dòng)時(shí)： \\本站點(diǎn)\Ts=20。\\本站點(diǎn)\D=\\本站點(diǎn)\Td/\\本站點(diǎn)\Ts。\\本站點(diǎn)\uk1=0。\\本站點(diǎn)\ek11=0。運(yùn)行期間：if(\\本站點(diǎn)\自動(dòng)開(kāi)關(guān)==1){ \\本站點(diǎn)\Ts=15。 \\本站點(diǎn)\D=\\本站點(diǎn)\Td/\\本站點(diǎn)\Ts。 \\本站點(diǎn)\a1=\\本站點(diǎn)\P*(1+2*\\本站點(diǎn)\D)。 \\本站點(diǎn)\ek1=\\本站點(diǎn)\sp\\本站點(diǎn)\溫度。 \\本站點(diǎn)\uk11=\\本站點(diǎn)\ukp。 \\本站點(diǎn)\ek11=\\本站點(diǎn)\ek1。 } else{\\本站點(diǎn)\uk1=\\本站點(diǎn)\ukp。}}關(guān)閉時(shí)：\\本站點(diǎn)\ukp=0。\\本站點(diǎn)\ek1=0。\\本站點(diǎn)\ek12=