力控監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能
力控科技
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1 前言<BR> <BR> 在基于PC機的監(jiān)控系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)控制對象的控制功能，控制策略主要由位于監(jiān)控系統(tǒng)下層的可編程序控制器（PLC）、可編程序調(diào)節(jié)器、專業(yè)控制系統(tǒng)等設(shè)備來完成。這主要是由于PLC等設(shè)備性能可靠并且可使危險分散，以此來提高監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。<BR> <BR> <BR> <BR> 隨著計算機操作系統(tǒng)穩(wěn)定性和監(jiān)控組態(tài)軟件可靠性的提高，提高監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能水平就變得越來越重要了。尤其是在少量監(jiān)控點數(shù)的應(yīng)用場合，PC機中插入或用串口連接一、兩塊I/O板卡，只要在監(jiān)控組態(tài)軟件中進行一些簡單的組態(tài)工作，就會完成用戶所需要的控制功能，而且還降低了監(jiān)控系統(tǒng)成本。<BR> <BR> <BR> <BR> 目前，在市場上銷售的監(jiān)控組態(tài)軟件之中，大多只能完成簡單的控制功能，而且是要用腳本或由用戶用高級語言來編制，使普通用戶望而卻步。<BR> <BR> <BR> <BR> 三維科技股份有限公司在解決了力控監(jiān)控組態(tài)軟件的可靠性問題之后，傾力開發(fā)了控制策略生成器，并將其集成在2.0版中奉獻給廣大用戶。用戶通過使用力控監(jiān)控組態(tài)軟件就可開發(fā)開發(fā)出低成本、高可靠性的實時監(jiān)控系統(tǒng)。<BR> <BR> <BR> 2 力控控制策略生成器簡介<BR> <BR> <BR> 力控控制策略生成器是一個既可以運行在Windows98/2000/NT環(huán)境，又可以運行于Windows CE、DOS等嵌入式環(huán)境的控制功能軟件模塊。它采用功能框圖的方式為用戶提供組態(tài)界面，具備與實時數(shù)據(jù)庫、圖形界面系統(tǒng)通訊的功能。其工作畫面如圖2-1所示。在此圖中可看到畫面的左側(cè)列出了各種功能塊，畫面的右側(cè)是由兩個變量功能塊和一個PID功能塊搭建的一個PID控制回路。<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20047911491899649.jpg" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20047911491899649.jpg" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> <BR> 在力控的控制策略生成器中，一個應(yīng)用程序中可以有很多控制策略，但只能有一個主策略。主策略首先被執(zhí)行，主策略可以調(diào)用其他策略。策略嵌套最多為4級，即0~3級，在這4級中，0級最高，3級最低。高級策略可以調(diào)用低級策略，而低級策略不可以調(diào)用高級策略。除3級最多可以有127個策略外，其他3個級別分別最多可以有255個策略。<BR> <BR> <BR> 控制策略由一些基本功能塊組成，一個功能塊代表一種操作、算法或變量。功能塊是策略的基本執(zhí)行元素，類似一個集成電路塊，有若干個輸入和輸出，每一個輸入和輸出管腳都有唯一的名稱。<BR> <BR> <BR> 力控的控制策略是在控制策略生成器中編輯生成的，在控制策略存盤時自動對策略進行編譯，同時檢查語法錯誤，編譯也可以手動進行。<BR> <BR> <BR> 控制策略之間也可以調(diào)用，如果A策略被B策略調(diào)用，則稱A是B的子策略。<BR> <BR> <BR> 一個功能塊可以被反復(fù)調(diào)用，每次調(diào)用時被自動賦予一個名字。功能塊的執(zhí)行順序和它在屏幕上的位置相關(guān)，位置靠左上方的功能塊優(yōu)先執(zhí)行，按照先左后右、先上后下的順序執(zhí)行。<BR> <BR> <BR> 3 力控控制策略生成器的基本功能塊<BR> <BR> 力控控制策略生成器的基本功能塊分為5類：變量功能塊、數(shù)學(xué)運算功能塊、程序控制功能塊、邏輯功能塊和控制算法功能塊。<BR> <BR> <BR> 3.1 變量功能塊<BR> <BR> 變量功能塊用來為其他功能塊提供初始操作數(shù)、最終運算結(jié)果的變量連接。在每一個變量功能塊的屬性框中都可以選擇變量數(shù)據(jù)源/目的名稱及其參數(shù)名稱。共有常數(shù)、輸入變量、輸出變量、系統(tǒng)變量、全局輸入變量和全局輸出變量等6個變量功能塊。<BR> <BR> <BR> 3.2數(shù)學(xué)運算功能塊<BR> <BR> 數(shù)學(xué)運算功能塊可完成變量的計算處理。共有加法、減法、乘法、除法、乘方、取余、絕對值、正弦、余弦、正切、反正弦、反余弦、反正切、自然底冪數(shù)、平方根、常用對數(shù)、自然對數(shù)和取整等18個數(shù)學(xué)運算功能塊。<BR> <BR> <BR> 3.3 邏輯功能塊<BR> <BR> 邏輯功能塊根據(jù)所選的算法執(zhí)行邏輯功能，每個邏輯塊最多有4個輸入，并產(chǎn)生單一布爾輸出。功能塊可以要求實型輸入或布爾型輸入。實型輸入可以是外部輸入、內(nèi)部輸入和邏輯模塊的輸出。共有與、或、異或、非、與非、或非、2個輸入ON限定或門、3個輸入ON限定或門、3個變量一致性檢查、選擇開關(guān)、定長脈沖、最大時限脈沖、最小時限脈沖、延時、開延時、關(guān)延時、看門狗、RS觸發(fā)器、變化檢測、帶死區(qū)的等于比較、帶死區(qū)的不等于比較、帶死區(qū)的大于比較、帶死區(qū)的大于等于比較、帶死區(qū)的小于比較、帶死區(qū)的小于等于比較、選通器等26個邏輯功能塊。<BR> <BR> <BR> 3.4 程序控制功能塊<BR> <BR> <BR> 程序控制功能塊用于不同控制策略之間的嵌套。共有跳轉(zhuǎn)、調(diào)用子策略、返回和注釋等4個功能塊。<BR> <BR> <BR> <BR> 3.5 控制算法功能塊<BR> <BR> <BR> 控制算法功能塊主要用于完成各種模擬型的控制策略。共有純滯后補償、濾波器、一階傳遞函數(shù)、模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、計時器、計數(shù)器、PID控制器、線性變換、開關(guān)控制器51、開關(guān)控制器13、三者取中、限值器、累計器、比例器、溫壓補償、高低選和平均、通用線性化、比值控制器、斜坡控制器、數(shù)字組合點、計算器、條件動作表、加權(quán)平均等近30個功能塊。<BR> <BR> <BR> 4 力控控制策略生成器的應(yīng)用實例<BR> <BR> <BR> 應(yīng)用力控控制策略生成器可實現(xiàn)較為復(fù)雜的順序、聯(lián)鎖和回路型控制策略。下面是一些力控控制策略生成器應(yīng)用的例子。<BR> <BR> <BR> ⑴ 聯(lián)鎖控制回路<BR> <BR> <BR> 在合成氨裝置中，甲烷化聯(lián)鎖是控制甲烷化爐內(nèi)燃燒溫度的一個聯(lián)鎖回路。當(dāng)測溫的4點溫度信號中有2點信號值超過其設(shè)定點值時，聯(lián)鎖動作關(guān)閉燃料氣控制閥。組態(tài)實現(xiàn)見圖4-1。<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2004791151319322.jpg" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2004791151319322.jpg" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 在回路中使用了一個2個輸入ON限定或門、四個大于等于比較、四個輸入變量和一個輸出變量共10個功能塊。其中，大于等于比較功能塊起到溫度開關(guān)的作用。<BR> <BR> <BR> <BR> �、� 常規(guī)PID回路<BR> <BR> 見圖2-1，在回路中使用了一個PID控制器、一個輸入變量和一個輸出變量共3個功能塊。<BR> <BR> <BR> �、� 分程控制回路<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20047911514860746.jpg" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20047911514860746.jpg" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 在回路中使用了一個PID控制器、兩個通用線性化、一個輸入變量和兩個輸出變量共6個功能塊。其中，使用兩個通用線性化功能塊來改變PV001和PV002的輸出特性。<BR> <BR> <BR> ⑷ 串級控制回路<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20047911531480386.jpg" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20047911531480386.jpg" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 在回路中使用了兩個PID控制器、兩個輸入變量和一個輸出變量共5個功能塊。<BR> <BR> <BR> �、� 比值控制回路<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20047911535348229.jpg" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20047911535348229.jpg" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 在回路中使用了一個PID控制器、一個比值控制器、兩個輸入變量和一個輸出變量共5個功能塊。<BR> <BR> <BR> 5 結(jié)束語<BR> <BR> 力控控制策略生成器符合IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)，同通用的程序化語言、邏輯梯形圖等相比，具有直觀、方便的優(yōu)點。應(yīng)用力控控制策略生成器，用戶可以很方便地開發(fā)出任意復(fù)雜的控制策略，可大大縮短工程的開發(fā)時間及減少項目的開發(fā)費用。
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力控科技
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張平
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