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(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)中，為了實(shí)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(xiǎn)分散，以此來提高監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。<BR> <BR> <BR> <BR> 隨著計(jì)算機(jī)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(diǎn)數(shù)的應(yīng)用場合，PC機(jī)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(jìn)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(xiàn)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(shí)時(shí)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(gè)既可以運(yùn)行在Windows98/2000/NT環(huán)境，又可以運(yùn)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(shí)時(shí)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(gè)變量功能塊和一個(gè)PID功能塊搭建的一個(gè)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(gè)應(yīng)用程序中可以有很多控制策略，但只能有一個(gè)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(gè)策略外，其他3個(gè)級別分別最多可以有255個(gè)策略。<BR> <BR> <BR> 控制策略由一些基本功能塊組成，一個(gè)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(gè)集成電路塊，有若干個(gè)輸入和輸出，每一個(gè)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(shí)自動對策略進(jìn)行編譯，同時(shí)檢查語法錯(cuò)誤，編譯也可以手動進(jìn)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(gè)功能塊可以被反復(fù)調(diào)用，每次調(diào)用時(shí)被自動賦予一個(gè)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(yùn)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(yùn)算結(jié)果的變量連接。在每一個(gè)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(gè)變量功能塊。<BR> <BR> <BR> 3.2數(shù)學(xué)運(yùn)算功能塊<BR> <BR> 數(shù)學(xué)運(yùn)算功能塊可完成變量的計(jì)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(gè)數(shù)學(xué)運(yùn)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(gè)邏輯塊最多有4個(gè)輸入，并產(chǎn)生單一布爾輸出。功能塊可以要求實(shí)型輸入或布爾型輸入。實(shí)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(gè)輸入ON限定或門、3個(gè)輸入ON限定或門、3個(gè)變量一致性檢查、選擇開關(guān)、定長脈沖、最大時(shí)限脈沖、最小時(shí)限脈沖、延時(shí)、開延時(shí)、關(guān)延時(shí)、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(gè)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(gè)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(bǔ)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(jì)時(shí)器、計(jì)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(jì)器、比例器、溫壓補(bǔ)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(diǎn)、計(jì)算器、條件動作表、加權(quán)平均等近30個(gè)功能塊。<BR> <BR> <BR> 4 力控控制策略生成器的應(yīng)用實(shí)例<BR> <BR> <BR> 應(yīng)用力控控制策略生成器可實(shí)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(gè)聯(lián)鎖回路。當(dāng)測溫的4點(diǎn)溫度信號中有2點(diǎn)信號值超過其設(shè)定點(diǎn)值時(shí)，聯(lián)鎖動作關(guān)閉燃料氣控制閥。組態(tài)實(shí)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(gè)2個(gè)輸入ON限定或門、四個(gè)大于等于比較、四個(gè)輸入變量和一個(gè)輸出變量共10個(gè)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> ⑵ 常規(guī)PID回路<BR> <BR> 見圖2-1，在回路中使用了一個(gè)PID控制器、一個(gè)輸入變量和一個(gè)輸出變量共3個(gè)功能塊。<BR> <BR> <BR> ⑶ 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(gè)PID控制器、兩個(gè)通用線性化、一個(gè)輸入變量和兩個(gè)輸出變量共6個(gè)功能塊。其中，使用兩個(gè)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(gè)PID控制器、兩個(gè)輸入變量和一個(gè)輸出變量共5個(gè)功能塊。<BR> <BR> <BR> ⑸ 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(gè)PID控制器、一個(gè)比值控制器、兩個(gè)輸入變量和一個(gè)輸出變量共5個(gè)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(diǎn)。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(shí)間及減少項(xiàng)目的開發(fā)費(fèi)用。
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力控科技
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