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引言

    在工業(yè)控制領(lǐng)域，如何有效的實(shí)現(xiàn)控制算法一直是人們普遍關(guān)心的問(wèn)題。目前，工控組態(tài)軟件能夠提供友好的人機(jī)交互界面，強(qiáng)大的通訊功能，但是計(jì)算能力不強(qiáng)，很難實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的控制策略[1]。Visual Basic是Microsoft公司開(kāi)發(fā)的Windows平臺(tái)的主力編程語(yǔ)言之一，它避開(kāi)了C++編程繁瑣和抽象的缺點(diǎn)，綜合運(yùn)用了BAIC語(yǔ)言和新的可視化設(shè)計(jì)工具，不僅簡(jiǎn)單易學(xué)，而且功能強(qiáng)大。同時(shí)，VB還具有事件驅(qū)動(dòng)的編程機(jī)制，在開(kāi)發(fā)時(shí)可以充分?jǐn)U充其功能，如在函數(shù)層調(diào)用功能態(tài)鏈接庫(kù)（DLL）、在控件層使用VBX、在應(yīng)用層使用shell函數(shù)調(diào)用其他應(yīng)用程序等[2]。因此，可以利用組態(tài)軟件作為系統(tǒng)主控，定時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣、動(dòng)態(tài)工藝圖顯示、數(shù)據(jù)記錄等；利用VB來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法，而二者之間的無(wú)縫連接可以通過(guò)ActiveX技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。這樣就可以充分發(fā)揮工控組態(tài)軟件和VB各自的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的控制。

1．FESTO 過(guò)程控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

    FESTO 過(guò)程控制系統(tǒng)(如圖2所示)由液位站、流量站、壓力站、溫度站和PLC站組成。其中前四站模擬工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)典型的液位、流量、壓力、溫度系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法；進(jìn)行單閉環(huán)控制。而PLC站可將各站連接起來(lái)形成多輸入多輸出的的耦合系統(tǒng)；另外設(shè)備上還留有PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線接口，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制。

    通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰私夤I(yè)過(guò)程中對(duì)液位、流量、壓力、溫度系統(tǒng)的控制方法；能掌握超聲波傳感器、流量傳感器、壓力傳感器、熱點(diǎn)阻等常用傳感器的測(cè)量原理及使用方法；能通過(guò)液位、流量、壓力、溫度各站上的Burket控制器進(jìn)行PID參數(shù)的簡(jiǎn)單整定；給出開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、前饋控制的控制效果結(jié)論。但是由于利用設(shè)備上帶有的Burket控制器對(duì)控制、給定量等各參數(shù)的設(shè)定需要較長(zhǎng)的時(shí)間，考慮到對(duì)Burket控制器的保養(yǎng)和擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)控制功能，故我們對(duì)FESTO 過(guò)程控制系統(tǒng)進(jìn)行了創(chuàng)新性試驗(yàn)，在實(shí)踐中獲得了滿意的控制效果。

2．創(chuàng)新性試驗(yàn)

    下面以液位站(圖3)為例對(duì)創(chuàng)新性試驗(yàn)進(jìn)行介紹。（其他站方法與液位站相同）

    2.1液位系統(tǒng)介紹

圖3.液位站

    液位控制系統(tǒng)是FESTO四個(gè)獨(dú)立站中的一站，包括一高一低兩個(gè)容器（通過(guò)中間連接管道上手動(dòng)閥的開(kāi)閉控制其通斷）、超聲波液傳感器、直流電機(jī)、直流電機(jī)調(diào)速器；以及四個(gè)系統(tǒng)都包含的向中間調(diào)度站PLC傳送開(kāi)關(guān)量的電容接近傳感器和PLC控制的電磁開(kāi)度閥。

    系統(tǒng)的被控變量為高容器中液體的液位，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為可調(diào)速的直流電機(jī)。根據(jù)實(shí)際測(cè)量值與預(yù)設(shè)給定值的偏差，控制器控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以使高容器中的液位達(dá)到設(shè)定值。控制器具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式。
自動(dòng)控制原理如圖4所示：

    2.2.3 監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)

    整個(gè)監(jiān)控界面如圖6所示，VB下制作控件如圖7所示，組態(tài)王中調(diào)用控件液位站監(jiān)控界面效果如圖8所示。

圖6.  FESTO 過(guò)程控制系統(tǒng)監(jiān)控界面

圖7. VB下制作的控件

圖8. 液位站監(jiān)控界面

    以組態(tài)王6.51為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，利用其豐富的圖形庫(kù)和靈活的動(dòng)畫(huà)功能，創(chuàng)建了逼真的動(dòng)態(tài)畫(huà)面來(lái)實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)的控制過(guò)程。系統(tǒng)的各參數(shù)不僅可以直觀顯示，還能夠做實(shí)時(shí)和歷史記錄，并根據(jù)需要將其打印成報(bào)表；完善的報(bào)警管理可以及時(shí)提示報(bào)警事件，并記錄報(bào)警信息，以備故障診斷時(shí)查詢。
 
3結(jié)論

    在FESTO 過(guò)程控制系統(tǒng)上多次實(shí)驗(yàn)后，這種基于工控組態(tài)軟件和ActiveX控件形式的控制系統(tǒng)，很好的滿足了試驗(yàn)的要求。上位機(jī)借助組態(tài)軟件和PCI數(shù)據(jù)采集板卡可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示和控制參數(shù)的實(shí)時(shí)修改，二者通過(guò)ActiveX控件無(wú)縫連接，交互數(shù)據(jù)，達(dá)到控制的目的。組態(tài)軟件與ActiveX控件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)控制的實(shí)驗(yàn)方案，彌補(bǔ)了組態(tài)軟件命令語(yǔ)言功能單一的缺點(diǎn), 也為在工業(yè)控制領(lǐng)域中使用組態(tài)軟件來(lái)完成復(fù)雜的控制算法開(kāi)辟了新的途徑。 

    本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：組態(tài)軟件的圖形動(dòng)畫(huà)顯示功能已經(jīng)非常成熟，但是控制能力卻相對(duì)較弱。因此，本文介紹了一種利用ActiveX特性擴(kuò)充組態(tài)軟件控制功能的新方法。利用高級(jí)語(yǔ)言將控制算法打包成控件，將輸入輸出量留作接口，組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境下調(diào)用算法控件，并設(shè)置變量與控件接口相連，就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。該方法簡(jiǎn)單實(shí)用，為組態(tài)軟件在過(guò)程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用拓展了新天地。

參考文獻(xiàn)：

[1] 余斌,陳維克.基于組態(tài)軟件RSView32與matlab的通信.微計(jì)算機(jī)信息,2005年第四期42頁(yè)

[2] 陳娟,周納.關(guān)于VB功能擴(kuò)展及應(yīng)用.湖南商學(xué)院學(xué)報(bào),2001年第一期107頁(yè)

[3] 王海瑞,鐘家玉.ActiveX技術(shù)在組態(tài)軟件中的應(yīng)用研究.計(jì)控系統(tǒng)，2002年第四期22頁(yè)