基于组态王的过程控制仿真系统设计.pdf

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基于组态王的过程控制仿真系统设计.pdf

计算机光盘软件与应用 2012 年第16 期 Computer CD Software and Applications 软件设计开发 基于组态王的过程控制仿真系统设 康珏,伍林 广东石油化工学院自动化系,广东茂名 525000) 摘要:利用组态王可视化界面功能与MATLAB 计算能力强大的特点,结合DDE 技术,开发了集课程的理论 实验 教学为一体的过程控制仿真系统;该系统以真实的实验对象为原型,具有良好的开放性,易于扩展,界面简洁,功能全 面的特点,可用于实验教学和理论课进行过程控制系统分析。 关键词:仿真实验;组态王;MATALB ;动态数据交换;过程控制系统 中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 16-0189-02 《过程控制工程》、《自动控制原理》等课程都涉及到 过程控制方面的知识,都是自动化专业的应用性和实践性 很强的专业必修课,许 重要的概念和方法只有通过实验 才能更好地理解和掌握,实验就是这些课程的一个必不可 少的重要环节。但是目前由于各种自动化仪表和过程控制 系统实验装置价格昂贵,学校不可能购置大量先进的设备 图1 仿真 统构成图 来满足实验教学的要求。开发仿真教学软件不仅能弥补实 显示模块:主要是基于组态软件的图形设计,使系统 验设备数量和质量上的不足,还可以节约大量资金,节省 的操作较为人性化,便于对系统的监控,主要以流量、压 宝贵的实验时间且危险性小。本文利用组态王良好的界面 力、物位,温度四大工业参数的化工厂生产装置为控制对 系统和MATLAB 的强大数据运算能力进行设计,以真实的 象。 被控对象为原型,用逼真的画面再现被控对象,展现整个 数据处理模块:以MATLAB 为后台的数据处理,依赖 控制过程,给学生提供一个 角度、 层次观察仿真过程 于MATLAB 的强大数据处理能力,来实现控制对象,控制 的可视化人机交互环境,学生可以直接在组态王界面上选 器的仿真,再能过DDE 通信把结果数据输送到组态王界面 择需要的控制策略并修改各个仿真参数,系统可以形象地 显示。 显示出仿真控制结果。开发软件采用组态王和MATLAB , 输入输出模块:主要是能过显示界面来操作,系统的 开发出的仿真系统可用于上述课程的实验教学和课堂演 主页面提供仿真的一些控制系统的选择和参数的设定,这 示,也可作为研究各种控制系统和复杂控制算法的实验平 些数据输入会存放到组态软件的数据库里,等待系统调用, [1] 台 。 使用起来方便直观。 1 仿真系统设计思想 2 仿真系统设计 组态王是一套基于Microdoft 的各种32 位Windows 平 2.1 仿真系统内容 台的全中文组态软件。借助于它的强大界面功能,可生成 设计以PCT 系列过程控制工程实验装置为原型,仿真 画面丰富而生动的 媒体画面,利用其可视化的画面制作 的基本内容包括:(1)控制器仿真:P 控制器、PI 控制器、 技术,可实现各种满足要求的仿真界面。但组态软件在复 PID 控制器;(2 )被控对象:带延迟环节、非线性环节、 杂的数值计算和分析方面显得力不从心,难以实现复杂的 离散线性;(3 )控制算法:单回路控制、串级控制

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