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