计算机控制系统中的应用程序设计.ppt

第六章 计算机控制系统中的应用程序设计 计算机控制系统的组成：硬件部分和软件部分。 软件部分包括系统软件和应用软件。 系统软件包括监控管理程序、实时操作系统、语言翻译程序（汇编程序、编译程序）。 应用程序：过程监视程序、数据处理程序、控制程序、故障诊断程序等。应用程序通用性差，需根据控制对象编写。 监控组态软件：结构化的应用程序，根据提示的菜单进行填写即可生成用户程序。 6.1 测量数据预处理 6.1.1.1 数字调零 6.1.1.2 自动校准 (1) 全自动校准 (2) 人工自动核准 6.1.2 线性化处理程序设计 计算法 查表法 折线法 6.1.2.1 计算法 6.1.2.2 查表法 顺序查表法：用于无序表的查找。从表格的起始地址开始寻找，逐次比较，直到找到要找的数据为止。 计算查表法：要求表格有序且为线性，即要求各数据元素在表格中的排列方法和占用的存贮单元数均为一样的。查表时通过一定的计算方法，求出该数据元素所对应的地址，从相应的存贮单元中取出所需要的数据。 对分查表法：用于有序表的查找。对一个字节长度为N的有序表（从小到大排列），先取N/2处的值与待找的数据X比较，若X大于N/2处的值，下一次取N/2至N的中间值即3N/4处的值进行比较；反之下一次取0至N/2的中间值即N/4处的值进行比较。如此不断对分查找，直到找到所需要的数据X。 6.1.2.3 折线法(局部线性化方法) 6.1.3 标度变换程序设计 6.1.3.2 非线性参数的标度变换 6.1.4 越限报警程序设计 转换以后的数字量是否在正常范围内？ 上限报警 下限报警 上下限报警 6.2 数字滤波（软件滤波） 6.2.1 平均值滤波 6.2.2 中值滤波 6.2.3 限幅滤波 6.2.4 惯性滤波 6.2.5 复合滤波 6.2.6开关量的软件抗干扰技术 6.2.7 指令冗余技术 6.2.8 软件陷阱技术 6.3 监控组态软件 计算机监控系统CSCS(Computer Supervisory Control System)是生产过程和管理自动化最为有效的讨算机软硬件系统之— 。 CSCS可分成两大部分：一是现场分布式的数据I/O系统，即下位机；另一是数据处理及显示、管理系统，即上位机 ——人机界面系统HMI(Human Machine Interface)。 下位机与生产过程和管理的设备或仪表相结合，感知设备各种状态参数，并将这些状态信号转换成数字信号、通过特定数字通信网络传递到上位机HMI系统中。必要的时候，下位机也可以向设备发送控制信号。 上位机HMI系统在接受这些信息后，以适当的形式如文字、声音、图形、图像等方式显示给用户，以达到监视监测的目的，同时数据经过处理后，告知用户设备各种状态参数(报警、正常或报警恢复等)。 处理后的数据可能会保存到数据库中，也可能通过网络系统传输到不同的监控平台上，还可能与别的系统结合形成功能更加强大的系统；HMI还可以接受操作人员的指示，将控制信号发送到下位机中，以达到控制的目的。 上位机HMI系统的功能主要靠上位机程序来完成。 上位机HMI系统的功能主要靠上位机程序来完成。现在编制上位机程序可采用以下两种方法：一是采用Visual Basic、Visual C等基于windows平台的开发程序来编制；二是采用监控组态软件来编制。 基于VB、VC的程序设计灵活，可以设计出风格各异的HMI系统，但设计工作量大，开发调试周期长，软件通用性较差，对于每个不同的应用对象都要重新设计或修改程序，软件功能可靠性也较低，对程序设计员要求也高。 监控组态软件是标准化、规模化、商品化的通用开发软件，只需进行标准功能模块的软件组态和简单的编程，就可设计出标准化、专业化、通用性强、可靠性高的上位机监控程序(HMI系统)，且工作量较小，开发调试周期较短，对程序设计员要求也低一些。 6.3.2 组态软件的功能简介 控制系统的软件组态是生成整个系统的重要技术，对每一个控制回路分别依照其控制回路图进行。 组态工作是在组态软件支持下进行的，组态软件主要包括：控制组态、图形生成系统、显示组态、硬件配置组态（I/O通道登记）、数据库组态、趋势曲线登记、报警系统登记、报表生成系统共8个方面的内容。 程序员在组态软件提供的开发环境下，以人机会话方式完成组态操作，系统组态结果存人磁盘存储器中，以备运行时使用。 6.4 数字控制器的工程实现 下面以数字PID控制器为例讨论数字控制器的工程实现问题 6.5 系统的有限字长数值问题 6.5.1 量化误差来源 6.5.2 A/D、D/A及运算字长的选择 6 报警系统登记 报警显示画面分成三级，即报警概况画面、报警信息