通过SCADA PLC OPC和网络体系结构基于PID的串级控制系统的实验验证.docx

通过SCADA-PLC-OP和网络体系结构基于 PID的串级控制系统的实验验证 摘要： 本文提出了一种简单的串级控制系统的体系结构， 通过许多结构来验证这个 过程，例如SCADA PLC，OPC和因特网。个别架构的性能和有效性进行评估是 根据数据速率、上升时间，峰值时间和稳定时间的基础上。在这项研究中， PID 被 Micrologix1200 PLC 上实现和的 RSView-32 SCADA系统已被用于与 RSLinx 通讯软件。在PLC-SCADA控制回路与功能，如实时数据分析，设定点的修改，自 动报表生成和集成与MS-Excel和MS-Access数据的实现。项目数据分析的增强 是通过PLC与Labview的整合有效地完成。工艺参数的远程监测和控制是使用 NET-ENI。所获得的结果证明了常规基于 SCAD控制系统可以进一步显著的增强 多用PLC以及NI-OPC服务器。 关键词： 串级控制系统，PID,监控，PLC，因特网 1、简介 最近的几十年，可编程逻辑控制器（PLC ）已被广泛接受的各种工艺行业， 是一种固态装置设计用于执行逻辑功能。PLC有几个已知的特点包括，灵活性， 可靠性，低功耗和易于扩展的。该软件抽象层改变了扩展和优化控制过程， 而不 是仅仅要求内部重新布线。甚至从长远来看SCADA代表的监督，控制和数据采集， 提供工艺参数的图形可视化表示形式。它创建控制和监视工艺参数可通过 GUI 界面的可能性。PLC可以通过信息标签SCAD系统通信。在文献中，许多报告发 现相关的PLC的成功整合和SCADA勺应用程序。在如今控制行业的发展情形下， 越来越多的精密的仪器被发明，它支持更高的数据速率。在工业生产过程自动化 提出新的并且已经强化的已通过 OPC服务器实现的功能。OP%指开放式过程控 制，它提供了开放式的连接，用于工业自动化，规范被定义为一组对象，接口和 方法，以促进互操作性。许多研究报告中发现与文学相关的网络介导自动化过程。 同样，研究人员和教育团体一直致力于远程监控，适用于课堂教学控制的实施。 所有领先的PLC厂商包括西门子，艾伦-布拉德利都已经开始为了提高生产率而 研发适应网络功能的自动化。在这项研究中，常规的级联控制工作站的性能得到 增强PLC与NI-OPC服务器接口。串级控制系统的水平（主要过程）和流量（二 级）过程的结合。该SCADAK统开发与PID控制器。控制系统的特点也在进行了 研究，并得到了参数整定。串级控制系统已通过性能指标，如高峰时间，上升时 间和稳定时间进行了分析。还有算错误值，如，积分方误差（ISE ）和积分绝对 误差（IAE ）。在PLC通过MODBUS讯实现了实验研究之前，假设被制成，显 著增强，可实现在传统系统采用 PLC和 NI-OPC服务器的假设是由所获得的结果 事后证明。 2、介绍有关级联过程控制系统 该实验是用其示于图1级联控制系统进行。串级控制过程是通过采用Modbus 通信的串行双回路PID控制器（ADAM-4022T，M/研华，德国），它们分别具 有模拟和数字输入和输出。所述控制单元是由一差压变送器，液位变送器和压力 的电流（I / P ）转换器支持。气动调节阀控制进料口和相应的流量使用罗塔计 测定。液位变送器被用作初级测量设备和流量变送器充当二次测量装置。 连同必 要的管道与潜水泵的单元被安装为桌面系统。 该操作是将液位变送器测量水箱中 的电平并将其提供给所述控制器基于所述误差值。 该控制器产生控制器输出中的 4-20毫安和相同的范围是考虑到其产生的压力相当于在 3-15磅的范围内的I / P 转换器。压力致动而打开或关闭，并最终误差值被带到零的气动控制阀。该模型 是通过USB接口连接到个人计算机。过程自动化是通过SCADA勺编程和同样是在 这两个运行时和开发的模式进行操作。一般而言，实验的运行时间模式和可视化 和修改在开发模式中进行。串级联控制互连的PLC和最终的过程变量是由在通过 互联网架构，它被示于图2的远程站可用。 2.1串级控制系统的数学表达 主控制器是美联储设定值和实际的过程变量。 根据误差值之间的差额，控制 器产生的输出反过来作为设置点的二次回路。 该比较器产生输出，是设定点和实 际二次回路的过程值之间的差额。 T(S)=(0.604158s T(S)=( 0.604 158s 1 )( _6s e 误差值是给它产生的输出会导致最终控制元件的驱动辅助控制器。 级联过程被认 为是主回路（级进程）和二次回路（流动过程）的传递函数的乘积。他传递函数 为级联控制系统是使用两个时间常数法得到的传递函数是由于在公式 （1）从实 验数据获得的。 3、SCADA-PL相关概述 本的RSView-32基于SCADA创建显示过程变量的6数字动态显示，设定点，控制