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基于FF現場總線的PID控制應用實現(2)

2011年02月11日 11:58 自動化在線 作者:譯名 用戶評論(

  (3) 自動化對象模型

  OPC客戶程序的開發關鍵在于搞清該動態鏈接庫的封裝結構,也即自動化接口標準。該標準可以用圖6所示的自動化對象模型表示。它主要由六類對象組成:

  OPCServer:OPC服務器的一個實例。只有創建了OPCServer對象以后才能獲得OPC服務器的信息,它包括OPCGroups的搜索以及OPCBrowser對象的創建;

  OPCGroups:能夠自動搜集到OPCServer范圍內客戶端創建的所有的OPCGroup對象;

  OPCGroup:OPCGroup對象的一個實例。它包含所有的狀態信息,并且為OPCGroup中所涉及的OPC- Items提供必要的服務;

  OPCItems:能夠自動搜集到OPCServer范圍內客戶端創建的對應相應的OPCGroup中的所有的OPCItem對象;

  OPCItem:一個自動化對象,它包含“位號”的定義,當前值,狀態信息,最后更新時間;

  OPCBrowser:瀏覽服務器中所有“位號”名稱的對象。對于每個OPCServer只能創建一個OPCBrowser對象。

  

自動化對象模型

 

  圖6 自動化對象模型

  3.3 實現PID控制的OPC客戶程序

  (1) 使用VB開發OPC應用程序

  利用VB開發OPC應用程序時,實現OPC自動化接口的OPC包裝DLL是必須的,這個OPC包裝DLL一般應該是由OPC服務器的供應商提供的,為OPC客戶程序的軟件開發提供了具有良好接口的工具。本文使用為OPC基金會的OPC包裝DLL進行說明。

  因為在新建的VB工程里OPC包裝DLL還沒有注冊,必須先用下述方法對OPC包裝DLL進行注冊:

  從VB菜單里選擇[工程(P)]-[引用(N)];

  在[可用的引用(A)]的一覽表示中,選擇對應的OPC包裝DLL的文件名,這里選擇[OPC Automation 2.0];

  (2) 實現步驟

  用VB編寫OPC客戶端程序包含以下步驟:

  添加服務器的引用,創建OPC服務器對象,并將客戶程序與服務器相連;

  創建組集合并添加組對象;

  添加OPC項,利用OPCBrowse方法瀏覽整個服務器中所有的項,選擇需要的項,將其添加到規定的組中,并顯示其值和狀態;

  在主畫面中顯示添加的組和項。

  (3) 程序設計

  圖7是以VB實現的具有PID功能的OPC同步客戶程序。

  

實現PID控制的OPC客戶程序

 

  圖7 實現PID控制的OPC客戶程序

  該單回路控制過程為自衡非振蕩,具有相互影響的雙容過程。其數學模型可用如下傳遞函數描述:

  G(s)=

  

公式

 

  式中, Kp, Tp,τ為過程的增益、時間常數和時滯。式中的各參數可根據階躍響應曲線用圖解法求得。

  下面給出確定傳遞函數的參數的方法:設圖7中的控制量為q,測量值為y(∞),新的穩態值為設定值,增益K可由輸入輸出的穩態值直接算出

  

公式

 

  ,而Tp,τ則可以用作圖法確定。為了能夠隨時調用在OPC服務器上采集的測量值y并繪制出相應的階躍響應曲線,這里把選擇的數據存放在指定的數據庫中(采用SQL2000數據庫)。同時也是為了在進行算法的仿真的時候,既可以從歷史數據庫中取數據,也可隨著數據的采集,可以不斷刷新數據,進行算法的優化,如圖8所示。

  

SQL server數據庫中存取OPC服務器數據

 

  圖8 SQL server數據庫中存取OPC服務器數據

  4、結束語

  通過FF現場總線的過程控制實驗系統的設計過程,論述OPC技術,目的是希望通過VB去開發OPC自動化接口的客戶應用程序,實現PID控制算法到OPC 客戶應用程序的應用編程,方便用戶的使用和系統的維護和升級,同時研究SQL Server 2000的數據庫系統,用于歷史數據的存取以及算法的仿真。如何實現更加復雜的先進控制算法,可以使用OLE自動化技術來實現VB與Matlab混合編程,即用VB編寫OPC客戶端程序來實現數據通信,而利用Matlab進行先進控制算法的編寫,從而對現場數據進行分析,是下一步研究的重點。

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