2004屆畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、第1章 系統(tǒng)的初步認(rèn)識(shí)1.1系統(tǒng)分析基于A/D、D/A板卡的物料（兩種物料）均勻配比系統(tǒng)是一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)在工業(yè)控制中的不斷的運(yùn)用，計(jì)算機(jī)工業(yè)控制表現(xiàn)出來(lái)了一系列優(yōu)點(diǎn)，所以將來(lái)計(jì)算機(jī)控制在工業(yè)控制中起到越來(lái)越重要的作用。要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，外部的設(shè)備（檢測(cè)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)）都是模擬量信號(hào)（連續(xù)信號(hào)），但是計(jì)算機(jī)不能識(shí)別模擬量信號(hào)，只能識(shí)別是數(shù)字量信號(hào)（離散信號(hào)），所以要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制必須實(shí)現(xiàn)模擬量信號(hào)到數(shù)字量轉(zhuǎn)變、數(shù)字信號(hào)到模擬量信號(hào)的轉(zhuǎn)變。基于這樣，板卡就是這個(gè)一個(gè)轉(zhuǎn)換的工具，也就是A/D、D/A轉(zhuǎn)換。其中PCL-818L為實(shí)現(xiàn)模擬量到數(shù)字量（A/D）轉(zhuǎn)換，PCL-726為實(shí)

2、現(xiàn)數(shù)字量到模擬量（D/A）轉(zhuǎn)換。安川變頻用外部模擬量輸入來(lái)控制。變頻器輸出控制異步電機(jī)的運(yùn)行的速度。計(jì)算機(jī)以WIN2000操作系統(tǒng)作用開(kāi)發(fā)平臺(tái)，在計(jì)算機(jī)上安裝組態(tài)軟件-組態(tài)王、Matlab、AutoCAD等自動(dòng)化設(shè)計(jì)有關(guān)的軟件。用組態(tài)王組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)監(jiān)控界面，來(lái)對(duì)整個(gè)混料系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制和實(shí)時(shí)的監(jiān)控、歷史監(jiān)控、系統(tǒng)報(bào)表功能，對(duì)測(cè)量變送裝置檢測(cè)的被控變量參數(shù)的瞬時(shí)值進(jìn)行巡回采集、分析處理、性能計(jì)算及顯示、記錄、制表等；對(duì)系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行越限報(bào)警、事故預(yù)報(bào)與處理，根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)備自動(dòng)啟停，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行診斷與管理等；根據(jù)被控生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)和控制要求，選擇合適的控制規(guī)律，包括復(fù)雜的控制策略

3、，然后按照給定的控制策略和實(shí)時(shí)的生產(chǎn)情況，實(shí)現(xiàn)在線、實(shí)時(shí)控制。具體：通過(guò)研華的PCL-818L板卡的A/D轉(zhuǎn)換采集外部壓力傳感器電壓信號(hào)，進(jìn)入計(jì)算機(jī)，用組態(tài)王來(lái)讀取這個(gè)數(shù)字量信號(hào)。通過(guò)實(shí)際的工程測(cè)試和數(shù)據(jù)處理，用MATLATB軟件找出一個(gè)控制算法。在編寫(xiě)一個(gè)數(shù)字PID程序，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行PID參數(shù)的調(diào)節(jié)，尋找最好的適合系統(tǒng)的最佳的PID參數(shù)的值。把用MATLABL軟件找出的控制算法和數(shù)字PID程序編寫(xiě)組態(tài)王軟件中去實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行分析處理，然后組態(tài)王控制算法輸出一個(gè)控制信號(hào)，經(jīng)研華PCL-726板卡的D/A轉(zhuǎn)換，將數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬量的電壓信號(hào)輸出控制變頻器。變頻器為外部模擬量給定控制，外部

4、執(zhí)行機(jī)構(gòu)變頻器輸出控制異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使混料機(jī)按照設(shè)定的值和比值下料。在組態(tài)王軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)操作系統(tǒng)的控制，包括系統(tǒng)的硬件和軟件的啟動(dòng)和停止，設(shè)定一個(gè)主控對(duì)象的單位時(shí)間下值，設(shè)定一個(gè)混料的比例，從而控制混料機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)按比值下料。便副對(duì)象隨著主設(shè)定的值和下料的比值來(lái)改變。1.2設(shè)備選型硬件：系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，通信必須A/D、D/A轉(zhuǎn)換的設(shè)備。此設(shè)備選用板卡，選擇研華公司的板卡。外部有二路模擬量輸入，計(jì)算機(jī)輸入兩路模擬量控制。A/D板卡必須具有二路模擬量輸入以上的功能。選擇研華PCL-818L，PCL-818L有16路40KHz多功能DAS卡、16路單端或8路差分模擬量輸入 、40KHz12位A/D

5、轉(zhuǎn)換器 、每個(gè)輸入通道的增益可編程（高達(dá)8） 、帶DMA的自動(dòng)通道/增益掃描 、16路數(shù)字量輸入及16路數(shù)字量輸出、PCL-818L是PCL-818系列中的入門(mén)級(jí)板卡.該板卡可以供要求低價(jià)位的用戶(hù)使用.除了采樣速率為40KHz,以及只能接受雙極性輸入外,其他功能PCL-818HD和PCL-818HG完全相同.這樣您就無(wú)需更改硬件或軟件,就可以將應(yīng)用升級(jí)到高性能的數(shù)據(jù)采集卡這是一款比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用型的板卡。D/A輸出板卡要二路的模擬量輸出以上的板卡，選擇研華PCL-726，PCL-726 是一款具有6路12位模擬量輸出通道的全長(zhǎng)卡，您可以將每個(gè)通道的輸出范圍配置為以下值：0到+5V、0到+10V、+

6、/-5V、+/-10V和4到20mA電流環(huán)。PCL-726是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的，對(duì)需要輸出多路模擬量或電流環(huán)的應(yīng)用是一項(xiàng)理想，經(jīng)濟(jì)的解決方案。除了模擬量輸出以外，PCL-726還提供了16位數(shù)字量輸出和16位數(shù)字量輸入。TTL兼容的D/I和D/O端口可以很容易得與我們?cè)诠I(yè)開(kāi)/關(guān)控制及監(jiān)測(cè)應(yīng)用中使用的端子連接。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)以研華的IPC-610為控制計(jì)算機(jī)。研華公司世界三大工控機(jī)廠商之一，在中國(guó)大陸及臺(tái)灣市場(chǎng)均有較高的市場(chǎng)占有率，同時(shí)也是PC-based控制器的全球領(lǐng)袖廠商，產(chǎn)品品種廣泛，市場(chǎng)定價(jià)適合中國(guó)國(guó)情。主要配置：研華PCA-6179V主板CPU卡、CPU：Intel PIII系列、

7、硬盤(pán)：常用ST20G(7200R)、內(nèi)存：常用128M SDRAM、顯卡：常配PCI-4M。變頻器以安川VS-616G5變頻器，變頻器用外部模擬量控制?；炝蠙C(jī)為學(xué)校自行設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單的混料機(jī)。軟件 當(dāng)前比較常用的組態(tài)軟件組態(tài)王6.5作為開(kāi)發(fā)監(jiān)控和控制界面。組態(tài)王是北京亞控科技有限公司開(kāi)發(fā)的自動(dòng)軟件，以其操作簡(jiǎn)單、實(shí)用是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)控制常用的組態(tài)軟件。用Mathworks公司開(kāi)發(fā)的MATLAB6.1來(lái)對(duì)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理.AutoCAD2002來(lái)繪制系統(tǒng)的原理圖和電氣原理接線圖。1.3 系統(tǒng)控制原理計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)原理圖： 這里的輸入設(shè)定值r(n)和PID調(diào)節(jié)器可以看作計(jì)算機(jī)。D/A、A/D是計(jì)算機(jī)

8、與外部設(shè)備通信的工具，實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。執(zhí)行機(jī)構(gòu)為變頻器，被控對(duì)象是混料機(jī)，測(cè)量元件為混料機(jī)上面自帶的壓力傳感器，檢測(cè)混料機(jī)上的混料的重量，將這個(gè)信號(hào)送給A/D板卡作模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)，將轉(zhuǎn)換的值和計(jì)算機(jī)設(shè)定值進(jìn)行比較作差，作為PID調(diào)節(jié)器的輸入，PID輸出為p(n)，p(n)為數(shù)字量信號(hào)經(jīng)D/A板卡轉(zhuǎn)換為連續(xù)的信號(hào)外部模擬量輸入控制變頻器，變頻器輸出控制混料機(jī)電機(jī)，使皮帶下料，又經(jīng)傳感器檢測(cè)信號(hào)送給計(jì)算機(jī)。從而計(jì)算機(jī)這樣按一定的周期作循環(huán)運(yùn)行。計(jì)算機(jī)控制混料系統(tǒng)框圖：以上圖更加詳細(xì)的說(shuō)明了，計(jì)算機(jī)控制物料（兩種物料）的均勻配比系統(tǒng)的框架和原理圖。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)原理圖：

9、以上是雙閉環(huán)計(jì)算機(jī)控制比值系統(tǒng)，系統(tǒng)中主動(dòng)量Q1（S）和從動(dòng)量Q2（S）都進(jìn)行了控制，使得負(fù)荷比較穩(wěn)定。從圖可以看到主動(dòng)量控制回路是定值控制，從動(dòng)量回路是隨動(dòng)控制。比值器的調(diào)節(jié)規(guī)律是：Q2（S）=K*Q1（S），主調(diào)節(jié)和從調(diào)節(jié)規(guī)律為比例積分規(guī)律。在通常情況下，兩個(gè)獨(dú)立的恒值系統(tǒng)，分別克服各自回路的擾動(dòng)，兩樣可以保持以主動(dòng)量與從動(dòng)量的比值關(guān)系。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 第2章：系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)介及初始化21 研華工業(yè)計(jì)算機(jī)-IPC-610工控機(jī)灣研華的IPC-610系列機(jī)型：世界三大工控機(jī)廠商之一，在中國(guó)大陸及臺(tái)灣市場(chǎng)均有較高的市場(chǎng)占有率，同時(shí)也是PC-based控制器的全球領(lǐng)袖廠商，產(chǎn)品品種廣泛，市場(chǎng)定價(jià)適

10、合中國(guó)國(guó)情。其他臺(tái)灣工控機(jī)廠商：主要有威達(dá)、艾訊、磐儀、大眾、博文等，產(chǎn)品富有特色，市場(chǎng)定位也較研華低。國(guó)內(nèi)老牌工控機(jī)廠商：主要有康拓、華控、同維、華遠(yuǎn)等，機(jī)型及性能略顯落后，市場(chǎng)定位低。國(guó)內(nèi)新興工控廠商：主要有深圳研祥、艾雷斯、北京華北等，是主流機(jī)型的市場(chǎng)追隨廠商，發(fā)展較迅速，產(chǎn)品市場(chǎng)定位低。其他國(guó)外品牌：主要有美國(guó)ICS、德國(guó)西門(mén)子、日本康泰克等、產(chǎn)品可靠性好、市場(chǎng)定位高。研華IPC-610特點(diǎn)：（一）、IPC的技術(shù)特點(diǎn)：1、采用符合“EIA”標(biāo)準(zhǔn)的全鋼化工業(yè)機(jī)箱，增強(qiáng)了抗電磁干擾能力。2、 采用總線結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)。CPU及各功能模塊皆使用插板式結(jié)構(gòu)，并帶有壓桿軟鎖定，提高了抗沖擊、

11、抗振動(dòng)能力。3、 機(jī)箱內(nèi)裝有雙風(fēng)扇，正壓對(duì)流排風(fēng)，并裝有濾塵網(wǎng)用以防塵。4、 配有高度可靠的工業(yè)電源，并有過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)。5、 電源及鍵盤(pán)均帶有電子鎖開(kāi)關(guān)，可防止非法開(kāi)、關(guān)和非法鍵盤(pán)輸入。6、 具有自診斷功能。7、 可視需要選配I/O模板。8、 設(shè)有“看門(mén)狗”定時(shí)器，在因故障死機(jī)時(shí)，無(wú)需人的干預(yù)而自動(dòng)復(fù)位。9、 開(kāi)放性好，兼容性好，吸收了PC機(jī)的全部功能，可直接運(yùn)行PC機(jī)的各種應(yīng)用軟件。可配置實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，便于多任務(wù)的調(diào)度和運(yùn)行可采用無(wú)源母板（底板），方便系統(tǒng)升級(jí)。（二）、IPC的主要結(jié)構(gòu)： 全鋼機(jī)箱：IPC的全鋼機(jī)箱是按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，抗沖擊、抗振動(dòng)、抗電磁干擾，內(nèi)部可安裝同PC-bus兼容的無(wú)

12、源底板。無(wú)源底板：無(wú)源底板的插槽由ISA和PCI總線的多個(gè)插槽組成，ISA或PCI插槽的數(shù)量和位置根據(jù)需要有一定選擇，該板為四層結(jié)構(gòu)，中間兩層分別為地層和電源層，這種結(jié)構(gòu)方式可以減弱板上邏輯信號(hào)的相互干擾和降低電源阻抗。底板可插接各種板卡，包括CPU卡、顯示卡、控制卡、I/O卡等。工業(yè)電源：為AT開(kāi)關(guān)電源，平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間達(dá)到250，000小時(shí)。CPU卡：IPC的CPU卡有多種，根據(jù)尺寸可分為長(zhǎng)卡和半長(zhǎng)卡，根據(jù)處理器可分為386、486、586、PII、PIII主板，用戶(hù)可視自己的需要任意選配。其主要特點(diǎn)是：工作溫度0-600C；裝有“看門(mén)狗”計(jì)時(shí)器；低功耗，最大時(shí)為5V/2.5A。其他配件

13、：IPC的其他配件基本上都與PC機(jī)兼容，主要有CPU、內(nèi)存、顯卡、硬盤(pán)、軟驅(qū)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、光驅(qū)、顯示器等。三、根據(jù)一般用戶(hù)需求，特殊需要情況下，IPC-610工控機(jī)可支持如下選配：1、不裝光驅(qū)情況下，最多可安裝4個(gè)硬盤(pán)1個(gè)軟驅(qū)。2、Windows98操作系統(tǒng)下支持雙顯卡同時(shí)顯示不同內(nèi)容；使用切換器情況下，可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)主機(jī)控制多臺(tái)顯示器顯示或一套顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)同時(shí)操控多臺(tái)主機(jī)。3、Com2可跳線設(shè)置為RS-232/422/485模式。串口通訊情況下，不考慮中斷復(fù)用，使用市場(chǎng)上常見(jiàn)的多串口卡如moxa卡，理論上還可擴(kuò)展出32個(gè)串口（4塊卡（4個(gè)空閑中斷） x 8個(gè)串口/每塊卡）4、常規(guī)底板為PC

14、A-6114P4(8ISA/4PCI/2PICMG)，特殊情況下，可選擇底板PCA-6114（14ISA）,PCA-6114P4R(4PCI位于機(jī)箱風(fēng)扇同側(cè))或更多PCI槽數(shù)的底板如6114P7(5ISA/7PCI/2PICMG),PCA6114P10(2ISA/10PCI/2PICMG)等。四、一般用戶(hù)對(duì)工控機(jī)的選配：1、機(jī)箱：研華IPC-610P機(jī)箱或同等（研發(fā)ACS-2410或研祥IPC-810等），AT-250W電源，常配PCA-6114 P4底板，也可配PCA-6114P4R底板（研發(fā)ACA-1014P4R或研祥IPC-6114P4R）,4個(gè)PCI槽位于機(jī)箱風(fēng)扇同側(cè)，利于插接PCI接

15、口的Moxa卡和網(wǎng)卡、顯卡、modem卡等2、CPU卡（主板）：研華PCA-6179V(集成8M顯存,Socket370 PIII全長(zhǎng)卡，最高支持PIII-1GMhz)主板或同類(lèi)廠商同規(guī)格主板。3、CPU：Intel PIII系列，要求CPU外頻為133Mhz,可以是PIII-733,800,866,933,1G等。4、內(nèi)存：常用128M SDRAM,可選用常規(guī)HY-128M SDRAM(PC-100)或高檔Kingmax-128M SDRAM(PC-133)。5、硬盤(pán)：常用ST20G(7200R)，也可根據(jù)需要選擇。6、顯卡：常配PCI-4M , 若顯示要求高時(shí)也可選配PCI-8M,16M顯

16、卡。7、軟驅(qū)、光驅(qū)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、顯示器可任選。2.2 研華PCL-818L A/D板卡研華PCL-818L簡(jiǎn)介：16路40KHz多功能DAS卡 16路單端或8路差分模擬量輸入 40KHz12位A/D轉(zhuǎn)換器 每個(gè)輸入通道的增益可編程（高達(dá)8） 帶DMA的自動(dòng)通道/增益掃描 16路數(shù)字量輸入及16路數(shù)字量輸出PCL-818L是PCL-818系列中的入門(mén)級(jí)板卡.該板卡可以供要求低價(jià)位的用戶(hù)使用.除了采樣速率為40KHz,以及只能接受雙極性輸入外,其他功能PCL-818HD和PCL-818HG完全相同.這樣您就無(wú)需更改硬件或軟件,就可以將應(yīng)用升級(jí)到高性能的數(shù)據(jù)采集卡.板卡詳細(xì)資料：模擬輸入 （A/D

17、轉(zhuǎn)換）通道：16個(gè)單端輸入或者8個(gè)微分量輸入，開(kāi)關(guān)選擇分辨率：12位輸入范圍（雙極性，VDC）：0.625, 1.25, 2.5,5,or 1.25, 2.5, 5, 10所有的輸入范圍都是軟件編程精確度：讀取值的0.01%,1位線性：1位觸發(fā)器的類(lèi)型：軟件觸發(fā)器，電路板編程觸發(fā)器，外部觸發(fā)器外部觸發(fā)器：TTL 兼容負(fù)載是0.5V時(shí)最大0.4毫安。在2.7V時(shí)最大是-0.05毫安數(shù)據(jù)傳送：編程，中斷或DMA2.1.1 模擬輸出（D/A轉(zhuǎn)換）通道：1 通道分辨率：12位輸出范圍：0到+5（+10）V與電路板上的-5（-10）V相參考+10V-10V的最大值與外部直流或交流相參考輸出的驅(qū)動(dòng)器：+/

18、-5V 的最大值2.1.2 數(shù)字輸入通道：16位能級(jí)：TTL可兼容的輸入電壓：低：最大0.8V 高：最小2.0V輸入負(fù)載：低：0.5V時(shí)最大0.4mA 高：2.7V時(shí)最大0.05V2.1.3 數(shù)字輸出通道：16位 能級(jí)：TTL兼容 輸出電壓范圍：低：最大0.5V時(shí)接收的是8mA 高：最小2.4V時(shí)信號(hào)源為-0.4mA2.1.4開(kāi)關(guān)和跳線板卡初始化：初始值的選擇（SW1）你可以控制PCL-818L的操作通過(guò)在主機(jī)上的輸入輸出端口地址來(lái)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。PLC-818L需要16個(gè)連續(xù)單元地址。SW1開(kāi)關(guān)設(shè)置板卡開(kāi)始地址。有效有基礎(chǔ)地址范圍從Hex 000到 Hex 3F0。在你的系統(tǒng)中別的設(shè)備可以使用這些

19、地址.我們?cè)诠S時(shí)把Hex 300設(shè)置成PCL-818L的初始地址.如果你需要去把它調(diào)整成別的地址范圍,把SW1開(kāi)關(guān)設(shè)置如下:注意:1-6開(kāi)關(guān)控制地址總線如下:Switch 1 2 3 4 5 6Line A9 A8 A7 A6 A5 A4附錄C提供的主機(jī)I/O端口地址可以幫助你為標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)避開(kāi)I/O地址 DMA通道的選擇 （JP1）PCL-818L支持DMA數(shù)據(jù)傳送。跳線JP1選擇DMA通道的1或3。如圖 計(jì)數(shù)器時(shí)鐘脈沖的選擇（JP2）JP2為8254可編程計(jì)數(shù)器控制時(shí)鐘脈沖頻率輸入。你有兩個(gè)選擇：10MHz和1MHz，這讓你產(chǎn)生協(xié)調(diào)輸出頻率從2.5MHz到0.0

20、0023Hz(71分/脈沖) TRIG0 和GATE0的選擇（JP3）JP3有兩個(gè)跳線。上面的跳線是當(dāng)你使用外部觸發(fā)時(shí)選擇板卡A/D觸發(fā)電源。下面的跳線是計(jì)數(shù)器0的8254板卡計(jì)數(shù)器選擇門(mén)控制。上面的外部觸發(fā)器的跳線源你有兩個(gè)選擇：CN2上的DI0（引腳1）或者CN3上的TRIG0（引腳35）。下面的是跳線計(jì)數(shù)器0的門(mén)控制你有兩個(gè)選擇：連接器CN2上的DI2（引腳3）或CN3上的GATE0（引腳步36）我們建議你把JP3設(shè)置成初始的DI0和DI2（所有的跳線都在左手的位置），這是因?yàn)檫@樣的設(shè)置需要軟件的驅(qū)動(dòng)。這種設(shè)置有兩個(gè)一樣的效果與PCL-718板卡上的開(kāi)關(guān)SW6的7，8完成的

21、功能一樣。 D/A內(nèi)部/外部電壓參數(shù)（JP4）跳線JP4為PCL-818L的D/A轉(zhuǎn)換選擇參數(shù)電壓源。你可以使用板卡的內(nèi)部參數(shù)或提供一個(gè)外部參數(shù)。設(shè)置JP4如下： 內(nèi)部電壓參數(shù)，-10V或-5V(JP5)如果你使用一個(gè)內(nèi)部參數(shù)電壓(通過(guò)JP4設(shè)置),PCL-818L提供一個(gè)內(nèi)部DC電壓源參數(shù):-5V 和10V的選擇JP5選擇的信號(hào)源如下: 通道的構(gòu)造,S.E.或diff.(JP6)PCL-818L提供了16個(gè)單端或8個(gè)微分的模擬輸入通道.跳線JP6是單端輸入和微分輸入之間通道轉(zhuǎn)換.如下 輸入電壓范圍, 5V 或10V(JP7)跳線JP7為

22、A/D轉(zhuǎn)換選擇輸入電壓.當(dāng)把JP7設(shè)置成5V,最大輸入電壓范圍是5V以及可編程輸入范圍是5V,2.5V,1.25V和0.625V.當(dāng)你設(shè)置成10V時(shí),最大輸入電壓范圍是10V以及可編程的輸入范圍是10V, 5V, 2.5V, 和 1.25V.JP7設(shè)置如下: 數(shù)字輸出,20引腳或37引腳連接器(JP8-JP11)跳線JP8-JP11在板卡上選擇20引腳連接器或37引腳連接器的轉(zhuǎn)換數(shù)字輸出通道在0到33.3 板卡連接器，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和SW1和電位器的位置板卡硬件跳線配置好以后，將計(jì)算機(jī)斷電后，把PLC-818L板卡安裝在研華工控機(jī)的擴(kuò)展槽里。然后啟動(dòng)計(jì)算機(jī)在計(jì)算機(jī)上安裝研華PLC-81

23、8L板卡的驅(qū)動(dòng)程序和安裝研華板卡的檢測(cè)程序。然后設(shè)置板卡的檢測(cè)程序，使設(shè)置和硬件設(shè)置一致，板卡的檢測(cè)程序來(lái)檢測(cè)板卡外部采集的模擬量信號(hào)?？窗蹇ㄊ欠褚呀?jīng)成功的安裝上。2.3 研華PCL-726 D/A板卡6路D/A輸出卡 12位分辨率雙緩沖D/A轉(zhuǎn)換器 16路數(shù)字量輸入及16路數(shù)字量輸出 多種電壓范圍：+/-10V，+/-5V，0+5V，0+10V和420mA電流環(huán)PCL-726是一款具有6路12位模擬量輸出通道的全長(zhǎng)卡.您可以將每個(gè)通道的輸出范圍配置為以下值:0到+5V,0到+10V,+/-5V,+/-10V和4到20mA電流環(huán)。 PCL-726是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的，對(duì)需要輸出多路模擬量或電

24、流環(huán)的應(yīng)用是一項(xiàng)理想，經(jīng)濟(jì) 的解決方案。除了模擬量輸出以外，PCL-726還提供了16位數(shù)字量輸出和16位數(shù)字量輸入。 TTL兼容的D/I和D/O端口可以很容易得與我們?cè)诠I(yè)開(kāi)/關(guān)控制及監(jiān)測(cè)應(yīng)用中使用的端子連接。PCL-726詳細(xì)資料： 3.1.1 模擬輸出通道：6個(gè)通道分辨率：12位.雙緩沖器輸出范圍： 0-5V（單極） 0-10V（單極）+/-5V （雙極）4到20毫安循環(huán)（正弦）+/-10V同外部直流和交流參考一致參考電壓：內(nèi)部: -5V(+/-0.05V) -10V(+/-0.05V)外部: 直流或交流, +/- 10V max線性: +/- 1/2 位精確度：滿(mǎn)刻度范圍的 +/- 0

25、.012%.電流循環(huán)：常數(shù)是4到20毫安的電流接收器輸出電壓驅(qū)動(dòng)： 最大+/-5mA 電流循環(huán)激勵(lì)電壓：最小值+8V，4到20毫安的循環(huán)電流的最大值是36V重新設(shè)置（上電狀態(tài)）：重新設(shè)置或者上電后，不管是雙極或單極，所有的D/A 通道會(huì)輸出0V電壓3.1.2 數(shù)字量輸入通道： 16位能級(jí)： TTL 兼容最低輸入：最大0.8V最高輸入：最小2.0V輸入負(fù)載: 0.5V時(shí)是-0.4mA 2.7V時(shí)是0.05mA 3.1.3 數(shù)字量輸出通道： 16位能級(jí)： TTL 兼容低輸出：接收到8mA時(shí)最大電壓為0.5V高輸出：信號(hào)源為0.05mA 時(shí)最小值為2.4V3.1.5 普通特性I/O 連接器：20個(gè)模

26、擬量/數(shù)字量輸出/輸入端口的引腳柱頭?？捎玫倪m配器可以轉(zhuǎn)換37個(gè)引腳的數(shù)字類(lèi)型的連接器。I/O 初始地址：需要16個(gè)連續(xù)地址單元。初始地址可以通過(guò)A8-A4的地址總線進(jìn)行駛DIP轉(zhuǎn)換來(lái)定義。（工廠設(shè)置為hex 2C0）3.1.6.跳線設(shè)置初始地址的選擇PCL-726被設(shè)計(jì)成簡(jiǎn)單的使用。這里有一個(gè)DIP開(kāi)關(guān)和7個(gè)跳線在PCL-726板卡中以及在這一段中每一個(gè)開(kāi)關(guān)的功能的商討.開(kāi)關(guān)名稱(chēng)：1到5的SW1選擇 PCL-726的I/O端口基礎(chǔ)地址可以由8個(gè)DIP開(kāi)關(guān)的位置來(lái)進(jìn)行選擇。PCL-726在I/O空間需要16個(gè)連續(xù)的地址單元。有效的地址是從hex 200到hex 3F0，你可以為別的設(shè)備選用一些

27、地址。PCL-726的初始地址在工廠時(shí)被設(shè)置成2C0。如果需要調(diào)整別的地址范圍，一系列的初始地址開(kāi)關(guān)設(shè)置如下：注意： - ON=0，OFF=1- A4A9與計(jì)算機(jī)的地址總線是相應(yīng)的 - *是工廠的初始設(shè)置 - 開(kāi)關(guān)6不用3.6.3 等待狀態(tài)的選擇開(kāi)關(guān)名稱(chēng): 7,8的開(kāi)關(guān)位置一些高速計(jì)算可以要求被插入完成穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳送的等待狀態(tài).PCL-726可以被配置成0, 2, 4, 6等待延時(shí)狀態(tài)為每一個(gè)數(shù)據(jù)傳送.等待狀態(tài)的長(zhǎng)度可以通過(guò)開(kāi)關(guān)7,8選擇.如圖:注意: - *是在工廠的初始值3.6.4 參照和方式的選擇跳線的0選擇: 每個(gè)通道JP1,JP2這里有兩個(gè)D/A參照電源和每個(gè)D/A轉(zhuǎn)換通道的輸出方式選

28、擇的跳線.JP2設(shè)置-5V,-10V或外部電壓參考選擇,JP1設(shè)置D/A輸出雙極或單極方式.一些典型的JP1和JP2的結(jié)合如下所示注意: 1.對(duì)于可編程的衰減器函數(shù),輸入信號(hào)可以與CN3和CN4的“ref in ”引腳相連.2. *是初始值板卡以上硬件跳線配置好以后，將計(jì)算機(jī)斷電后，把PLC-726板卡安裝在研華工控機(jī)的擴(kuò)展槽里。然后啟動(dòng)計(jì)算機(jī)在計(jì)算機(jī)上安裝研華PLC-726板卡的驅(qū)動(dòng)程序和安裝研華板卡的檢測(cè)程序。然后設(shè)置板卡的檢測(cè)程序，使設(shè)置和硬件設(shè)置一致，板卡的檢測(cè)程序來(lái)檢測(cè)板卡外部采集的模擬量信號(hào)?？窗蹇ㄊ欠褚呀?jīng)成功的安裝上。2.4 安川 VS-616G5 變頻器VS-616G5磁通矢量

29、控制型通用變頻器能夠直接控制交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電流（力矩）VS-616G5適合任何應(yīng)用場(chǎng)合，在低速下實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)（1%額定轉(zhuǎn)速），并且極其精確地運(yùn)行。它的自動(dòng)調(diào)整（auto-tuning）功能可使世界各地的電動(dòng)機(jī)達(dá)到高性能控制。VS-616G5將四種控制方式融為一體，包括磁通矢量和傳統(tǒng)的V/F控制。VS-616G5在任何精密機(jī)械及多臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的任何應(yīng)用中，可提供極佳的驅(qū)動(dòng)。它是改善品質(zhì)和提高生產(chǎn)效率特別理想的裝置。 主要技術(shù)規(guī)格： 額定輸入電壓：三相，200V/208V/220V/230V 最大輸出電壓：三相，200/208/220/230V（對(duì)應(yīng)輸入電壓） 最大適用電機(jī)功率：0.4KW-110

30、KW 額定輸入電壓：三相，380V/400V/415V/440V/460V 最大輸出電壓：三相，380V/400V/415V/440V/460V（對(duì)應(yīng)輸入電壓） 最大適用電機(jī)功率：0.4-300KW控制方式：正弦波PWM（控制、帶反饋的控制、開(kāi)環(huán)矢量、磁通矢量四種方式任選）啟動(dòng)力矩：150%/0r/min(150%/1Hz，不帶PG)控制功能：瞬時(shí)掉電重啟動(dòng)、控制、固定偏差控制、速度搜尋、過(guò)力矩檢測(cè)、力矩限制、多步速度操作、加減速時(shí)間選擇、線時(shí)序號(hào)、速度力矩控制選擇、自動(dòng)整定、力矩控制、吊車(chē)定序。 安川變頻基本設(shè)置：上升時(shí)間（ACC）：15，下降時(shí)間：（DEC）：10，正反轉(zhuǎn)（F/R）：正轉(zhuǎn)，

31、最大參考頻率（FMAX）：50，最大的參考電壓（VMAX）：380； FBS：50，THR：2，MODE：2，PRGM：69。 外部模擬量輸入為：為FR和FC兩個(gè)端口。 （端口分配圖：見(jiàn)后面）25混料機(jī)： 混料機(jī)為實(shí)驗(yàn)室自己開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，委托工廠生產(chǎn)的混料機(jī)。其中混料機(jī)上電機(jī)的額定的參數(shù)如下：三相異步電機(jī)，型號(hào)：Y802-4，P=0.75KW，U=380V，I=2.0A，V=1390轉(zhuǎn)/分，F(xiàn)=50HZ，接線法：Y型。壓力傳感器：高精度荷重傳感器，型號(hào)：HS-2，量程：10KG，編號(hào)：，生產(chǎn)日期：2000年12，生產(chǎn)廠商：安徽傳感器系統(tǒng)工程（集團(tuán)）公司。第3章 自動(dòng)化軟件開(kāi)發(fā)應(yīng)用3.1工業(yè)組態(tài)軟件

32、組態(tài)王亞控組態(tài)王6.5Kingview北京亞控科技發(fā)展有限公司。 組態(tài)王6.5是亞控科技在組態(tài)王6.0x系列版本成功應(yīng)用后，廣泛征詢(xún)數(shù)千家用戶(hù)的需求和使用經(jīng)驗(yàn)，采取先進(jìn)軟件開(kāi)發(fā)模式和流程，由十多位資深軟件開(kāi)發(fā)工程師歷時(shí)一年多的開(kāi)發(fā)，及四十多位試用戶(hù)一年多的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)考驗(yàn)。使用更方便，功能更強(qiáng)大，性能更優(yōu)異，軟件更穩(wěn)定，質(zhì)量更可靠。組態(tài)王6.5的推出再次驗(yàn)證了亞控科技“以客為尊、務(wù)實(shí)創(chuàng)新、勤奮正值、協(xié)作成長(zhǎng)” 的經(jīng)營(yíng)理念。亞控科技是一個(gè)永遠(yuǎn)都會(huì)將用戶(hù)利益放在首位的、值得用戶(hù)信賴(lài)的專(zhuān)業(yè)自動(dòng)化軟件服務(wù)商。Internet時(shí)代的杰作 隨著Internet科技日益滲透到生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，自動(dòng)化軟件的e

33、趨勢(shì)已發(fā)展成為整合IT與工廠自動(dòng)化的關(guān)鍵。亞控科技一直是這個(gè)領(lǐng)域的開(kāi)拓者，組態(tài)王6.5的Internet版本立足于門(mén)戶(hù)概念，采用最新的JAVA 2核心技術(shù)，功能更豐富，操作更簡(jiǎn)單。整個(gè)企業(yè)的自動(dòng)化監(jiān)控將以一個(gè)門(mén)戶(hù)網(wǎng)站的形式呈現(xiàn)給使用者，并且不同工作職責(zé)的使用者使用各自的授權(quán)口令完成各自的操作，這包括現(xiàn)場(chǎng)的操作者可以完成設(shè)備的起停、中控室的工程師可以完成工藝參數(shù)的整定、辦公室的決策者可以實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)成本、設(shè)備利用率及產(chǎn)量等數(shù)據(jù)。組態(tài)王6.5的Internet功能逼真再現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面，使您在任何時(shí)間任何地點(diǎn)均可實(shí)時(shí)掌控企業(yè)每一個(gè)生產(chǎn)細(xì)節(jié)得以實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)的流程畫(huà)面、過(guò)程數(shù)據(jù)、趨勢(shì)曲線、生產(chǎn)報(bào)表(支持報(bào)表打印

34、和數(shù)據(jù)下載)、操作記錄和報(bào)警等均輕松瀏覽。當(dāng)然您必須要有授權(quán)口令才能完成這些。用戶(hù)還可以自己編輯發(fā)布的網(wǎng)站首頁(yè)信息和圖標(biāo)，成為真正企業(yè)信息化的Internet門(mén)戶(hù)。 性能卓越的分布式高速歷史庫(kù) - 柔性結(jié)構(gòu)，按需配置過(guò)程數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能對(duì)于任何一個(gè)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)都是至關(guān)重要的，隨著自動(dòng)化程度的進(jìn)一步普及和提高，用戶(hù)對(duì)重要數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和使用的要求也越來(lái)越高。面對(duì)對(duì)大批量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，必須解決同步存儲(chǔ)速度響應(yīng)慢、數(shù)據(jù)易丟失、存儲(chǔ)時(shí)間短、存儲(chǔ)占用空間大、數(shù)據(jù)讀取訪問(wèn)速度慢等用戶(hù)最關(guān)心的問(wèn)題。因?yàn)橛脩?hù)需要一個(gè)實(shí)時(shí)的、記錄準(zhǔn)確地、高效的、可節(jié)約用戶(hù)硬件成本的工業(yè)過(guò)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案。組態(tài)王6.5順應(yīng)這種用

35、戶(hù)的期望，提供支持毫秒級(jí)高速歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢(xún)功能的工業(yè)過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)。真正的企業(yè)級(jí)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。采用最新數(shù)據(jù)壓縮和搜索引擎技術(shù)，數(shù)據(jù)壓縮比優(yōu)于20%，節(jié)約用戶(hù)硬件成本；一個(gè)月內(nèi)數(shù)據(jù)(單點(diǎn)，記錄間隔10秒)按照每小時(shí)間隔，在百毫秒內(nèi)即可完成查詢(xún)。真正實(shí)現(xiàn)歷史庫(kù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)追記、數(shù)據(jù)合并。可以將特殊設(shè)備中存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)片段通過(guò)組態(tài)王驅(qū)動(dòng)程序完整的合并到歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器中；也可以將遠(yuǎn)程站點(diǎn)上的組態(tài)王歷史數(shù)據(jù)片段合并到歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器上。 創(chuàng)造服務(wù)新理念 - KingAlarm 基于組太王的分布式多媒體報(bào)警應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)于一個(gè)工廠自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)狀態(tài)跟蹤是至關(guān)重要的，報(bào)警功能作為實(shí)現(xiàn)的手段是必

36、不可少的。如何能及時(shí)準(zhǔn)確的獲取報(bào)警信息對(duì)工程人員來(lái)說(shuō)存在很大的挑戰(zhàn)，因?yàn)槲覀儾荒軙r(shí)刻守在一刻不停不知疲倦的運(yùn)行的設(shè)備周?chē)却龍?bào)警的出現(xiàn)。我們綜合用戶(hù)需求，提出解決即時(shí)通知報(bào)警的一攬子系統(tǒng)。您可以通過(guò)：視頻：記錄現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程畫(huà)面，支持本地或遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)播放、保存、多畫(huà)面、回放。同時(shí)可以對(duì)云臺(tái)和攝像頭進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。超視距的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控得以實(shí)現(xiàn)。短信息：進(jìn)行短消息設(shè)置報(bào)警項(xiàng)目，如報(bào)警對(duì)象、短消息的發(fā)送時(shí)間、接收對(duì)象、發(fā)送內(nèi)容等，發(fā)送給指定人員。在第一時(shí)間將最關(guān)鍵的信息發(fā)送給最關(guān)心的人。電子郵件：進(jìn)行電子郵件報(bào)警項(xiàng)目，如報(bào)警對(duì)象、電子郵件地址、郵件服務(wù)器地址、發(fā)送內(nèi)容等，發(fā)送給指定人員。通過(guò)無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)

37、，您可以隨時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況，一切僅在掌握。語(yǔ)音：也可以通過(guò)電話，當(dāng)報(bào)警產(chǎn)生時(shí)呼叫事前設(shè)置好的電話號(hào)碼，報(bào)告您最關(guān)心的內(nèi)容，您還可以進(jìn)行報(bào)警確認(rèn)和報(bào)警狀態(tài)查詢(xún)。簡(jiǎn)約查詢(xún)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況，只要是你關(guān)心的，VSETAlatm都能給你。亞控科技總是能滿(mǎn)足您的真實(shí)需求！ 精益求精，追求細(xì)節(jié)的最好體現(xiàn)畫(huà)面改進(jìn):1.支持大畫(huà)面、導(dǎo)航圖：用戶(hù)可以制作任意大小的畫(huà)面，利用滾動(dòng)條和導(dǎo)航圖控制畫(huà)面顯示內(nèi)容；繪制、移動(dòng)、選擇圖素時(shí)，畫(huà)面自動(dòng)跟蹤滾動(dòng)。2.方便的變量替換：可以單獨(dú)替換某個(gè)畫(huà)面中的變量，也可以在畫(huà)面中任意選中的圖素范圍內(nèi)進(jìn)行變量替換。3.自定義菜單：支持二級(jí)子菜單。4.豐富的提示文本：系統(tǒng)提供豐

38、富的圖素提示條文本，包括簡(jiǎn)單圖素和組合圖素。5.任意選擇畫(huà)面中的圖素：在畫(huà)面中使用鍵盤(pán)和鼠標(biāo)結(jié)合可以任意選擇多個(gè)圖素進(jìn)行組合、排列等操作變量:1.定義結(jié)構(gòu)成員時(shí)可以定義基本屬性，例如變量屬性、報(bào)警屬性和記錄屬性等。2.定義結(jié)構(gòu)變量時(shí)自動(dòng)繼承結(jié)構(gòu)成員的屬性。3.結(jié)構(gòu)變量可整體賦值。4.結(jié)構(gòu)變量可作為自定義函數(shù)的參數(shù)。5.在數(shù)據(jù)詞典中可以任意選擇多個(gè)變量集中修改變量共有屬性。非線性表:非線性表新增導(dǎo)入導(dǎo)出功能，能導(dǎo)出為逗號(hào)分隔文件(*.csv)，可在文本狀態(tài)編輯或傳送，編輯完成后還可導(dǎo)入，據(jù)此可實(shí)現(xiàn)不同工程中的非線性表重復(fù)利用。 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的控制和顯示 通過(guò)引用網(wǎng)絡(luò)上計(jì)算機(jī)的“$網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)”變量得到網(wǎng)

39、絡(luò)通訊的狀態(tài)。同時(shí)，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)的通訊狀態(tài)進(jìn)行控制。對(duì)于定義“網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)”的網(wǎng)絡(luò)通訊方式，是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上建立commerr寄存器來(lái)完成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的顯示和控制。制作一個(gè)工程的一般過(guò)程 建立新組態(tài)王工程的一般過(guò)程是：1. 設(shè)計(jì)圖形界面（定義畫(huà)面）2. 定義設(shè)備3. 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)（定義變量）4. 建立動(dòng)畫(huà)連接5. 運(yùn)行和調(diào)試需要說(shuō)明的是，這五個(gè)步驟并不是完全獨(dú)立的，事實(shí)上，這四個(gè)部分常常是交錯(cuò)進(jìn)行的。在用組態(tài)王畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)編制工程時(shí)，要依照此過(guò)程考慮三個(gè)方面：圖形 用戶(hù)希望怎樣的圖形畫(huà)面？也就是怎樣用抽象的圖形畫(huà)面來(lái)模擬實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和相應(yīng)的工控設(shè)備。數(shù)據(jù) 怎樣用數(shù)據(jù)來(lái)描述工控對(duì)象的各種屬性？也就是創(chuàng)建一個(gè)

40、具體的數(shù)據(jù)庫(kù)，此數(shù)據(jù)庫(kù)中的變量反映了工控對(duì)象的各種屬性，比如溫度，壓力等。連接 數(shù)據(jù)和圖形畫(huà)面中的圖素的連接關(guān)系是什么？也就是畫(huà)面上的圖素以怎樣的動(dòng)畫(huà)來(lái)模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行，以及怎樣讓操作者輸入控制設(shè)備的指令。3.2 MATLAB工程數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用 Matlab軟件是美國(guó)Mathworks公司推出的，以其強(qiáng)大的功能和易用性受到越來(lái)越多的科技工作者的歡迎。Matlab由主包和功能各異的工具箱組成，其基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是矩陣，Matlab具有非常強(qiáng)大的計(jì)算功能，其已成為世界上應(yīng)用最廣泛的工程計(jì)算應(yīng)用軟件之一。MATLAB 已經(jīng)成為國(guó)際上最流行的科學(xué)與工程計(jì)算的軟件工具，現(xiàn)在的 MATLAB 已經(jīng)不僅僅是一

41、個(gè)“矩陣實(shí)驗(yàn)室”了，它已經(jīng)成為了一種具有廣泛應(yīng)用前景的全新的計(jì)算機(jī)高級(jí)編程語(yǔ)言了,有人稱(chēng)它為“第四代”計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，它在國(guó)內(nèi)外高校和研究部門(mén)正扮演著重要的角色。MATLAB 語(yǔ)言的功能也越來(lái)越強(qiáng)大，不斷適應(yīng)新的要求提出新的解決方法?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在科學(xué)運(yùn)算、自動(dòng)控制與科學(xué)繪圖領(lǐng)域 MATLAB 語(yǔ)言將長(zhǎng)期保持其獨(dú)一無(wú)二的地位。Matlab采用C語(yǔ)言編寫(xiě)為核心。Matlab的產(chǎn)生是與數(shù)學(xué)計(jì)緊密聯(lián)系在一起的。Matlab的主要功能和特殊性：主要功能： 主要特點(diǎn)：1 數(shù)值計(jì)算功能 1 功能強(qiáng)大。含有40多個(gè)應(yīng)用于不同領(lǐng)域的工具。 2 符號(hào)計(jì)算功能 2 界面有好。指令表達(dá)示與習(xí)慣數(shù)學(xué)表達(dá)式接近。 3 數(shù)據(jù)分

42、析和可視化功能 3 可擴(kuò)展性。用戶(hù)可自由地開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用程序。4 文字處理功能5 SIMULINK動(dòng)態(tài)仿真功能功能強(qiáng)的數(shù)值運(yùn)算 - 在MATLAB環(huán)境中，有超過(guò)500種數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)、科學(xué)及工程方面的函數(shù)可使用，函數(shù)的標(biāo)示自然，使得問(wèn) 題和解答像數(shù)學(xué)式子一般簡(jiǎn)單明了，讓使用者可全力發(fā)揮在解題方面，而非浪費(fèi)在電腦操作上。先進(jìn)的資料視覺(jué)化功能 - MATLAB的物件導(dǎo)向圖形架構(gòu)讓使用者可執(zhí)行視覺(jué)數(shù)據(jù)分，并制作高品質(zhì)的圖形，完成科學(xué)性或工程 性圖文并茂的文章。 高階但簡(jiǎn)單的程式環(huán)境 - 做為一種直譯式的程式語(yǔ)言，MATLAB容許使用者在短時(shí)間內(nèi)寫(xiě)完程式，所花的時(shí)間約為用 FORTRAN 或 C 的幾分之

43、一，而且不需要編譯(compile)及聯(lián)結(jié) (link) 即能執(zhí)行，同時(shí)包含了更多及更容易使用的內(nèi)建 功能。 開(kāi)放及可延伸的架構(gòu) - MATLAB容許使用者接觸它大多數(shù)的數(shù)學(xué)原使碼，檢視運(yùn)算法，更改現(xiàn)存函數(shù)，甚至加入自己的函數(shù)使 MATLAB成為使用者所須要的環(huán)境。 豐富的程式工具箱 - MATLAB的程式工具箱融合了套裝前軟體的優(yōu)點(diǎn)，與一個(gè)靈活的開(kāi)放但容易操作之環(huán)境，這些工具箱提 供了使用者在特別應(yīng)用領(lǐng)域所需之許多函數(shù)。現(xiàn)有工具箱有：符號(hào)運(yùn)算（利用Maple V的計(jì)算核心執(zhí)行 ）、影像處理、統(tǒng)計(jì)分析、訊號(hào)處理、神經(jīng)網(wǎng)路、模擬分析、控制系統(tǒng)、即時(shí)控制、系統(tǒng)確認(rèn)、強(qiáng)建控 制、弧線分析、最佳化、模

44、糊邏輯、mu分析及合成、化學(xué)計(jì)量分析。MATLAB運(yùn)行界面:第4章 常見(jiàn)問(wèn)題分析4.1板卡檢測(cè)輸入信號(hào)當(dāng)把PCL-818L和PLC-726板卡硬件初始化跳線完成以后，將板卡裝入計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展槽里。啟動(dòng)計(jì)算機(jī)安裝PCL-818L和PCL-726板卡的驅(qū)動(dòng)程序和檢測(cè)程序。配置好檢測(cè)程序用來(lái)檢測(cè)板卡的信號(hào)。此時(shí)PCL-818L A/D板卡不能采集到外部的模擬量信號(hào)的輸入信號(hào)。用組態(tài)王也不能正確的采集到外部模擬量輸入信號(hào)的值。檢測(cè)程序和組態(tài)王中只是一些隨機(jī)的數(shù)在變化。組態(tài)王的設(shè)置錯(cuò)誤：（1） 檢查組態(tài)王的設(shè)備配置向?qū)в袥](méi)有配置錯(cuò)。例如：板卡的生產(chǎn)的產(chǎn)家、板卡的型號(hào)、板卡的基地址。板卡的基地址為：300H

45、 設(shè)備：研華系列，PCL-818L型。（2） 組態(tài)王的數(shù)據(jù)詞典定義錯(cuò)誤。例如：寄存器名稱(chēng)、地址的取值范圍、數(shù)據(jù)類(lèi)型、變量的類(lèi)型、讀寫(xiě)的屬性是否有錯(cuò)誤。組態(tài)王開(kāi)發(fā)界面里的模擬量輸出有沒(méi)有定義錯(cuò)誤。設(shè)備配置圖外部設(shè)備的錯(cuò)誤：（1） 檢查板卡的硬件跳線和外部的輸入形式是否一致。例如：是采用什么樣的模擬信號(hào)輸入，單端或差分信號(hào)輸入，兩者之間是否有錯(cuò)誤。外部接線是否是按設(shè)定方式輸入的形式。采用單端輸入。參考電壓是外部電壓信號(hào)還是內(nèi)部電壓信號(hào)。采用內(nèi)部參考電壓。（2） 板卡的驅(qū)動(dòng)程序。板卡的驅(qū)動(dòng)程序是否安裝上?？梢缘窖腥A公司的網(wǎng)站上去下載驅(qū)動(dòng)程序。/（3） 連

46、接的電纜是否完好。用數(shù)字萬(wàn)用表檢查連接的電纜是否有斷開(kāi)的情況。（4） 電源的問(wèn)題。電源地線問(wèn)題。（5） 用萬(wàn)用表檢測(cè)板卡的外部接線端子PCLD-8115板子的接線端是否有電壓的輸入。如果沒(méi)有的，說(shuō)明了外部模擬量信號(hào)沒(méi)有信號(hào)，檢測(cè)華控非隔離型放大器和壓力傳感器的硬件接線是否錯(cuò)誤。用數(shù)字萬(wàn)用表一級(jí)一級(jí)的檢查。其中放大器和壓力傳感器都要24V的電源。檢測(cè)傳感器的信號(hào)線與電源線上否接錯(cuò)。放大器的輸入/輸出信號(hào)線有沒(méi)有+，-接線的錯(cuò)誤。傳感器是電壓信號(hào)反饋還是電流信號(hào)反饋，要與板卡能采集的信號(hào)一致，PCL-818L是電壓信號(hào)輸入，是傳感器是電流信號(hào)反饋，須要在板卡的輸入端子加上一個(gè)250歐姆的高精密電阻

47、。經(jīng)檢查沒(méi)有以上錯(cuò)誤。板卡的PCLD-8115接線板的端子上有電壓信號(hào)輸入。（6） 通過(guò)上面的檢查說(shuō)明到板卡的接線端子了有外部的模擬量信號(hào)。但是板卡檢測(cè)不到信號(hào)，可能是板卡的A/D轉(zhuǎn)換的芯片壞了。因?yàn)镻CL-818L能夠模擬量輸出。如果這樣須將板卡寄回研化公司維修，或者是更換一塊具有同樣功能的其它類(lèi)型的板卡。（7） 采用模塊標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入。這時(shí)板卡能夠采集到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。這說(shuō)明了板卡沒(méi)有損壞，而是輸入信號(hào)有問(wèn)題。用示波器來(lái)顯示輸入的信號(hào)，示波器顯示的是一個(gè)振蕩的波形，此信號(hào)按照一定的周期振蕩。用示波器檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)，在示波器上顯示的是一個(gè)連續(xù)的常數(shù)波形。這說(shuō)明了，板卡不能檢測(cè)到這個(gè)振蕩的板形。

48、對(duì)華控的非隔離型放大器進(jìn)行改造。使其輸出連續(xù)信號(hào)。更換一個(gè)其它類(lèi)型的放大器。PCL-726板卡檢測(cè)程序PCL-818L板卡檢測(cè)程序4.2 組態(tài)王（1） 組態(tài)王采集不到正確的外部模擬量信號(hào)在前面分析。設(shè)備定義和板卡驅(qū)動(dòng)程序。（2） 不同操作系統(tǒng)的平臺(tái)，組態(tài)王不能采集到板卡信號(hào)。當(dāng)你使用的舊的板卡，當(dāng)以前板卡在WIN98下運(yùn)行組態(tài)王能夠采集到信號(hào)，在WIN2000操作平臺(tái)下，此是板卡和組態(tài)王不能通信。此時(shí)須要到組態(tài)王的網(wǎng)站： 下載一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序安裝上就可以了。（3） 組態(tài)王采集的外部信號(hào)與實(shí)際不一樣，可以找它們之間的關(guān)系，然后用MATLAB軟件來(lái)找一個(gè)它們

49、的關(guān)系之間的算法，在組態(tài)王的運(yùn)行界面里給它們轉(zhuǎn)換成想要的數(shù)據(jù)形式。（4） 在組態(tài)王運(yùn)行中實(shí)時(shí)曲線的數(shù)據(jù)顯示不了。這是定義的數(shù)據(jù)詞典中的最大值與最大小值的大小定義有問(wèn)題，太大了，實(shí)時(shí)的曲線不能顯示，太小了也顯示不了，要根據(jù)實(shí)際的值，在定義數(shù)據(jù)的范圍。（5） 組態(tài)王的歷史曲線沒(méi)有。是定義數(shù)據(jù)詞典的的記錄與安全區(qū)定義錯(cuò)誤。在這里要定義數(shù)據(jù)是否要記錄。要選擇要記錄數(shù)據(jù)。（6） 報(bào)警窗口沒(méi)有報(bào)警的對(duì)象，這是你在定義數(shù)據(jù)詞典時(shí)，定義變量時(shí)報(bào)警組一欄沒(méi)有定義報(bào)警組。（7） 兩個(gè)軟件平臺(tái)用DDE的相互調(diào)用問(wèn)題，兩個(gè)個(gè)軟件平臺(tái)互相調(diào)用，這樣充分用到調(diào)用軟件之間的優(yōu)點(diǎn)，例如：組態(tài)王的監(jiān)控界面開(kāi)發(fā)和數(shù)據(jù)采集比較好，

50、但是數(shù)據(jù)處理能力不強(qiáng)，所以用組態(tài)王開(kāi)發(fā)監(jiān)控界面和采集數(shù)據(jù)是比較好的。MATLAB軟件的數(shù)據(jù)處理能力比較強(qiáng)，但是監(jiān)控界面開(kāi)發(fā)和數(shù)據(jù)采集比較難，所以用MATLAB軟件進(jìn)行后臺(tái)的數(shù)據(jù)處理，這樣充分用到軟件的優(yōu)點(diǎn)。在組態(tài)王采集MATLAB的數(shù)據(jù)時(shí)，只要是組態(tài)五中定義一個(gè)MATLAB的DDE通信的外部設(shè)備，在組態(tài)王中定義一個(gè)變量RR，這個(gè)變量是MATLAB數(shù)據(jù)的變量。但MATLAB軟件調(diào)用組態(tài)王的數(shù)據(jù)時(shí)，只要在MATLAB軟件中直接調(diào)用就可以了。運(yùn)行時(shí)要先運(yùn)行MATLAB軟件在運(yùn)行組態(tài)王軟件切換到運(yùn)行狀態(tài)。4.3 PID參數(shù)PID控制的原理和特點(diǎn)，在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、

51、微分控制，簡(jiǎn)稱(chēng)PID控制，又稱(chēng)PID調(diào)節(jié)。PID控制器問(wèn)世至今已有近70年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象或不能通過(guò)有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制，實(shí)際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。 比例（P）控制 比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。其控

52、制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（Steady-state error）。 積分（I）控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱(chēng)這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱(chēng)有差系統(tǒng)（System with Steady-state Error）。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可

53、以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。 微分（D）控制 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。 自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說(shuō)，在控制器中僅引入“比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)

54、值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性。 4.4 PID控制器的參數(shù)整定 PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過(guò)程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來(lái)有兩大類(lèi)：一是理論計(jì)算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過(guò)理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過(guò)工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。二是工程整定方法，它主要依賴(lài)工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡(jiǎn)單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。PID

55、控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。三種方法各有其特點(diǎn)，其共同點(diǎn)都是通過(guò)試驗(yàn)，然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行整定。但無(wú)論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需要在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善。現(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進(jìn)行 PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1)首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期(3)在一定的控制度下通過(guò)公式計(jì)算得到PID控制器的參數(shù)。綜合以上的原理和特點(diǎn)，在組態(tài)王的自定義一個(gè)增量式的數(shù)字PID函數(shù)，增量式的數(shù)字PID定義如下：pid(float P,float I,float D,float PIDSet,float PIDReturn,float DeltaPIDPre1,float DeltaPIDPre2)/增量PID計(jì)算自定義函數(shù)/PIDOut ：增量PID輸