基于OPC规范的控制软件集成系统的设计与实现

摘要

随着计算机技术的飞速发展,将先进控制理论用于复杂工业对象对象控制已成为当前控制界研究的热点.该论文在Visual C++6.0集成环境下设计并实现了具有开放性接口的控制软件集成系统CSIS(Control Software-Integrating System).该系统采用面向方块图对象的图形组态方法,生成用户所需要的控制算法并进行控制系统的数字仿真;采用基于OPC(OLE for Process Control)规范的过程数据接口与其它工控系统连接,实现系统的实时控制.该系统集成了多变量解耦史密斯预估控制、串级史密斯预估控制等多种先进控制方案,并向用户提供动态添加控制算法的接口.

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章绪论

1.1 DCS发展概述

1.1.1 DCS发展现状

1.1.2 DCS软件的组成

1.1.3工控领域的控制算法软件包

1.1.4国内DCS面临的挑战

1.2解决方案的可行性分析

1.2.1采用OPC服务器/客户端体系实现开放性接口

1.2.2开发基于OPC客户端程序的控制软件集成系统(CSIS)

1.2.3研究工作的基础

第二章控制算法集成系统(CSIS)概要设计

2.1系统概述

2.1.1 CSIS简介

2.1.2具备功能

2.2 CSIS数据环境

2.2.1系统框架

2.2.2仪表对象

2.2.3环节对象

2.2.4连线对象

2.2.5环节分类

2.2.6各环节定义

2.3算法集成平台各功能模块的实现方案

2.3.1图形编辑模块

2.3.2过程数据接口和点名组态

2.3.3组态解释与检查模块

2.3.4代码生成与仿真、运行模块

2.3.5图形组态文件的打开和保存

2.3.6基本模型库

2.4控制系统仿真方法

2.4.1离散相似法数字仿真

2.4.2连续系统的仿真方法

2.4.3系统中其他环节的处理

第三章CSIS详细设计及编码

3.1仪表的维护机制

3.2环节运行机制

3.2.1信号发生器环节Fnsign(Type-1,TypeAdded 0)

3.2.2加法器环节Fnadd(Type-1，TypeAdded 1)

3.2.3传递函数、控制器和补偿器环节Fngs(Type-1，TypeAdded 2)

3.2.4预估环节Fyugu(Type-1，TypeAdded 3)

3.2.5输出选择环节FOutSelect(Type-1，TypeAdded 6)

3.2.6示波器环节Foutput(Type-1，TypeAdded 4)

3.2.7时延环节Fdelay(Type-1，TypeAdded 9)

3.2.8非线性环节Fnonlinear(Type-1，TypeAdded 8)

3.2.9数学运算环节Fsingle(Type-1，TypeAdded 7)

3.2.10动态链接库环节Fuser(Type-1，TypeAdded 5)

3.3模型库中的几种算法结构

3.3.1 PID控制仪表组态图

3.3.2 SMITH控制仪表组态图

3.3.3串级史密斯预估控制仪表组态图

3.3.4多变量解耦史密斯预估控制组态图

第四章CSIS实现及应用

4.1算法仿真示例

4.1.1复杂单变量多环节仿真示例

4.1.2多变量解耦控制仿真示例

4.1.3串级控制示例

4.1.4 DLL示例

4.1.5非线性示例

4.2 0PC服务器访问示例

第五章结束语

参考文献

附录