基于AD、DA板卡计算机控制物料的均匀配比系统论文 毕业设计.doc

第1章 系统的初步认识1.1系统分析基于a/d、d/a板卡的物料（两种物料）均匀配比系统是一个典型的计算机控制系统。随着计算机在工业控制中的不断的运用，计算机工业控制表现出来了一系列优点，所以将来计算机控制在工业控制中起到越来越重要的作用。要实现计算机控制，外部的设备（检测机构和执行机构）都是模拟量信号（连续信号），但是计算机不能识别模拟量信号，只能识别是数字量信号（离散信号），所以要实现计算机控制必须实现模拟量信号到数字量转变、数字信号到模拟量信号的转变。基于这样，板卡就是这个一个转换的工具，也就是a/d、d/a转换。其中pcl-818l为实现模拟量到数字量（a/d）转换，pcl-726为实现数字量到模拟量（d/a）转换。安川变频用外部模拟量输入来控制。变频器输出控制异步电机的运行的速度。计算机以win2000操作系统作用开发平台，在计算机上安装组态软件-组态王、matlab、autocad等自动化设计有关的软件。用组态王组态软件开发计算机监控界面，来对整个混料系统进行实时的控制和实时的监控、历史监控、系统报表功能，对测量变送装置检测的被控变量参数的瞬时值进行巡回采集、分析处理、性能计算及显示、记录、制表等；对系统中的各种数据进行越限报警、事故预报与处理，根据需要进行设备自动启停，对整个系统进行诊断与管理等；根据被控生产过程的特点和控制要求，选择合适的控制规律，包括复杂的控制策略，然后按照给定的控制策略和实时的生产情况，实现在线、实时控制。具体：通过研华的pcl-818l板卡的a/d转换采集外部压力传感器电压信号，进入计算机，用组态王来读取这个数字量信号。通过实际的工程测试和数据处理，用matlatb软件找出一个控制算法。在编写一个数字pid程序，对系统进行pid参数的调节，寻找最好的适合系统的最佳的pid参数的值。把用matlabl软件找出的控制算法和数字pid程序编写组态王软件中去实现对输入的信号进行分析处理，然后组态王控制算法输出一个控制信号，经研华pcl-726板卡的d/a转换，将数字量信号转换为模拟量的电压信号输出控制变频器。变频器为外部模拟量给定控制，外部执行机构变频器输出控制异步电机的转速，使混料机按照设定的值和比值下料。在组态王软件实现对操作系统的控制，包括系统的硬件和软件的启动和停止，设定一个主控对象的单位时间下值，设定一个混料的比例，从而控制混料机来实现按比值下料。便副对象随着主设定的值和下料的比值来改变。1.2设备选型硬件：系统要实现计算机控制，通信必须a/d、d/a转换的设备。此设备选用板卡，选择研华公司的板卡。外部有二路模拟量输入，计算机输入两路模拟量控制。a/d板卡必须具有二路模拟量输入以上的功能。选择研华pcl-818l，pcl-818l有16路40khz多功能das卡、16路单端或8路差分模拟量输入 、40khz12位a/d转换器 、每个输入通道的增益可编程（高达8） 、带dma的自动通道/增益扫描 、16路数字量输入及16路数字量输出、pcl-818l是pcl-818系列中的入门级板卡.该板卡可以供要求低价位的用户使用.除了采样速率为40khz,以及只能接受双极性输入外,其他功能pcl-818hd和pcl-818hg完全相同.这样您就无需更改硬件或软件,就可以将应用升级到高性能的数据采集卡这是一款比较经济实用型的板卡。d/a输出板卡要二路的模拟量输出以上的板卡，选择研华pcl-726，pcl-726 是一款具有6路12位模拟量输出通道的全长卡，您可以将每个通道的输出范围配置为以下值：0到+5v、0到+10v、+/-5v、+/-10v和4到20ma电流环。pcl-726是专门为工业环境设计的，对需要输出多路模拟量或电流环的应用是一项理想，经济的解决方案。除了模拟量输出以外，pcl-726还提供了16位数字量输出和16位数字量输入。ttl兼容的d/i和d/o端口可以很容易得与我们在工业开/关控制及监测应用中使用的端子连接。工业控制计算机以研华的ipc-610为控制计算机。研华公司世界三大工控机厂商之一，在中国大陆及台湾市场均有较高的市场占有率，同时也是pc-based控制器的全球领袖厂商，产品品种广泛，市场定价适合中国国情。主要配置：研华pca-6179v主板cpu卡、cpu：intel piii系列、硬盘：常用st20g(7200r)、内存：常用128m sdram、显卡：常配pci-4m。变频器以安川vs-616g5变频器，变频器用外部模拟量控制。混料机为学校自行设计的简单的混料机。软件 当前比较常用的组态软件组态王6.5作为开发监控和控制界面。组态王是北京亚控科技有限公司开发的自动软件，以其操作简单、实用是现在计算机控制常用的组态软件。用mathworks公司开发的matlab6.1来对工程数据进行分析和处理.autocad2002来绘制系统的原理图和电气原理接线图。1.3 系统控制原理计算机控制系统原理图： 这里的输入设定值r(n)和pid调节器可以看作计算机。d/a、a/d是计算机与外部设备通信的工具，实现模拟量和数字量之间的转换。执行机构为变频器，被控对象是混料机，测量元件为混料机上面自带的压力传感器，检测混料机上的混料的重量，将这个信号送给a/d板卡作模拟量到数字量的转换输入信号，将转换的值和计算机设定值进行比较作差，作为pid调节器的输入，pid输出为p(n)，p(n)为数字量信号经d/a板卡转换为连续的信号外部模拟量输入控制变频器，变频器输出控制混料机电机，使皮带下料，又经传感器检测信号送给计算机。从而计算机这样按一定的周期作循环运行。计算机控制混料系统框图：以上图更加详细的说明了，计算机控制物料（两种物料）的均匀配比系统的框架和原理图。计算机控制系统原理图： 以上是双闭环计算机控制比值系统，系统中主动量q1（s）和从动量q2（s）都进行了控制，使得负荷比较稳定。从图可以看到主动量控制回路是定值控制，从动量回路是随动控制。比值器的调节规律是：q2（s）=k*q1（s），主调节和从调节规律为比例积分规律。在通常情况下，两个独立的恒值系统，分别克服各自回路的扰动，两样可以保持以主动量与从动量的比值关系。 计算机控制系统 第2章：系统设备简介及初始化21 研华工业计算机-ipc-610工控机湾研华的ipc-610系列机型：世界三大工控机厂商之一，在中国大陆及台湾市场均有较高的市场占有率，同时也是pc-based控制器的全球领袖厂商，产品品种广泛，市场定价适合中国国情。其他台湾工控机厂商：主要有威达、艾讯、磐仪、大众、博文等，产品富有特色，市场定位也较研华低。国内老牌工控机厂商：主要有康拓、华控、同维、华远等，机型及性能略显落后，市场定位低。国内新兴工控厂商：主要有深圳研祥、艾雷斯、北京华北等，是主流机型的市场追随厂商，发展较迅速，产品市场定位低。其他国外品牌：主要有美国ics、德国西门子、日本康泰克等、产品可靠性好、市场定位高。研华ipc-610特点：（一）、ipc的技术特点：1、采用符合“eia”标准的全钢化工业机箱，增强了抗电磁干扰能力。2、 采用总线结构和模块化设计技术。cpu及各功能模块皆使用插板式结构，并带有压杆软锁定，提高了抗冲击、抗振动能力。3、 机箱内装有双风扇，正压对流排风，并装有滤尘网用以防尘。4、 配有高度可靠的工业电源，并有过压、过流保护。5、 电源及键盘均带有电子锁开关，可防止非法开、关和非法键盘输入。6、 具有自诊断功能。7、 可视需要选配i/o模板。8、 设有“看门狗”定时器，在因故障死机时，无需人的干预而自动复位。9、 开放性好，兼容性好，吸收了pc机的全部功能，可直接运行pc机的各种应用软件。可配置实时操作系统，便于多任务的调度和运行可采用无源母板（底板），方便系统升级。（二）、ipc的主要结构： 全钢机箱：ipc的全钢机箱是按标准设计的，抗冲击、抗振动、抗电磁干扰，内部可安装同pc-bus兼容的无源底板。无源底板：无源底板的插槽由isa和pci总线的多个插槽组成，isa或pci插槽的数量和位置根据需要有一定选择，该板为四层结构，中间两层分别为地层和电源层，这种结构方式可以减弱板上逻辑信号的相互干扰和降低电源阻抗。底板可插接各种板卡，包括cpu卡、显示卡、控制卡、i/o卡等。工业电源：为at开关电源，平均无故障运行时间达到250，000小时。cpu卡：ipc的cpu卡有多种，根据尺寸可分为长卡和半长卡，根据处理器可分为386、486、586、pii、piii主板，用户可视自己的需要任意选配。其主要特点是：工作温度0-600c；装有“看门狗”计时器；低功耗，最大时为5v/2.5a。其他配件：ipc的其他配件基本上都与pc机兼容，主要有cpu、内存、显卡、硬盘、软驱、键盘、鼠标、光驱、显示器等。三、根据一般用户需求，特殊需要情况下，ipc-610工控机可支持如下选配：1、不装光驱情况下，最多可安装4个硬盘1个软驱。2、windows98操作系统下支持双显卡同时显示不同内容；使用切换器情况下，可实现一台主机控制多台显示器显示或一套显示器、鼠标、键盘同时操控多台主机。3、com2可跳线设置为rs-232/422/485模式。串口通讯情况下，不考虑中断复用，使用市场上常见的多串口卡如moxa卡，理论上还可扩展出32个串口（4块卡（4个空闲中断） x 8个串口/每块卡）4、常规底板为pca-6114p4(8isa/4pci/2picmg)，特殊情况下，可选择底板pca-6114（14isa）,pca-6114p4r(4pci位于机箱风扇同侧)或更多pci槽数的底板如6114p7(5isa/7pci/2picmg),pca6114p10(2isa/10pci/2picmg)等。四、一般用户对工控机的选配：1、机箱：研华ipc-610p机箱或同等（研发acs-2410或研祥ipc-810等），at-250w电源，常配pca-6114 p4底板，也可配pca-6114p4r底板（研发aca-1014p4r或研祥ipc-6114p4r）,4个pci槽位于机箱风扇同侧，利于插接pci接口的moxa卡和网卡、显卡、modem卡等2、cpu卡（主板）：研华pca-6179v(集成8m显存,socket370 piii全长卡，最高支持piii-1gmhz)主板或同类厂商同规格主板。3、cpu：intel piii系列，要求cpu外频为133mhz,可以是piii-733,800,866,933,1g等。4、内存：常用128m sdram,可选用常规hy-128m sdram(pc-100)或高档kingmax-128m sdram(pc-133)。5、硬盘：常用st20g(7200r)，也可根据需要选择。6、显卡：常配pci-4m , 若显示要求高时也可选配pci-8m,16m显卡。7、软驱、光驱、键盘、鼠标、显示器可任选。2.2 研华pcl-818l a/d板卡研华pcl-818l简介：16路40khz多功能das卡 16路单端或8路差分模拟量输入 40khz12位a/d转换器 每个输入通道的增益可编程（高达8） 带dma的自动通道/增益扫描 16路数字量输入及16路数字量输出pcl-818l是pcl-818系列中的入门级板卡.该板卡可以供要求低价位的用户使用.除了采样速率为40khz,以及只能接受双极性输入外,其他功能pcl-818hd和pcl-818hg完全相同.这样您就无需更改硬件或软件,就可以将应用升级到高性能的数据采集卡.板卡详细资料：模拟输入 （a/d 转换）通道：16个单端输入或者8个微分量输入，开关选择分辨率：12位输入范围（双极性，vdc）：0.625, 1.25, 2.5,5,or 1.25, 2.5, 5, 10所有的输入范围都是软件编程精确度：读取值的0.01%,1位线性：1位触发器的类型：软件触发器，电路板编程触发器，外部触发器外部触发器：ttl 兼容负载是0.5v时最大0.4毫安。在2.7v时最大是-0.05毫安数据传送：编程，中断或dma2.1.1 模拟输出（d/a转换）通道：1 通道分辨率：12位输出范围：0到+5（+10）v与电路板上的-5（-10）v相参考+10v-10v的最大值与外部直流或交流相参考输出的驱动器：+/-5v 的最大值2.1.2 数字输入通道：16位能级：ttl可兼容的输入电压：低：最大0.8v 高：最小2.0v输入负载：低：0.5v时最大0.4ma 高：2.7v时最大0.05v2.1.3 数字输出通道：16位 能级：ttl兼容 输出电压范围：低：最大0.5v时接收的是8ma 高：最小2.4v时信号源为-0.4ma2.1.4开关和跳线板卡初始化：初始值的选择（sw1）你可以控制pcl-818l的操作通过在主机上的输入输出端口地址来读写数据。plc-818l需要16个连续单元地址。sw1开关设置板卡开始地址。有效有基础地址范围从hex 000到 hex 3f0。在你的系统中别的设备可以使用这些地址.我们在工厂时把hex 300设置成pcl-818l的初始地址.如果你需要去把它调整成别的地址范围,把sw1开关设置如下:注意:1-6开关控制地址总线如下:switch 1 2 3 4 5 6line a9 a8 a7 a6 a5 a4附录c提供的主机i/o端口地址可以帮助你为标准的主机避开i/o地址 dma通道的选择 （jp1）pcl-818l支持dma数据传送。跳线jp1选择dma通道的1或3。如图 计数器时钟脉冲的选择（jp2）jp2为8254可编程计数器控制时钟脉冲频率输入。你有两个选择：10mhz和1mhz，这让你产生协调输出频率从2.5mhz到0.00023hz(71分/脉冲) trig0 和gate0的选择（jp3）jp3有两个跳线。上面的跳线是当你使用外部触发时选择板卡a/d触发电源。下面的跳线是计数器0的8254板卡计数器选择门控制。上面的外部触发器的跳线源你有两个选择：cn2上的di0（引脚1）或者cn3上的trig0（引脚35）。下面的是跳线计数器0的门控制你有两个选择：连接器cn2上的di2（引脚3）或cn3上的gate0（引脚步36）我们建议你把jp3设置成初始的di0和di2（所有的跳线都在左手的位置），这是因为这样的设置需要软件的驱动。这种设置有两个一样的效果与pcl-718板卡上的开关sw6的7，8完成的功能一样。 d/a内部/外部电压参数（jp4）跳线jp4为pcl-818l的d/a转换选择参数电压源。你可以使用板卡的内部参数或提供一个外部参数。设置jp4如下： 内部电压参数，-10v或-5v(jp5)如果你使用一个内部参数电压(通过jp4设置),pcl-818l提供一个内部dc电压源参数:-5v 和10v的选择jp5选择的信号源如下: 通道的构造,s.e.或diff.(jp6)pcl-818l提供了16个单端或8个微分的模拟输入通道.跳线jp6是单端输入和微分输入之间通道转换.如下 输入电压范围, 5v 或10v(jp7)跳线jp7为a/d转换选择输入电压.当把jp7设置成5v,最大输入电压范围是5v以及可编程输入范围是5v,2.5v,1.25v和0.625v.当你设置成10v时,最大输入电压范围是10v以及可编程的输入范围是10v, 5v, 2.5v, 和 1.25v.jp7设置如下: 数字输出,20引脚或37引脚连接器(jp8-jp11)跳线jp8-jp11在板卡上选择20引脚连接器或37引脚连接器的转换数字输出通道在0到33.3 板卡连接器，转换开关和sw1和电位器的位置板卡硬件跳线配置好以后，将计算机断电后，把plc-818l板卡安装在研华工控机的扩展槽里。然后启动计算机在计算机上安装研华plc-818l板卡的驱动程序和安装研华板卡的检测程序。然后设置板卡的检测程序，使设置和硬件设置一致，板卡的检测程序来检测板卡外部采集的模拟量信号。看板卡是否已经成功的安装上。2.3 研华pcl-726 d/a板卡6路d/a输出卡 12位分辨率双缓冲d/a转换器 16路数字量输入及16路数字量输出 多种电压范围：+/-10v，+/-5v，0+5v，0+10v和420ma电流环pcl-726是一款具有6路12位模拟量输出通道的全长卡.您可以将每个通道的输出范围配置为以下值:0到+5v,0到+10v,+/-5v,+/-10v和4到20ma电流环。 pcl-726是专门为工业环境设计的，对需要输出多路模拟量或电流环的应用是一项理想，经济 的解决方案。除了模拟量输出以外，pcl-726还提供了16位数字量输出和16位数字量输入。 ttl兼容的d/i和d/o端口可以很容易得与我们在工业开/关控制及监测应用中使用的端子连接。pcl-726详细资料： 3.1.1 模拟输出通道：6个通道分辨率：12位.双缓冲器输出范围： 0-5v（单极） 0-10v（单极）+/-5v （双极）4到20毫安循环（正弦）+/-10v同外部直流和交流参考一致参考电压：内部: -5v(+/-0.05v) -10v(+/-0.05v)外部: 直流或交流, +/- 10v max线性: +/- 1/2 位精确度：满刻度范围的 +/- 0.012%.电流循环：常数是4到20毫安的电流接收器输出电压驱动： 最大+/-5ma 电流循环激励电压：最小值+8v，4到20毫安的循环电流的最大值是36v重新设置（上电状态）：重新设置或者上电后，不管是双极或单极，所有的d/a 通道会输出0v电压3.1.2 数字量输入通道： 16位能级： ttl 兼容最低输入：最大0.8v最高输入：最小2.0v输入负载: 0.5v时是-0.4ma 2.7v时是0.05ma 3.1.3 数字量输出通道： 16位能级： ttl 兼容低输出：接收到8ma时最大电压为0.5v高输出：信号源为0.05ma 时最小值为2.4v3.1.5 普通特性i/o 连接器：20个模拟量/数字量输出/输入端口的引脚柱头。可用的适配器可以转换37个引脚的数字类型的连接器。i/o 初始地址：需要16个连续地址单元。初始地址可以通过a8-a4的地址总线进行驶dip转换来定义。（工厂设置为hex 2c0）3.1.6.跳线设置初始地址的选择pcl-726被设计成简单的使用。这里有一个dip开关和7个跳线在pcl-726板卡中以及在这一段中每一个开关的功能的商讨.开关名称：1到5的sw1选择 pcl-726的i/o端口基础地址可以由8个dip开关的位置来进行选择。pcl-726在i/o空间需要16个连续的地址单元。有效的地址是从hex 200到hex 3f0，你可以为别的设备选用一些地址。pcl-726的初始地址在工厂时被设置成2c0。如果需要调整别的地址范围，一系列的初始地址开关设置如下：注意： - on=0，off=1- a4a9与计算机的地址总线是相应的 - *是工厂的初始设置 - 开关6不用3.6.3 等待状态的选择开关名称: 7,8的开关位置一些高速计算可以要求被插入完成稳定数据传送的等待状态.pcl-726可以被配置成0, 2, 4, 6等待延时状态为每一个数据传送.等待状态的长度可以通过开关7,8选择.如图:注意: - *是在工厂的初始值3.6.4 参照和方式的选择跳线的0选择: 每个通道jp1,jp2这里有两个d/a参照电源和每个d/a转换通道的输出方式选择的跳线.jp2设置-5v,-10v或外部电压参考选择,jp1设置d/a输出双极或单极方式.一些典型的jp1和jp2的结合如下所示注意: 1.对于可编程的衰减器函数,输入信号可以与cn3和cn4的“ref in ”引脚相连.2. *是初始值板卡以上硬件跳线配置好以后，将计算机断电后，把plc-726板卡安装在研华工控机的扩展槽里。然后启动计算机在计算机上安装研华plc-726板卡的驱动程序和安装研华板卡的检测程序。然后设置板卡的检测程序，使设置和硬件设置一致，板卡的检测程序来检测板卡外部采集的模拟量信号。看板卡是否已经成功的安装上。2.4 安川 vs-616g5 变频器vs-616g5磁通矢量控制型通用变频器能够直接控制交流感应电动机的电流（力矩）vs-616g5适合任何应用场合，在低速下实现平稳启动（1%额定转速），并且极其精确地运行。它的自动调整（auto-tuning）功能可使世界各地的电动机达到高性能控制。vs-616g5将四种控制方式融为一体，包括磁通矢量和传统的v/f控制。vs-616g5在任何精密机械及多台电机驱动的任何应用中，可提供极佳的驱动。它是改善品质和提高生产效率特别理想的装置。 主要技术规格： 额定输入电压：三相，200v/208v/220v/230v 最大输出电压：三相，200/208/220/230v（对应输入电压） 最大适用电机功率：0.4kw-110kw 额定输入电压：三相，380v/400v/415v/440v/460v 最大输出电压：三相，380v/400v/415v/440v/460v（对应输入电压） 最大适用电机功率：0.4-300kw控制方式：正弦波pwm（控制、带反馈的控制、开环矢量、磁通矢量四种方式任选）启动力矩：150%/0r/min(150%/1hz，不带pg)控制功能：瞬时掉电重启动、控制、固定偏差控制、速度搜寻、过力矩检测、力矩限制、多步速度操作、加减速时间选择、线时序号、速度力矩控制选择、自动整定、力矩控制、吊车定序。 安川变频基本设置：上升时间（acc）：15，下降时间：（dec）：10，正反转（f/r）：正转，最大参考频率（fmax）：50，最大的参考电压（vmax）：380； fbs：50，thr：2，mode：2，prgm：69。 外部模拟量输入为：为fr和fc两个端口。 （端口分配图：见后面）25混料机： 混料机为实验室自己开发设计，委托工厂生产的混料机。其中混料机上电机的额定的参数如下：三相异步电机，型号：y802-4，p=0.75kw，u=380v，i=2.0a，v=1390转/分，f=50hz，接线法：y型。压力传感器：高精度荷重传感器，型号：hs-2，量程：10kg，编号：921191，生产日期：2000年12，生产厂商：安徽传感器系统工程（集团）公司。第3章 自动化软件开发应用3.1工业组态软件组态王亚控组态王6.5kingview北京亚控科技发展有限公司。 组态王6.5是亚控科技在组态王6.0x系列版本成功应用后，广泛征询数千家用户的需求和使用经验，采取先进软件开发模式和流程，由十多位资深软件开发工程师历时一年多的开发，及四十多位试用户一年多的实际现场考验。使用更方便，功能更强大，性能更优异，软件更稳定，质量更可靠。组态王6.5的推出再次验证了亚控科技“以客为尊、务实创新、勤奋正值、协作成长” 的经营理念。亚控科技是一个永远都会将用户利益放在首位的、值得用户信赖的专业自动化软件服务商。internet时代的杰作 随着internet科技日益渗透到生产、生活的各个领域，自动化软件的e趋势已发展成为整合it与工厂自动化的关键。亚控科技一直是这个领域的开拓者，组态王6.5的internet版本立足于门户概念，采用最新的java 2核心技术，功能更丰富，操作更简单。整个企业的自动化监控将以一个门户网站的形式呈现给使用者，并且不同工作职责的使用者使用各自的授权口令完成各自的操作，这包括现场的操作者可以完成设备的起停、中控室的工程师可以完成工艺参数的整定、办公室的决策者可以实时掌握生产成本、设备利用率及产量等数据。组态王6.5的internet功能逼真再现场画面，使您在任何时间任何地点均可实时掌控企业每一个生产细节得以实现，现场的流程画面、过程数据、趋势曲线、生产报表(支持报表打印和数据下载)、操作记录和报警等均轻松浏览。当然您必须要有授权口令才能完成这些。用户还可以自己编辑发布的网站首页信息和图标，成为真正企业信息化的internet门户。 性能卓越的分布式高速历史库 - 柔性结构，按需配置过程数据的存储功能对于任何一个工业自动化系统来说都是至关重要的，随着自动化程度的进一步普及和提高，用户对重要数据的存储和使用的要求也越来越高。面对对大批量实时数据的存储，必须解决同步存储速度响应慢、数据易丢失、存储时间短、存储占用空间大、数据读取访问速度慢等用户最关心的问题。因为用户需要一个实时的、记录准确地、高效的、可节约用户硬件成本的工业过程数据存储方案。组态王6.5顺应这种用户的期望，提供支持毫秒级高速历史数据的存储和查询功能的工业过程数据库。真正的企业级生产过程数据仓库。采用最新数据压缩和搜索引擎技术，数据压缩比优于20%，节约用户硬件成本；一个月内数据(单点，记录间隔10秒)按照每小时间隔，在百毫秒内即可完成查询。真正实现历史库数据的数据追记、数据合并。可以将特殊设备中存储的历史数据片段通过组态王驱动程序完整的合并到历史数据服务器中；也可以将远程站点上的组态王历史数据片段合并到历史数据服务器上。 创造服务新理念 - kingalarm 基于组太王的分布式多媒体报警应用系统对于一个工厂自动化系统来说，关键参数的实时状态跟踪是至关重要的，报警功能作为实现的手段是必不可少的。如何能及时准确的获取报警信息对工程人员来说存在很大的挑战，因为我们不能时刻守在一刻不停不知疲倦的运行的设备周围等待报警的出现。我们综合用户需求，提出解决即时通知报警的一揽子系统。您可以通过：视频：记录现场实时生产过程画面，支持本地或远程实时播放、保存、多画面、回放。同时可以对云台和摄像头进行远程控制。超视距的现场监控得以实现。短信息：进行短消息设置报警项目，如报警对象、短消息的发送时间、接收对象、发送内容等，发送给指定人员。在第一时间将最关键的信息发送给最关心的人。电子邮件：进行电子邮件报警项目，如报警对象、电子邮件地址、邮件服务器地址、发送内容等，发送给指定人员。通过无所不在的网络，您可以随时了解现场设备的运行情况，一切仅在掌握。语音：也可以通过电话，当报警产生时呼叫事前设置好的电话号码，报告您最关心的内容，您还可以进行报警确认和报警状态查询。简约查询现场设备的运行情况，只要是你关心的，vsetalatm都能给你。亚控科技总是能满足您的真实需求！ 精益求精，追求细节的最好体现画面改进:1.支持大画面、导航图：用户可以制作任意大小的画面，利用滚动条和导航图控制画面显示内容；绘制、移动、选择图素时，画面自动跟踪滚动。2.方便的变量替换：可以单独替换某个画面中的变量，也可以在画面中任意选中的图素范围内进行变量替换。3.自定义菜单：支持二级子菜单。4.丰富的提示文本：系统提供丰富的图素提示条文本，包括简单图素和组合图素。5.任意选择画面中的图素：在画面中使用键盘和鼠标结合可以任意选择多个图素进行组合、排列等操作变量:1.定义结构成员时可以定义基本属性，例如变量属性、报警属性和记录属性等。2.定义结构变量时自动继承结构成员的属性。3.结构变量可整体赋值。4.结构变量可作为自定义函数的参数。5.在数据词典中可以任意选择多个变量集中修改变量共有属性。非线性表:非线性表新增导入导出功能，能导出为逗号分隔文件(*.csv)，可在文本状态编辑或传送，编辑完成后还可导入，据此可实现不同工程中的非线性表重复利用。 网络状态的控制和显示 通过引用网络上计算机的“$网络状态”变量得到网络通讯的状态。同时，能够对网络的通讯状态进行控制。对于定义“网络节点”的网络通讯方式，是在网络设备上建立commerr寄存器来完成网络状态的显示和控制。制作一个工程的一般过程 建立新组态王工程的一般过程是：1. 设计图形界面（定义画面）2. 定义设备3. 构造数据库（定义变量）4. 建立动画连接5. 运行和调试需要说明的是，这五个步骤并不是完全独立的，事实上，这四个部分常常是交错进行的。在用组态王画面开发系统编制工程时，要依照此过程考虑三个方面：图形 用户希望怎样的图形画面？也就是怎样用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。数据 怎样用数据来描述工控对象的各种属性？也就是创建一个具体的数据库，此数据库中的变量反映了工控对象的各种属性，比如温度，压力等。连接 数据和图形画面中的图素的连接关系是什么？也就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行，以及怎样让操作者输入控制设备的指令。3.2 matlab工程数据处理及应用 matlab软件是美国mathworks公司推出的，以其强大的功能和易用性受到越来越多的科技工作者的欢迎。matlab由主包和功能各异的工具箱组成，其基本数据结构是矩阵，matlab具有非常强大的计算功能，其已成为世界上应用最广泛的工程计算应用软件之一。matlab 已经成为国际上最流行的科学与工程计算的软件工具，现在的 matlab 已经不仅仅是一个“矩阵实验室”了，它已经成为了一种具有广泛应用前景的全新的计算机高级编程语言了,有人称它为“第四代”计算机语言，它在国内外高校和研究部门正扮演着重要的角色。matlab 语言的功能也越来越强大，不断适应新的要求提出新的解决方法。可以预见，在科学运算、自动控制与科学绘图领域 matlab 语言将长期保持其独一无二的地位。matlab采用c语言编写为核心。matlab的产生是与数学计紧密联系在一起的。matlab的主要功能和特殊性：主要功能： 主要特点：1 数值计算功能 1 功能强大。含有40多个应用于不同领域的工具。 2 符号计算功能 2 界面有好。指令表达示与习惯数学表达式接近。 3 数据分析和可视化功能 3 可扩展性。用户可自由地开发自己的应用程序。4 文字处理功能5 simulink动态仿真功能功能强的数值运算 - 在matlab环境中，有超过500种数学、统计、科学及工程方面的函数可使用，函数的标示自然，使得问 题和解答像数学式子一般简单明了，让使用者可全力发挥在解题方面，而非浪费在电脑操作上。先进的资料视觉化功能 - matlab的物件导向图形架构让使用者可执行视觉数据分，并制作高品质的图形，完成科学性或工程 性图文并茂的文章。 高阶但简单的程式环境 - 做为一种直译式的程式语言，matlab容许使用者在短时间内写完程式，所花的时间约为用 fortran 或 c 的几分之一，而且不需要编译(compile)及联结 (link) 即能执行，同时包含了更多及更容易使用的内建 功能。 开放及可延伸的架构 - matlab容许使用者接触它大多数的数学原使码，检视运算法，更改现存函数，甚至加入自己的函数使 matlab成为使用者所须要的环境。 丰富的程式工具箱 - matlab的程式工具箱融合了套装前软体的优点，与一个灵活的开放但容易操作之环境，这些工具箱提 供了使用者在特别应用领域所需之许多函数。现有工具箱有：符号运算（利用maple v的计算核心执行 ）、影像处理、统计分析、讯号处理、神经网路、模拟分析、控制系统、即时控制、系统确认、强建控 制、弧线分析、最佳化、模糊逻辑、mu分析及合成、化学计量分析。matlab运行界面:第4章 常见问题分析4.1板卡检测输入信号当把pcl-818l和plc-726板卡硬件初始化跳线完成以后，将板卡装入计算机的扩展槽里。启动计算机安装pcl-818l和pcl-726板卡的驱动程序和检测程序。配置好检测程序用来检测板卡的信号。此时pcl-818l a/d板卡不能采集到外部的模拟量信号的输入信号。用组态王也不能正确的采集到外部模拟量输入信号的值。检测程序和组态王中只是一些随机的数在变化。组态王的设置错误：（1） 检查组态王的设备配置向导有没有配置错。例如：板卡的生产的产家、板卡的型号、板卡的基地址。板卡的基地址为：300h 设备：研华系列，pcl-818l型。（2） 组态王的数据词典定义错误。例如：寄存器名称、地址的取值范围、数据类型、变量的类型、读写的属性是否有错误。组态王开发界面里的模拟量输出有没有定义错误。设备配置图外部设备的错误：（1） 检查板卡的硬件跳线和外部的输入形式是否一致。例如：是采用什么样的模拟信号输入，单端或差分信号输入，两者之间是否有错误。外部接线是否是按设定方式输入的形式。采用单端输入。参考电压是外部电压信号还是内部电压信号。采用内部参考电压。（2） 板卡的驱动程序。板卡的驱动程序是否安装上。可以到研华公司的网站上去下载驱动程序。/（3） 连接的电缆是否完好。用数字万用表检查连接的电缆是否有断开的情况。（4） 电源的问题。电源地线问题。（5） 用万用表检测板卡的外部接线端子pcld-8115板子的接线端是否有电压的输入。如果没有的，说明了外部模拟量信号没有信号，检测华控非隔离型放大器和压力传感器的硬件接线是否错误。用数字万用表一级一级的检查。其中放大器和压力传感器都要24v的电源。检测传感器的信号线与电源线上否接错。放大器的输入/输出信号线有没有+，-接线的错误。传感器是电压信号反馈还是电流信号反馈，要与板卡能采集的信号一致，pcl-818l是电压信号输入，是传感器是电流信号反馈，须要在板卡的输入端子加上一个250欧姆的高精密电阻。经检查没有以上错误。板卡的pcld-8115接线板的端子上有电压信号输入。（6） 通过上面的检查说明到板卡的接线端子了有外部的模拟量信号。但是板卡检测不到信号，可能是板卡的a/d转换的芯片坏了。因为pcl-818l能够模拟量输出。如果这样须将板卡寄回研化公司维修，或者是更换一块具有同样功能的其它类型的板卡。（7） 采用模块标准信号输入。这时板卡能够采集到这个标准信号。这说明了板卡没有损坏，而是输入信号有问题。用示波器来显示输入的信号，示波器显示的是一个振荡的波形，此信号按照一定的周期振荡。用示波器检测标准输入信号，在示波器上显示的是一个连续的常数波形。这说明了，板卡不能检测到这个振荡的板形。对华控的非隔离型放大器进行改造。使其输出连续信号。更换一个其它类型的放大器。pcl-726板卡检测程序pcl-818l板卡检测程序4.2 组态王（1） 组态王采集不到正确的外部模拟量信号在前面分析。设备定义和板卡驱动程序。（2） 不同操作系统的平台，组态王不能采集到板卡信号。当你使用的旧的板卡，当以前板卡在win98下运行组态王能够采集到信号，在win2000操作平台下，此是板卡和组态王不能通信。此时须要到组态王的网站： 下载一个驱动程序安装上就可以了。（3） 组态王采集的外部信号与实际不一样，可以找它们之间的关系，然后用matlab软件来找一个它们的关系之间的算法，在组态王的运行界面里给它们转换成想要的数据形式。（4） 在组态王运行中实时曲线的数据显示不了。这是定义的数据词典中的最大值与最大小值的大小定义有问题，太大了，实时的曲线不能显示，太小了也显示不了，要根据实际的值，在定义数据的范围。（5） 组态王的历史曲线没有。是定义数据词典的的记录与安全区定义错误。在这里要定义数据是否要记录。要选择要记录数据。（6） 报警窗口没有报警的对象，这是你在定义数据词典时，定义变量时报警组一栏没有定义报警组。（7） 两个软件平台用dde的相互调用问题，两个个软件平台互相调用，这样充分用到调用软件之间的优点，例如：组态王的监控界面开发和数据采集比较好，但是数据处理能力不强，所以用组态王开发监控界面和采集数据是比较好的。matlab软件的数据处理能力比较强，但是监控界面开发和数据采集比较难，所以用matlab软件进行后台的数据处理，这样充分用到软件的优点。在组态王采集matlab的数据时，只要是组态五中定义一个matlab的dde通信的外部设备，在组态王中定义一个变量rr，这个变量是matlab数据的变量。但matlab软件调用组态王的数据时，只要在matlab软件中直接调用就可以了。运行时要先运行matlab软件在运行组态王软件切换到运行状态。4.3 pid参数pid控制的原理和特点，在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称pid控制，又称pid调节。pid控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用pid控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用pid控制技术。pid控制，实际中也有pi和pd控制。pid控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 比例（p）控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（steady-state error）。 积分（i）控制 在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（system with steady-state error）。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(pi)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 微分（d）控制 在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(pd)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。 4.4 pid控制器的参数整定 pid控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定pid控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。pid控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。pid控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行 pid控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期(3)在一定的控制度下通过公式计算得到pid控制器的参数。综合以上的原理和特点，在组态王的自定义一个增量式的数字pid函数，增量式的数字pid定义如下：pid(float p,float i,float d,float pidset,float pidreturn,float deltapidpre1,float deltapidpre2)/增量pid计算自定义函数/pidout ：