文档介绍：内蒙古科技大学
实训报告
实训题目: 基于图形编程的工业控制算法仿真系统设计
指导教师:
报告人姓名:
专业: 控制理论与控制工程
报告人学号:
日期: 2011年12月30日
目录
目录 1
第一章绪论 3
3
3
4
4
5
第二章总体设计方案 6
总体设计思路 6
7
8
第三章功能模块的设计 9
IEC61131-3标准 9
功能块图(FBD-Function Block Diagram)的有关内容 10
本课题中设计的功能块 11
11
13
功能模块的操作过程 15
17
双缓冲绘图 19
第四章控制系统组态 20
控制组态图 20
20
直线操作过程 21
该软件中画出的控制组态系统 23
组态编译 23
27
控制系统结构图的运行 31
通信下载 32
第五章总结 35
参考文献 36
第一章绪论
随着经济的发展、技术的进步,冶金、电力、化工、制药等行业的自动化应用水平逐年提高,以往简单的由继电器、接触器构成的自动控制系统已经被以微控制器为核心的先进控制器器取代,具备高可靠性、强实时性、强大运算能力的先进控制器是工业企业自动化应用的核心设备。
目前,工业控制中应用的控制器以PLC、工控机以及DCS工作站为主,特别是在以PLC为代表的顺序控制,以及以DCS为代表的过程控制中,梯形图、结构图为代表的图形化编程方法具有开发简单、可靠性好的突出优点,得到了广泛的应用。目前,PLC的核心技术把握在西门子、三菱等少数国外厂家的手中,一方面造价很高,另一方面其扩展性受到PLC生产厂家的限制,不利于企业特别是中小企业大规模的推广和应用。而在流程工业中广泛应用的DCS系统中,其控制器一般以DCS工作站的形式提供,具有控制系统回路组态的能力,其缺点是成本较高,厂家一般提供整体解决方案,不同厂家间的异构系统难以集成。
本课题提出一种先进控制器的研发方案,支持控制系统回路组态的能力,支持以结构图为代表的过程控制,类似传统DCS系统的工作站,可用于中小型过程控制系统。开发一种同时具有顺序控制和过程控制功能的先进控制器,支持图形化编程方法,具有成本低、可靠性高、计算能力强的优点。该控制器的研发将为工业企业的自动化应用提供一种低成本的解决方案,可以一定程度上替代造价高昂的PLC等控制器,具有广阔的应用前景。
工程中普遍使用的组态软件在进行控制组态时,控制策略基本都需要自动化工程技术人员通过编写相应的程序代码来完成,而且多数组态软件都不提供控制策略的仿真功能,不利于工程人员的组态工作。尤其是系统调试时,必须在控制室现场进行,由于不能直接查看各算法模块的输出结果,也就不能直观的了解控制策略的控制性能,显然不利于降低调试成本和降低工艺投放风险。因此,有必要开发人机界面友好、操作简单方便、组态灵活,且支持仿真的控制组态软件。
组态软件,又称组态监控软件系统软件。译自英文SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition(数据采集与监视控制)。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,使用灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件的应用领域很广,可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统(RTU System,Remote Terminal Unit)。
组态软件在国内是一个约定俗成的概念,并没有明确的定义,它可以理解为“组态式监控软件”。“组态(Configure)”的含义是“配置”、“设定”、“设置”等意思,是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需要的软件功能,而不需要编写计算机程序,也就是所谓的“组态”。它有时候也称为“二次开发”,组态软件就称为“二次开发平台”。“监控(Supervisory Control)”,即“监视和控制”,是指通过计算机信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理