二容水箱過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置上位機(jī)設(shè)計(jì).rar
二容水箱過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置上位機(jī)設(shè)計(jì),①頁(yè)數(shù) 54②字?jǐn)?shù) 20630③ 摘要 摘 要：隨著工業(yè)的發(fā)展，液位控制在各種過(guò)程控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本設(shè)計(jì)以二容水箱實(shí)驗(yàn)液位控制模型為研究對(duì)象，采用模糊控制，并用組態(tài)王進(jìn)行上位機(jī)組態(tài)。組態(tài)界面包括：水箱實(shí)驗(yàn)界面（包括實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線）、報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)...
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二容水箱過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置上位機(jī)設(shè)計(jì)
①頁(yè)數(shù) 54
②字?jǐn)?shù) 20630
③ 摘要
二容水箱過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置上位機(jī)設(shè)計(jì)
摘 要：隨著工業(yè)的發(fā)展，液位控制在各種過(guò)程控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本設(shè)計(jì)以二容水箱實(shí)驗(yàn)液位控制模型為研究對(duì)象，采用模糊控制，并用組態(tài)王進(jìn)行上位機(jī)組態(tài)。組態(tài)界面包括：水箱實(shí)驗(yàn)界面（包括實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線）、報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表、歷史趨勢(shì)曲線。所有畫面的動(dòng)態(tài)顯示用命令語(yǔ)言連接。
在對(duì)二容水箱實(shí)驗(yàn)進(jìn)行組態(tài)的基礎(chǔ)上，將單容水箱液位控制進(jìn)行上位機(jī)組態(tài)，并將模糊控制算法和PID控制算法分別內(nèi)嵌于組態(tài)王后臺(tái)命令語(yǔ)言中，進(jìn)而比較兩種控制算法的控制效果。
Process Control Experiments on Two Water Tanks
System with Supervisory Computer
Abstract：Along with industrial development, level control is getting more and more extensive in various course controls. The design takes the level control model of the experiment installation of two water tanks as study object, adopts fuzzy control, and carries on the Supervisory Computer configuration with the configuration software such as KingView. The configuration interfaces include experimental water interface(including real-time trend curve)，Warning window，Real-time data reports，Historical data reports and Historical trend curves. All the dynamic displays of screens are connected by command language.
On the basis of the configuration of two water tanks experiment, the design completes PC configuration for the level control of single water tank. And then it compares control-effects of Fuzzy control and PID control algorithms through embedding them in the configuration-command language.
Keywords: Two water tanks experiment, KingView, Fuzzy Control, single water tank, PID Control
④目錄
目 錄
1緒論…………………………………………………………………………………1
1.1課題的提出及研究意義…………………………………………………………1
1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀…………………………………………………………………1
1.3本文研究的主要內(nèi)容……………………………………………………………2
2 二容水箱控制系統(tǒng)模型的建立……………………………………………………3
2.1 二容水箱結(jié)構(gòu)的建立……………………………………………………………3
2.2 二容水箱實(shí)驗(yàn)建模………………………………………………………………3
3 二容水箱模糊控制器設(shè)計(jì)…………………………………………………………5
3.1 模糊控制理論介紹………………………………………………………………5
3.2 模糊控制基本思想………………………………………………………………5
3.3 模糊控制器的設(shè)計(jì)………………………………………………………………7
3.4 二容水箱液位控制模糊控制器設(shè)計(jì)……………………………………………8
4 組態(tài)軟件在二容水箱實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用…………………………………………13
4.1 軟件介紹………………………………………………………………………13
4.2 二容水箱實(shí)驗(yàn)組態(tài)……………………………………………………………14
4.2.1 新建工程……………………………………………………………………14
4.2.2 創(chuàng)建組態(tài)畫面………………………………………………………………16
4.2.3 用戶窗口組態(tài)………………………………………………………………16
4.2.4 定義I/O設(shè)備………………………………………………………………17
4.2.5 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)…………………………………………………………………21
4.2.5.1 變量類型…………………………………………………………………22
4.2.5.2 連接設(shè)備…………………………………………………………………23
4.2.6 報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………………………………25
4.2.6.1 定義事件類型和變量的報(bào)警屬性………………………………………25
4.2.6.2報(bào)警的記錄和顯示………………………………………………………28
4.2.7 報(bào)表系統(tǒng)設(shè)置………………………………………………………………29
4.2.8 建立動(dòng)畫連接………………………………………………………………31
4.2.9 運(yùn)行和調(diào)試…………………………………………………………………31
4.2.9.1 主畫面運(yùn)行系統(tǒng)…………………………………………………………32
4.2.9.2 報(bào)警窗口運(yùn)行系統(tǒng)………………………………………………………33
5 基于單容水箱液位控制的不同算法的比較……………………………………34
5.1 單容水箱機(jī)理建?！?4
5.2 單容水箱PID控制……………………………………………………………35
5.3單容水箱實(shí)驗(yàn)組態(tài)……………………………………………………………39
6 總結(jié)………………………………………………………………………………40
附錄 A………………………………………………………………………………43
附錄 B………………………………………………………………………………46
附錄 C………………………………………………………………………………47
附錄 D………………………………………………………………………………48
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………49
致謝……………………………………………………………………………51
⑤關(guān)鍵字
關(guān)鍵詞：二容水箱實(shí)驗(yàn)，組態(tài)王，模糊控制，單容水箱，PID控制
Keywords: Two water tanks experiment, KingView, Fuzzy Control, single water tank, PID Control
⑥參考文獻(xiàn)
[1]王志新,谷云東.隨機(jī)出、入水雙容水箱液位控制實(shí)驗(yàn)及被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型.化工自動(dòng)化及儀表,2006,33(2):13～16.
[2]魏橫華,吳漢生.雙容水箱計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研制.實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2005,24(1):31～32.
[3]Teodor Marcu,Letitia Mirea,Attila Klosz.A Neural Network Approch to Robust Model—Based Diagnosis of Faults in a Three—Tank system [J].IEEE Proceedings of the International Symposium on Computer—Aided Control System Design (ISBNO—7803—3032—3).1996:111—116.
[4]陳廣慶,劉廷瑞,楊興華.基于MCGS組態(tài)軟件的液位串級(jí)控制系統(tǒng).煤礦機(jī)械,2007,28(9):92～94.
[5]吳清亮.組態(tài)軟件在生產(chǎn)過(guò)程控制中的應(yīng)用及研究.碩士學(xué)位論文.河海大學(xué)，2003.
[6]陳薇,吳剛.非線性雙容水箱建模與預(yù)測(cè)控制.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),2006,18(8):2078～2081.
[7]畢文彬.嵌入式圖形組態(tài)軟件的研究與開(kāi)發(fā).碩士學(xué)位論文.大連理工大學(xué)，2006.
[8]N K Poulsen, B Kouvaritakis,M Cannon.Nonlinear constrained predictive control applied to a couple—tank.Apparatus [J].IEE Proc.—Control Theroy Appl.(s1350—2379).2001,148(1):17—24.
[9]孫紅英，顏德文，李斌.基于參數(shù)自整定模糊PID的三容水箱液位控制. 電器應(yīng)用，2006，25（8）：97～99.
[10]韓啟綱，吳錫祺.模糊控制技術(shù)與儀表裝置.北京：中國(guó)計(jì)量出版社，1997，7：75～140.
[11]章衛(wèi)國(guó)，楊向忠.模糊控制理論與應(yīng)用.陜西：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2001，2：48～63.
[12]趙科.三容水箱的建模及基于T-S模型的模糊PID控制.碩士學(xué)位論文.內(nèi)蒙古:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué),2006.
[13]諸靜等著.模糊控制原理與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.
[14]王登貴.PLC模塊化生產(chǎn)設(shè)備計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.碩士學(xué)位論文.陜西:西北農(nóng)林科技大學(xué),2007.
[15]林威漢,高春光,張海濤.國(guó)內(nèi)組態(tài)軟件的現(xiàn)狀與未來(lái).時(shí)代前沿,2002,6:9～12.
[16]孫旭松.PLC與上位機(jī)的通信實(shí)現(xiàn).科技資訊,2006,25:81～82.
[17]李訓(xùn)杰.MCGS組態(tài)軟件在供水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2005,18(2):51～68.
[18]李丹,呂瑞典,謝沖等.MCGS組態(tài)軟件在控制實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的應(yīng)用.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2006,(3):107～108.
[19]武麗.基于MCGS的鍋爐液位-流量串級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì).工礦自動(dòng)化,2004,(5):32～33.
[20]溫建軍.基于組件對(duì)象模型的上位機(jī)---PLC串行通訊程序設(shè)計(jì).電子工業(yè)專用設(shè)備,2007,152:70～73.
[21]魏金城,白申義.MCGS開(kāi)發(fā)的液位控制上位機(jī)監(jiān)控.工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2007，20（2）:47～48.
[22]洪偉.大高爐上位機(jī)系統(tǒng)MASBF的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).冶金自動(dòng)化,1993,17(1):15～18.
[23]陳丹丹,張秀宇,王建國(guó).雙容水箱虛擬實(shí)驗(yàn)裝置的研制.儀器儀表用戶，2007，2（2）：43～44.
[24]呂項(xiàng)羽.小型水電站監(jiān)控系統(tǒng)的研制.碩士學(xué)位論文.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2005.
[25]賈鯤.監(jiān)控組態(tài)軟件平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).碩士學(xué)位論文.中南大學(xué)，2006.
[26]呂凌歐.嵌入式人機(jī)界面組態(tài)軟件研究.碩士學(xué)位論文.大連理工大學(xué)，2006.
[27]王曉鵬.三容水箱液位控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真與多變量過(guò)程的在線監(jiān)測(cè). 碩士學(xué)位論文.濟(jì)南：山東大學(xué)，2005.
[28]牛廣玉，張雷，淮小利.基于LabVIEW的水箱平臺(tái)設(shè)計(jì)及PID控制特性分析.儀表技術(shù)與傳感器，2007，7：25～28.
[29]劉振宇.基于液位控制的不同算法的研究.農(nóng)業(yè)與技術(shù),2007,27(4):164～165.
[30]傅巍.引水式小型水電站閘門自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的研究. 碩士學(xué)位論文.沈陽(yáng)：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.
[31]張玉華.組態(tài)軟件中控制算法的應(yīng)用及研究.碩士學(xué)位論文.河海大學(xué)，2004.
[32]杜志偉，陳輝，尹力.階躍響應(yīng)模型在三容水箱中的預(yù)測(cè)控制. 碩士學(xué)位論文.黑龍江：東北林業(yè)大學(xué)，2003，16（2）：30～31.
[33]侯濤，董海鷹.基于THJ-3型的二容水箱模糊控制器設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，24（6）：107～109.
[34]趙建華，沈永良.一種自適應(yīng)PID控制算法.自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2001，27（3）：417～420.
①頁(yè)數(shù) 54
②字?jǐn)?shù) 20630
③ 摘要
二容水箱過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置上位機(jī)設(shè)計(jì)
摘 要：隨著工業(yè)的發(fā)展，液位控制在各種過(guò)程控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本設(shè)計(jì)以二容水箱實(shí)驗(yàn)液位控制模型為研究對(duì)象，采用模糊控制，并用組態(tài)王進(jìn)行上位機(jī)組態(tài)。組態(tài)界面包括：水箱實(shí)驗(yàn)界面（包括實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線）、報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表、歷史趨勢(shì)曲線。所有畫面的動(dòng)態(tài)顯示用命令語(yǔ)言連接。
在對(duì)二容水箱實(shí)驗(yàn)進(jìn)行組態(tài)的基礎(chǔ)上，將單容水箱液位控制進(jìn)行上位機(jī)組態(tài)，并將模糊控制算法和PID控制算法分別內(nèi)嵌于組態(tài)王后臺(tái)命令語(yǔ)言中，進(jìn)而比較兩種控制算法的控制效果。
Process Control Experiments on Two Water Tanks
System with Supervisory Computer
Abstract：Along with industrial development, level control is getting more and more extensive in various course controls. The design takes the level control model of the experiment installation of two water tanks as study object, adopts fuzzy control, and carries on the Supervisory Computer configuration with the configuration software such as KingView. The configuration interfaces include experimental water interface(including real-time trend curve)，Warning window，Real-time data reports，Historical data reports and Historical trend curves. All the dynamic displays of screens are connected by command language.
On the basis of the configuration of two water tanks experiment, the design completes PC configuration for the level control of single water tank. And then it compares control-effects of Fuzzy control and PID control algorithms through embedding them in the configuration-command language.
Keywords: Two water tanks experiment, KingView, Fuzzy Control, single water tank, PID Control
④目錄
目 錄
1緒論…………………………………………………………………………………1
1.1課題的提出及研究意義…………………………………………………………1
1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀…………………………………………………………………1
1.3本文研究的主要內(nèi)容……………………………………………………………2
2 二容水箱控制系統(tǒng)模型的建立……………………………………………………3
2.1 二容水箱結(jié)構(gòu)的建立……………………………………………………………3
2.2 二容水箱實(shí)驗(yàn)建模………………………………………………………………3
3 二容水箱模糊控制器設(shè)計(jì)…………………………………………………………5
3.1 模糊控制理論介紹………………………………………………………………5
3.2 模糊控制基本思想………………………………………………………………5
3.3 模糊控制器的設(shè)計(jì)………………………………………………………………7
3.4 二容水箱液位控制模糊控制器設(shè)計(jì)……………………………………………8
4 組態(tài)軟件在二容水箱實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用…………………………………………13
4.1 軟件介紹………………………………………………………………………13
4.2 二容水箱實(shí)驗(yàn)組態(tài)……………………………………………………………14
4.2.1 新建工程……………………………………………………………………14
4.2.2 創(chuàng)建組態(tài)畫面………………………………………………………………16
4.2.3 用戶窗口組態(tài)………………………………………………………………16
4.2.4 定義I/O設(shè)備………………………………………………………………17
4.2.5 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)…………………………………………………………………21
4.2.5.1 變量類型…………………………………………………………………22
4.2.5.2 連接設(shè)備…………………………………………………………………23
4.2.6 報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………………………………25
4.2.6.1 定義事件類型和變量的報(bào)警屬性………………………………………25
4.2.6.2報(bào)警的記錄和顯示………………………………………………………28
4.2.7 報(bào)表系統(tǒng)設(shè)置………………………………………………………………29
4.2.8 建立動(dòng)畫連接………………………………………………………………31
4.2.9 運(yùn)行和調(diào)試…………………………………………………………………31
4.2.9.1 主畫面運(yùn)行系統(tǒng)…………………………………………………………32
4.2.9.2 報(bào)警窗口運(yùn)行系統(tǒng)………………………………………………………33
5 基于單容水箱液位控制的不同算法的比較……………………………………34
5.1 單容水箱機(jī)理建?！?4
5.2 單容水箱PID控制……………………………………………………………35
5.3單容水箱實(shí)驗(yàn)組態(tài)……………………………………………………………39
6 總結(jié)………………………………………………………………………………40
附錄 A………………………………………………………………………………43
附錄 B………………………………………………………………………………46
附錄 C………………………………………………………………………………47
附錄 D………………………………………………………………………………48
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………49
致謝……………………………………………………………………………51
⑤關(guān)鍵字
關(guān)鍵詞：二容水箱實(shí)驗(yàn)，組態(tài)王，模糊控制，單容水箱，PID控制
Keywords: Two water tanks experiment, KingView, Fuzzy Control, single water tank, PID Control
⑥參考文獻(xiàn)
[1]王志新,谷云東.隨機(jī)出、入水雙容水箱液位控制實(shí)驗(yàn)及被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型.化工自動(dòng)化及儀表,2006,33(2):13～16.
[2]魏橫華,吳漢生.雙容水箱計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研制.實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2005,24(1):31～32.
[3]Teodor Marcu,Letitia Mirea,Attila Klosz.A Neural Network Approch to Robust Model—Based Diagnosis of Faults in a Three—Tank system [J].IEEE Proceedings of the International Symposium on Computer—Aided Control System Design (ISBNO—7803—3032—3).1996:111—116.
[4]陳廣慶,劉廷瑞,楊興華.基于MCGS組態(tài)軟件的液位串級(jí)控制系統(tǒng).煤礦機(jī)械,2007,28(9):92～94.
[5]吳清亮.組態(tài)軟件在生產(chǎn)過(guò)程控制中的應(yīng)用及研究.碩士學(xué)位論文.河海大學(xué)，2003.
[6]陳薇,吳剛.非線性雙容水箱建模與預(yù)測(cè)控制.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),2006,18(8):2078～2081.
[7]畢文彬.嵌入式圖形組態(tài)軟件的研究與開(kāi)發(fā).碩士學(xué)位論文.大連理工大學(xué)，2006.
[8]N K Poulsen, B Kouvaritakis,M Cannon.Nonlinear constrained predictive control applied to a couple—tank.Apparatus [J].IEE Proc.—Control Theroy Appl.(s1350—2379).2001,148(1):17—24.
[9]孫紅英，顏德文，李斌.基于參數(shù)自整定模糊PID的三容水箱液位控制. 電器應(yīng)用，2006，25（8）：97～99.
[10]韓啟綱，吳錫祺.模糊控制技術(shù)與儀表裝置.北京：中國(guó)計(jì)量出版社，1997，7：75～140.
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[12]趙科.三容水箱的建模及基于T-S模型的模糊PID控制.碩士學(xué)位論文.內(nèi)蒙古:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué),2006.
[13]諸靜等著.模糊控制原理與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.
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[15]林威漢,高春光,張海濤.國(guó)內(nèi)組態(tài)軟件的現(xiàn)狀與未來(lái).時(shí)代前沿,2002,6:9～12.
[16]孫旭松.PLC與上位機(jī)的通信實(shí)現(xiàn).科技資訊,2006,25:81～82.
[17]李訓(xùn)杰.MCGS組態(tài)軟件在供水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2005,18(2):51～68.
[18]李丹,呂瑞典,謝沖等.MCGS組態(tài)軟件在控制實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的應(yīng)用.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2006,(3):107～108.
[19]武麗.基于MCGS的鍋爐液位-流量串級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì).工礦自動(dòng)化,2004,(5):32～33.
[20]溫建軍.基于組件對(duì)象模型的上位機(jī)---PLC串行通訊程序設(shè)計(jì).電子工業(yè)專用設(shè)備,2007,152:70～73.
[21]魏金城,白申義.MCGS開(kāi)發(fā)的液位控制上位機(jī)監(jiān)控.工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2007，20（2）:47～48.
[22]洪偉.大高爐上位機(jī)系統(tǒng)MASBF的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).冶金自動(dòng)化,1993,17(1):15～18.
[23]陳丹丹,張秀宇,王建國(guó).雙容水箱虛擬實(shí)驗(yàn)裝置的研制.儀器儀表用戶，2007，2（2）：43～44.
[24]呂項(xiàng)羽.小型水電站監(jiān)控系統(tǒng)的研制.碩士學(xué)位論文.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2005.
[25]賈鯤.監(jiān)控組態(tài)軟件平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).碩士學(xué)位論文.中南大學(xué)，2006.
[26]呂凌歐.嵌入式人機(jī)界面組態(tài)軟件研究.碩士學(xué)位論文.大連理工大學(xué)，2006.
[27]王曉鵬.三容水箱液位控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真與多變量過(guò)程的在線監(jiān)測(cè). 碩士學(xué)位論文.濟(jì)南：山東大學(xué)，2005.
[28]牛廣玉，張雷，淮小利.基于LabVIEW的水箱平臺(tái)設(shè)計(jì)及PID控制特性分析.儀表技術(shù)與傳感器，2007，7：25～28.
[29]劉振宇.基于液位控制的不同算法的研究.農(nóng)業(yè)與技術(shù),2007,27(4):164～165.
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[31]張玉華.組態(tài)軟件中控制算法的應(yīng)用及研究.碩士學(xué)位論文.河海大學(xué)，2004.
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