基于组态王的锅炉自动控制系统
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1 胡锡恒, 徐宠跃. 时变滞后系统自适应控制. 信息与控制, 1986(4) 2 何克忠, 李伟. 计算机控制系统. 北京: 清华大学出版社, 1998 3 李友善. 自动控制原理. 北京: 国防工业出版社, 1981 4 冯纯伯, 史维. 自适应控制. 北京: 电子工业出版社, 1986
5 李士勇. 模糊控制, 神经控制和 智能控制. 哈 尔滨: 哈尔 滨工业大 学出版社, 1998
基于组态王的锅炉自动控制系统 吴 锐, 等
自适应性。
5 结论
本文提出的自补偿 PID 控制算法无需直接辨识对 象的阶和 时滞, 是 一种 对系 统 时滞 补偿 的 控制 方 法。 自校正算法在系统阶和时 滞发生 较大 变化时, 能保持 系统稳定, 且有良 好的动 静态 响应品 质。理论 与仿真 都证明是一种对时滞系统有效的控制算法, 简洁实 用, 易于工程实现。控制思路对模糊控制同样有效。 参考文献
自动浇注系统的智能控制 薛迎成, 等
使用时, 只需在声明部分类似声明: Declare Function Return Value Lib ProjectPathname/ Ctrol. dll ( ByVal parametrel as Long, ByVal parametre2 as Long, . . . ) As Long.
理功能, 为使用者提供了极大的方便, 目前市场上主要 都是这些国外软件。组态软件因其方便的界面设计而
1 系统概述
使参数显示及图形动画变 得非常 容易, 但本身 并不具 备控制组态功能, 因此往往用在上位机上, 控制功能仍
系统 基于组 态王 5 1, 并结 合 Visual Bas1- 5 0 混 合编程。组态王是北 京亚 控自动 化软件 公司 的产品,
自动控制 提供给 用 户修 改 控 制 参数 的 窗 口, 进 行 DDE 链 接。通过调用函数 ReBuildUnConnectDDE( ) 实现。
3 组态王的不足及解决方案
3. 1 组态王的不足 尽管组态王提供 了便利 的界 面设计, 能够 方便地
实现数据显示, 但由 于其提 供的命 令语言 环境 功能较 弱, 对于较复杂的控制算法很难实现。另外, 由于组态 软件均是以点数 ( 系统中 变量的个 数) 计 费, 而 控制算 法中所需要的许多中间变量, 均需占用软件点数, 这显 然要增加更多的 软件费 用。为此, 要设法 让控 制算法 在组态王外另行实现。
2 刘柄文, 编著. 精通 Visual Basic6. 0 中文版[ M] . 北 京: 电子工业出
版社, 1999
3 王常力, 编著. 工业控制 计算机系 统 电子工业出版社, 1993
设计与 应用 [M] . 北京:
收稿日期: 2002- 01- 03。 第一作者吴锐, 男, 1977 年生, 2000 年毕业于哈尔滨工业大学; 主要 从 事计 算机 控制 、智 能控 制等 方面 的研 究工 作。
需要单回路调节器和可编 程控制 器等 下位机 来实 现。 本文结合一款国产组态软件 组态王( Kingview) , 利 用 VB 编程来补充其控制功能, 使显示与控制在 1 台计
自问世以来, 现 在已 发展到 6 0 版 本。该软 件具 有一 般组态软件的共有 特点, 为 开发者 提供了 丰富 的图库 及图库开发工具, 用 户可根 据自己 的需要 创建 新的控
one computer, and advanced control algorithms can be used. Thus a low cost and good performance boiler monitoring system is obtained.
Key words Boiler control Kingview DDE linkage
2 系统设计及实现
该系统是用来对锅炉运行状态进行监控并具有自 动调 整 的 功 能。 硬 件 部 分 包 括 研 华 工 控 机、研 华 PCL813A/ D 数据采集 卡、研 华 PCL726D/ A 数 据卡。系 统通过 813 将锅炉各运行参数实时采集 到组态王对应 变量中, 由 组态 王 统一 管理, 给出 系 统各 部分 运 行趋 势、报表及报警事件, 并根据系统设置和一定的控制算 法, 通过 726 向执行 机构 发出控 制调 节信 号或 连锁信 号, 保证系统的正常运行。系统包括以下几部分:
8 Astr m K J, Jwittenmark B. Adaptive control. Workingham: AddisonWesley, 1989
9 Astr m K J. Sel-f tuning regulator design principles and application. New York: Academic Press, 1980
6 Kurz H, Goedecke W. Digital parameter- adaptive control of processes with unknown dead time, Automatica, 1981, 17( 11) : 245~ 252
7 Narendra K S, Annaswamy A M . Stable adaptive systems. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1989
报警日记 记录着系统运行 中的各 种报 警事件、报警 时的状 态值, 及报警处理, 并 可根据 事件 的轻重 缓急, 设定报 警优先级。分实时报警和历史报警。这些均在数据变 量的属性中进行设定。
报表 分实时报表和历 史报表, 前者 记录着 系统 所有运 行参数的当前值, 后 者保存 着系统 运行以 来的 各参数 的所有值, 可定时找印, 也可随时打印。按照组态王提 供的报表格 式进行 编辑, 调 用系 统函 数 ReportPrint( ) , 进行报表打印。
0 引言
又可以实现单回路调节器和可编程控制器所没有的先 进控制算法。同时许多控制变量不再占用组态王的点
工业控制中, 组态软件正得到越来越普遍的使 用, FIX、INTOUCH 等均是 组态软 件中 的优秀 代表, 它们提 供了丰富的图像显示, 数据库处理, 对象连接等数据管
数, 降低了软件的成 本, 从而 得到 了一种 经济 有效、方 便实用的锅炉监控系统的实现。该系统目前正在牡丹 江制油厂 1# 与 2# 锅炉上稳定运行。
此外, 对 于 控 制 模 块, 可 以 做 成 DLL ( 动 态 链 接 库) , 比如 Ctrol. dll, 只 要定 义好统 一的 接口, 便 可直接 在 VB 中调用, 这样可以大大增强程序的通用性。
DLL 是一个函 数( 过程 ) 库, 由被 其 它程 序或 DLL 调用的函数集合组 成的可 执行 文件 模块, DLL 的代码 并不是应用程序的组成部 分, 而是 在运 行时链 接到应 用程序中, 故称为动态链接库。
( dynamic data exchange, DDE) 连接, 可 以把控制 算法在 VB 应用程序中实现, 作为控制模块, 使其 在后台运行。 结构框图如图 2 所示。技术可以把一种应用程序中的 数据动态地链接到 另一种 应用程 序中, 使 两种 完全不 同 的应 用程序 可以交换 数据, 进行通 信, 在Windows环
图 1 锅炉监控工艺图
利用组态王提供 的图 库和画 图工 具, 在一 个画面 上像搭积木式地搭建出一 幅图画, 利用 数据链 接把画 面上的对象与其对应的数 据变量 联系 起来, 采 用一定 的命令语言, 让画面动起来。
仪表图 各种柱形和圆形仪表动态地显示出锅炉各运行参
3. 2 解决方案 利用组态王支持与 VB 应 用程序 的动态数 据交换
数, 包括蒸汽压力、汽包 液位、除 氧压 力、除氧 液位 等。
图 2 DDE 传输框图
源自文库
46
PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION, Vol. 23, No. 11, Nov. , 2002
境下 为 多个 应 用 程 序 之 间以 客 户 端/ 服 务 器 ( client/ server) 方式建立一条动态 数据链 路。当原始 数据变化 时, 可以自动更新链接的数据。
4 结束语
在监控点数较多的情况下采用工控机是一种经济
实用的做法, 随着工控机的性能不断提高, 完全可以将
显示与控制在 1 台计算机上实现, 从而大大降低成本。
国内组态软件正在逐步发展、逐渐成熟中, 充分利用其
有利的部分并结合 自己的 解决方 案, 同样 可以 达到令
人满意的监控效果。
参考文献
1 北京亚控自动化软件科技公司, 组态王 5. 1 使用手册[ Z] . 2000
算机上实现, 既利用了组态软件方便的界面设计功 能, 件并在画面上自 由搭配。在 每个 画面, 提 供了 方便的
45
自动化仪表 第 23 卷第 11 期 2002 年 11 月
数据连接, 让对象与系统变量参数很容易地对应起 来。 这使得以往繁琐复杂的界 面设计 变得 轻松容 易, 这也 正是组态软件的 一大特 色。另外, 组态 王提供 了大量 的设备驱动程序, 在安装完新设备后, 只需进行简单的 选择设置便可使新设备正 常工作, 而无 需再单 独安装 设备驱动程序。它内建了许多的系统函数、控件函 数、 配方管理函数、命令语言函数, 可以方便地实现画面的 动态显示, 创建配方, 生成 数据报 告, 进 行简单 的系统 控制。它还具有很强的数据处理能力和一定的网络功 能, 可以实 现分 布 式历 史数 据 库的 管理。 组态 王 5 1 采且 32 位代码, 运行于 Windows 98/ NT 平台, 全中文界 面。
收稿日期: 2002- 05- 03。 第一作者于标, 男, 1962 年生, 1983 年毕业于山东科技大学, 2000 年 于河海大学获硕士学位, 讲师; 从事测量与控制领域的研究, 发表论文 5 篇。
基于组态王的锅炉自动控制系统
Kingview Based Automatic Boiler Control System
工艺图 锅炉监控包括锅炉工作的整个流程, 可直观、动态 地显示出锅炉各部位重要参数的变化, 如图 1 所示。
其可以在仪表库中选择合适的仪表, 通过数据链接, 让 仪表参数与变量相对应。
趋势图 包括实时趋势和 历史趋 势曲 线, 并可 根据 需要随 时打印。在做出趋势图后, 只需进行数据连接, 让参数 变化反映到 趋势图 上, 调用 系统 的打 印函 数 PrintWindow( ) , 实现打印。
运行时, 组态王运行在前端, 实时动态的显示着各 种运行数据, 并向操作人员提供直观的仪表显示, 还伴 有语音报警; VB 应 用程序运 行在后 台, 一般 情况下并 不可见( 当需要进行控制参数调整时, 可将其激活置于 前台) 。在 组态王 与应 用程 序建 立 DDE 链 接后, 组态 王首先作为服务器, VB 应用程序作为客户端从服务器 ( 组态王) 动态取 出各运 行参数值, 按照 事先的 控制算 法进 行运 算, 并 将结果 ( 返 回值 ) 迅 速传 回组态 王, 此 时, VB 应用程序作 为服 务器, 组 态王为 客户 端。这个 过程自系统运行开始始终 进行着, 该返 回值即 为控制 信号, 通过 726 发出至执行机构。
吴 锐 季春光
( 哈尔滨工业大学计算机学院, 哈尔滨 150001)
摘 要 基于国产组态软件 组态王, 利用 VB 编程和 DDE 链接, 使显示与控制在 1 台计算机上实现, 并能使用先进的控制算法, 从 而得到了一个成本低、性能好的锅炉监控系统。
关键词 锅炉控制 组态王 DDE 链接
Abstract Based on domestic configuration software Kingview and by using VB programming and DDE linkage, display and control are implemented in
5 李士勇. 模糊控制, 神经控制和 智能控制. 哈 尔滨: 哈尔 滨工业大 学出版社, 1998
基于组态王的锅炉自动控制系统 吴 锐, 等
自适应性。
5 结论
本文提出的自补偿 PID 控制算法无需直接辨识对 象的阶和 时滞, 是 一种 对系 统 时滞 补偿 的 控制 方 法。 自校正算法在系统阶和时 滞发生 较大 变化时, 能保持 系统稳定, 且有良 好的动 静态 响应品 质。理论 与仿真 都证明是一种对时滞系统有效的控制算法, 简洁实 用, 易于工程实现。控制思路对模糊控制同样有效。 参考文献
自动浇注系统的智能控制 薛迎成, 等
使用时, 只需在声明部分类似声明: Declare Function Return Value Lib ProjectPathname/ Ctrol. dll ( ByVal parametrel as Long, ByVal parametre2 as Long, . . . ) As Long.
理功能, 为使用者提供了极大的方便, 目前市场上主要 都是这些国外软件。组态软件因其方便的界面设计而
1 系统概述
使参数显示及图形动画变 得非常 容易, 但本身 并不具 备控制组态功能, 因此往往用在上位机上, 控制功能仍
系统 基于组 态王 5 1, 并结 合 Visual Bas1- 5 0 混 合编程。组态王是北 京亚 控自动 化软件 公司 的产品,
自动控制 提供给 用 户修 改 控 制 参数 的 窗 口, 进 行 DDE 链 接。通过调用函数 ReBuildUnConnectDDE( ) 实现。
3 组态王的不足及解决方案
3. 1 组态王的不足 尽管组态王提供 了便利 的界 面设计, 能够 方便地
实现数据显示, 但由 于其提 供的命 令语言 环境 功能较 弱, 对于较复杂的控制算法很难实现。另外, 由于组态 软件均是以点数 ( 系统中 变量的个 数) 计 费, 而 控制算 法中所需要的许多中间变量, 均需占用软件点数, 这显 然要增加更多的 软件费 用。为此, 要设法 让控 制算法 在组态王外另行实现。
2 刘柄文, 编著. 精通 Visual Basic6. 0 中文版[ M] . 北 京: 电子工业出
版社, 1999
3 王常力, 编著. 工业控制 计算机系 统 电子工业出版社, 1993
设计与 应用 [M] . 北京:
收稿日期: 2002- 01- 03。 第一作者吴锐, 男, 1977 年生, 2000 年毕业于哈尔滨工业大学; 主要 从 事计 算机 控制 、智 能控 制等 方面 的研 究工 作。
需要单回路调节器和可编 程控制 器等 下位机 来实 现。 本文结合一款国产组态软件 组态王( Kingview) , 利 用 VB 编程来补充其控制功能, 使显示与控制在 1 台计
自问世以来, 现 在已 发展到 6 0 版 本。该软 件具 有一 般组态软件的共有 特点, 为 开发者 提供了 丰富 的图库 及图库开发工具, 用 户可根 据自己 的需要 创建 新的控
one computer, and advanced control algorithms can be used. Thus a low cost and good performance boiler monitoring system is obtained.
Key words Boiler control Kingview DDE linkage
2 系统设计及实现
该系统是用来对锅炉运行状态进行监控并具有自 动调 整 的 功 能。 硬 件 部 分 包 括 研 华 工 控 机、研 华 PCL813A/ D 数据采集 卡、研 华 PCL726D/ A 数 据卡。系 统通过 813 将锅炉各运行参数实时采集 到组态王对应 变量中, 由 组态 王 统一 管理, 给出 系 统各 部分 运 行趋 势、报表及报警事件, 并根据系统设置和一定的控制算 法, 通过 726 向执行 机构 发出控 制调 节信 号或 连锁信 号, 保证系统的正常运行。系统包括以下几部分:
8 Astr m K J, Jwittenmark B. Adaptive control. Workingham: AddisonWesley, 1989
9 Astr m K J. Sel-f tuning regulator design principles and application. New York: Academic Press, 1980
6 Kurz H, Goedecke W. Digital parameter- adaptive control of processes with unknown dead time, Automatica, 1981, 17( 11) : 245~ 252
7 Narendra K S, Annaswamy A M . Stable adaptive systems. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1989
报警日记 记录着系统运行 中的各 种报 警事件、报警 时的状 态值, 及报警处理, 并 可根据 事件 的轻重 缓急, 设定报 警优先级。分实时报警和历史报警。这些均在数据变 量的属性中进行设定。
报表 分实时报表和历 史报表, 前者 记录着 系统 所有运 行参数的当前值, 后 者保存 着系统 运行以 来的 各参数 的所有值, 可定时找印, 也可随时打印。按照组态王提 供的报表格 式进行 编辑, 调 用系 统函 数 ReportPrint( ) , 进行报表打印。
0 引言
又可以实现单回路调节器和可编程控制器所没有的先 进控制算法。同时许多控制变量不再占用组态王的点
工业控制中, 组态软件正得到越来越普遍的使 用, FIX、INTOUCH 等均是 组态软 件中 的优秀 代表, 它们提 供了丰富的图像显示, 数据库处理, 对象连接等数据管
数, 降低了软件的成 本, 从而 得到 了一种 经济 有效、方 便实用的锅炉监控系统的实现。该系统目前正在牡丹 江制油厂 1# 与 2# 锅炉上稳定运行。
此外, 对 于 控 制 模 块, 可 以 做 成 DLL ( 动 态 链 接 库) , 比如 Ctrol. dll, 只 要定 义好统 一的 接口, 便 可直接 在 VB 中调用, 这样可以大大增强程序的通用性。
DLL 是一个函 数( 过程 ) 库, 由被 其 它程 序或 DLL 调用的函数集合组 成的可 执行 文件 模块, DLL 的代码 并不是应用程序的组成部 分, 而是 在运 行时链 接到应 用程序中, 故称为动态链接库。
( dynamic data exchange, DDE) 连接, 可 以把控制 算法在 VB 应用程序中实现, 作为控制模块, 使其 在后台运行。 结构框图如图 2 所示。技术可以把一种应用程序中的 数据动态地链接到 另一种 应用程 序中, 使 两种 完全不 同 的应 用程序 可以交换 数据, 进行通 信, 在Windows环
图 1 锅炉监控工艺图
利用组态王提供 的图 库和画 图工 具, 在一 个画面 上像搭积木式地搭建出一 幅图画, 利用 数据链 接把画 面上的对象与其对应的数 据变量 联系 起来, 采 用一定 的命令语言, 让画面动起来。
仪表图 各种柱形和圆形仪表动态地显示出锅炉各运行参
3. 2 解决方案 利用组态王支持与 VB 应 用程序 的动态数 据交换
数, 包括蒸汽压力、汽包 液位、除 氧压 力、除氧 液位 等。
图 2 DDE 传输框图
源自文库
46
PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION, Vol. 23, No. 11, Nov. , 2002
境下 为 多个 应 用 程 序 之 间以 客 户 端/ 服 务 器 ( client/ server) 方式建立一条动态 数据链 路。当原始 数据变化 时, 可以自动更新链接的数据。
4 结束语
在监控点数较多的情况下采用工控机是一种经济
实用的做法, 随着工控机的性能不断提高, 完全可以将
显示与控制在 1 台计算机上实现, 从而大大降低成本。
国内组态软件正在逐步发展、逐渐成熟中, 充分利用其
有利的部分并结合 自己的 解决方 案, 同样 可以 达到令
人满意的监控效果。
参考文献
1 北京亚控自动化软件科技公司, 组态王 5. 1 使用手册[ Z] . 2000
算机上实现, 既利用了组态软件方便的界面设计功 能, 件并在画面上自 由搭配。在 每个 画面, 提 供了 方便的
45
自动化仪表 第 23 卷第 11 期 2002 年 11 月
数据连接, 让对象与系统变量参数很容易地对应起 来。 这使得以往繁琐复杂的界 面设计 变得 轻松容 易, 这也 正是组态软件的 一大特 色。另外, 组态 王提供 了大量 的设备驱动程序, 在安装完新设备后, 只需进行简单的 选择设置便可使新设备正 常工作, 而无 需再单 独安装 设备驱动程序。它内建了许多的系统函数、控件函 数、 配方管理函数、命令语言函数, 可以方便地实现画面的 动态显示, 创建配方, 生成 数据报 告, 进 行简单 的系统 控制。它还具有很强的数据处理能力和一定的网络功 能, 可以实 现分 布 式历 史数 据 库的 管理。 组态 王 5 1 采且 32 位代码, 运行于 Windows 98/ NT 平台, 全中文界 面。
收稿日期: 2002- 05- 03。 第一作者于标, 男, 1962 年生, 1983 年毕业于山东科技大学, 2000 年 于河海大学获硕士学位, 讲师; 从事测量与控制领域的研究, 发表论文 5 篇。
基于组态王的锅炉自动控制系统
Kingview Based Automatic Boiler Control System
工艺图 锅炉监控包括锅炉工作的整个流程, 可直观、动态 地显示出锅炉各部位重要参数的变化, 如图 1 所示。
其可以在仪表库中选择合适的仪表, 通过数据链接, 让 仪表参数与变量相对应。
趋势图 包括实时趋势和 历史趋 势曲 线, 并可 根据 需要随 时打印。在做出趋势图后, 只需进行数据连接, 让参数 变化反映到 趋势图 上, 调用 系统 的打 印函 数 PrintWindow( ) , 实现打印。
运行时, 组态王运行在前端, 实时动态的显示着各 种运行数据, 并向操作人员提供直观的仪表显示, 还伴 有语音报警; VB 应 用程序运 行在后 台, 一般 情况下并 不可见( 当需要进行控制参数调整时, 可将其激活置于 前台) 。在 组态王 与应 用程 序建 立 DDE 链 接后, 组态 王首先作为服务器, VB 应用程序作为客户端从服务器 ( 组态王) 动态取 出各运 行参数值, 按照 事先的 控制算 法进 行运 算, 并 将结果 ( 返 回值 ) 迅 速传 回组态 王, 此 时, VB 应用程序作 为服 务器, 组 态王为 客户 端。这个 过程自系统运行开始始终 进行着, 该返 回值即 为控制 信号, 通过 726 发出至执行机构。
吴 锐 季春光
( 哈尔滨工业大学计算机学院, 哈尔滨 150001)
摘 要 基于国产组态软件 组态王, 利用 VB 编程和 DDE 链接, 使显示与控制在 1 台计算机上实现, 并能使用先进的控制算法, 从 而得到了一个成本低、性能好的锅炉监控系统。
关键词 锅炉控制 组态王 DDE 链接
Abstract Based on domestic configuration software Kingview and by using VB programming and DDE linkage, display and control are implemented in