泰安西門子變頻器一級代理商 泰安西門子變頻器一級代理商
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三、產品運輸
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SIEMENS 西門子變頻器器技術參數

圖1 系統軟件運行關系
以單回路液位控制為例,上位機中軟件的運行情況:
(1)HSE Init接口軟件, 選擇H1網段,HSE接口程序可以與以太網段內的HSE設備,以及LD設備下的H1網段設備進行交互,向組態等上層軟件提供數據訪問接口;
(2)運行組態程序FF-Configurator組態軟件,刷新網段獲取系統的現場設備列表和功能塊列表,刷新網段后,建立應用完成功能塊組態,功能塊間的連線表示通過現場總線通信的信號連接,如圖2所示;
(3)FF H1和FF HSE OPC服務器, 每秒鐘刷新一次,實現設備的實時數據和歷史數據共享以及報警等功能;
(4)設計SiaView監控軟件,新建一個工程,在對象中選擇PID拖到視圖中,與OPC連接后經過編輯可得到一個PID功能塊操作面板。
從組態軟件的工程窗口的設備中選擇IF-AI1功能塊、IF-PID功能塊和FI-AO1功能塊拖拽到應用視圖中連接配置成一個PID控制回路,見圖2。將功能塊連接,建立功能塊之間的,使功能塊之間能夠進行參數值的傳遞并需下載組態信息到現場設備。要使液位控制回路正確運行需要修改功能塊的參數值,雙擊IF-PID功能塊,打開塊的參數窗口,將IF-PID中MODE_BLK項下的TARGET參數修改成AUTO模式,讀取功能塊參數,從而實現單回路的液位控制自動正常的運行。如果想要實現將控制算法應用到FF現場總線系統的方案,只需將IF-PID中MODE_BLK項下的TARGET參數修改成MAN模式,具體設置如圖3所示,然后通過OPC技術實現過程變量和控制變量的通訊。 
圖2 應用窗口中配置的PID組態策略 
圖3 實現控制算法時的IF-PID功能塊參數表
3 基于OPC的PID控制方案
實現基于FF現場總線的控制算法,要先以實現常規PID控制為基礎,包含控制算法的軟件通過OPC接口來讀寫硬件設備的信息(作為OPC客戶),通過OPC服務器訪問過程數據,可以克服異構網絡結構和網絡協議之間的差異。
3.1 OPC服務器
選用中科院沈陽自動化研究所提供了OPC服務器MicroCyber.FFServer.1,服務器的地址空間由服務器可讀寫的所有數據項組成,可以根據需要得到數據項的全稱對其進行相關操作。圖4為OPC服務器的地址空間圖。使用OPC技術實現用VB6.0編寫的客戶端程序與OPC服務器的通訊,服務器中液位的實時值IF-PID-PV.VALUE,以及自定義變量如液位設定值IF-PID-SP.VALUE,然后進行算法控制,得到控制量,將控制量寫入OPC服務器的項FI-PID-OUT.VALUE,從而控制受控系統。 
圖4 OPC服務器的地址空間圖
3.2 OPC自動化接口標準
(1)自動化接口
OPC基金會為方便用戶在各種環境下軟件開發,為數據訪問規范提供兩類接口:自動化接口和定制接口。基于定制接口的開發,需要用到較深的COM/DCOM知識,比較晦澀難懂,而運用自動化接口則有以下優點:客戶程序可以很容易地應用接口,而無需了解接口的詳細內部機理;可以運用事件觸發機制;可以生成一個通用的動態鏈接庫(DLL)或控件供所有客戶端應用程序使用。
(2)自動化接口的通信機制
OPC客戶程序通過封裝的OPC自動化接口動態鏈接庫訪問OPC服務器,如圖5所示。該動態連接庫將OPC服務器的定制接口翻譯成OPC客戶程序希望的自動化接口,以供客戶程序調用。OPC客戶程序和動態鏈接庫是進程內的通信,而動態鏈接庫和OPC服務器的通信則基于COM/DCOM,既可以是進程內或本地的連接,又可以是遠程連接。封裝的動態鏈接庫解決了定制接口的解釋和二者的通信,從而大大簡化了OPC客戶程序的開發。 
圖5 OPC客戶程序與服務器的通迅
(3)自動化對象模型
OPC客戶程序的開發關鍵在于搞清該動態鏈接庫的封裝結構,也即自動化接口標準。該標準可以用圖6所示的自動化對象模型表示。它主要由六類對象組成:
OPCServer:OPC服務器的一個實例。只有創建了OPCServer對象以后才能獲得OPC服務器的信息,它包括OPCGroups的搜索以及OPCBrowser對象的創建;
OPCGroups:能夠自動搜集到OPCServer范圍內客戶端創建的所有的OPCGroup對象;
OPCGroup:OPCGroup對象的一個實例。它包含所有的狀態信息,并且為OPCGroup中所涉及的OPC- Items提供必要的服務;
OPCItems:能夠自動搜集到OPCServer范圍內客戶端創建的對應相應的OPCGroup中的所有的OPCItem對象; 
圖7 實現PID控制的OPC客戶程序
該單回路控制過程為自衡非振蕩,具有相互影響的雙容過程。其數學模型可用如下傳遞函數描述:
G( s) = 
式中, Kp, Tp,τ為過程的增益、時間常數和時滯。式中的各參數可根據階躍響應曲線用圖解法求得。下面給出確定傳遞函數的參數的方法:設圖7中的控制量為q,測量值為y(∞),新的穩態值為設定值,增益K可由輸入輸出的穩態值直接算出,而Tp,τ則可以用作圖法確定。為了能夠隨時調用在OPC服務器上采集的測量值y并繪制出相應的階躍響應曲線,這里把選擇的數據存放在的數據庫中(采用SQL2000數據庫)。同時也是為了在進行算法的仿真的時候,既可以從歷史數據庫中取數據,也可隨著數據的采集,可以不斷刷新數據,進行算法的優化,如圖8所示。 
圖8 SQL server 數據庫中存取OPC服務器數據
通過FF現場總線的過程控制實驗系統的設計過程,論述OPC技術,目的是希望通過VB去開發OPC自動化接口的客戶應用程序,實現PID控制算法到OPC 客戶應用程序的應用編程,方便用戶的使用和系統的維護和升級,同時研究SQL Server 2000的數據庫系統,用于歷史數據的存取以及算法的仿真。如何實現更加復雜的控制算法,可以使用OLE自動化技術來實現VB與Matlab混合編程,即用VB編寫OPC客戶端程序來實現數據通信,而利用Matlab進行控制算法的編寫,從而對現場數據進行分析,是下一步研究的重點。






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