基于OPC的过程回路监测、评估、整定和软件设计

论文摘要

随着计算机技术、控制技术和通信技术的迅速发展,对工业自动化软件的功能提出了新的要求。工业自动化软件要在信息采集、处理的基础上,将先进控制技术应用到生产过程,从而进一步优化生产,并产生实际的经济效益。因此,设计和开发先进控制软件是非常迫切和必须的。 在实际的过程控制系统中,应用先进的软件技术可以良好地控制过程回路,并能提高产品质量、生产效率,减少停机时间。本文在研究组件技术COM/DCOM的基础上引入过程控制领域出现的新标准OPC (OLE for Process Control)。OPC规范的产生是为了解决应用软件与各种设备驱动程序之间的通讯。结合软件体系结构的发展新趋势,本文设计了基于OPC的过程回路监测、评估、整定软件包,该软件包具有五个功能模块:数据采集、自动整定、回路诊断、仿真、通讯模块。 本文介绍了OPC的发展、技术规范、技术优势及它在控制系统中的实际应用等。提出了先进控制软件包的总体框架,并对各模块的用户界面及部分实现功能进行详细设计。该软件包相当于OPC的客户端,其应用程序的开发工具采用Visual Basic 6.0,通过OPC自动化接口来读写服务器数据。目前,大多数控制系统采用PID控制,由于没有得到及时维护,许多控制系统在性能上存在一定的缺陷。因此,利用采集的过程数据运用求取最大闭环对数模的方法来对控制回路的性能进行评价。对于性能恶化的回路,利用继电自整定方法重新设计控制器参数。最后,将合适的参数值下载到控制系统。整个软件包相当于一个专家系统,为工程师们在线监测,整定过程回路提供了方便。 本文提出的设计思想具有开放性高、易扩展等优点,能够实现即插即用,这种设计思路符合先进控制软件的发展方向,具有一定的领先性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 先进控制软件发展概述
• 1.3 采用OPC技术开发工业控制系统
• 1.4 论文主要工作
• 2 OPC技术研究
• 2.1 OPC技术基础-COM
• 2.2 OPC规范
• 2.3 OPC体系结构及应用场合
• 2.4 采用OPC技术的优点
• 2.5 本章小结
• 3 基于OPC的过程回路客户端软件包的设计
• 3.1 引言
• 3.2 基于OPC的过程回路客户端软件包的总体框架设计
• 3.3 软件包的功能模块设计
• 3.3.1 数据采集模块设计
• 3.3.2 自动整定模块设计
• 3.3.3 回路诊断模块设计
• 3.3.4 仿真模块设计
• 3.3.5 通讯模块设计
• 3.4 主要功能的实现
• 3.4.1 数据采集和通讯
• 3.4.2 继电自整定
• 3.4.3 控制器性能评估
• 3.5 客户端应用程序的设计
• 3.5.1 结果显示
• 3.6 软件包所具备的优点
• 3.7 本章小结
• 4 控制系统性能评估
• 4.1 性能评估的主要方法及主要问题
• 4.2 基于继电反馈测试的评估方法
• C,MAX'>4.2.1 继电反馈系统和L_C,MAX
• C,MAX'>4.2.2 基于FFT的在线监测L_C,MAX
• C,MAX'>4.2.3 用两种方法在线辨识n×n多回路控制系统L_C,MAX
• 4.3 本章小结
• 5 过程回路控制器参数的继电自整定
• 5.1 引言
• 5.2 PID参数自整定的发展
• 5.3 基于继电反馈的自整定PID参数
• 5.4 本章小结
• 6 仿真研究
• 7 结论
• 参考文献
• 在学研究成果