力控课程设计报告

1、 专业综合课程设计报告学生姓名 郭沐阳学号1107020219教学院系电气信息学院专业年级自动化2011级指导教师李杰 任堰牛完成日期 年 月 日目录第一部分 监控组态软件设计11 绪论12 力控组态软件实习12.1 设计题目12.2 设计任务22.3 I/O点收集及表单32.4 制作工程画面42.5 创建实时数据库52.6 建立动画连接82.7 其他窗口建立102.7.1 趋势曲线102.7.2 专家报表112.7.3 多功能报警122.8 运行及调试132.9 作品展示16第二部分 提高设计报告183.1 设计题目183.2 工艺流程183.3 设计任务183.4 时滞补偿方法的论证193

2、.5 加热炉多点温度控制Matlab仿真研究213.6 I/O点收集及表单243.7 制作工程画面253.8 创建实时数据库263.9 创建控制策略283.10 建立动画连接303.11 制作实时曲线323.15 作品展示373 实习心得与体会40参考文献41附录141附录2：4348第一部分 监控组态软件设计1 绪论力控6.1监控组态软件是北京三维力控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求而设计开发的高端产品，是三维力控全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国内高端自动化市场及应用，是企业信息化的有力数据处理平台。力控Forcecontrol 6

3、.1产品在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃，力控Forcecontrol 6.1在秉承力控6.0成熟分布式应用技术的基础上，功能更强大，对历史数据库、人机界面、I/O驱动调度等主要核心部分进行了大幅提升与改进，重新设计了其中的核心构件，力控6.1面向. NET开发技术，开发过程采用了先进软件工程方法：“测试驱动开发”，产品品质将得到充分保。与力控早期产品相比，力控6.1产品在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃。主要指标：方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、大大降低了组态开发的工作量。高性能实时、历史数据库，快速访问接口在数据库4万点数

4、据负荷时，访问吞吐量可达到20000次/秒；强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；强大的ACTIVEX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板。2 力控组态软件实习 2.1 设计题目无游梁式抽油机的监控2.2 设计任务本次设计是一个抽油机的监控系统，其功能是控制抽油机的启动、停止和制动。当启动

5、电机后，电机会带动皮带运动，皮带带动抽油管运动并达到抽油的目的。现场有测量电机温度、电压、电流、电机转速、压力、油温和采集量的仪表，随时监控现场情况。同时控制室还配备了加速和减速按钮，可以随时调节电流大小，同时达到调节电机转速的目的。 在监控室，我还添加了专家报表和趋势曲线，可以随时观察各参数的实时和历史状态，以便更好的了解现场状况。在此组态里，我还添加了报警装置，当电机温度高于110时，报警启动，弹出报警窗口的同时，制动装置启动，会关闭井口阀门，断掉加在电动机上的电压，随即电流减小，电机转速减小，直到电机停转。 图2.2.1 工艺流程图2.3 I/O点收集及表单本次实验中需定义I/O设备，具

6、体步骤如下：（1）定义I/O设备：双击“Simulator”出现如下所以的“I/O设备定义”对话框：图2.1 I/O 设备定义这样就建立了一个名为“PLC”的I/O设备。（2）建立数据库 点名点说明I/O连接历史参数量程下限量程上限temp电机温度常量寄存器PV=5s0110speed电机转速常量寄存器PV=5s09000out_valve采集量增量寄存器PV=5s010000V电压常量寄存器PV=5s0230temp_out油温正弦寄存器PV=5s5065pre油压正弦寄存器PV=5s2931I电流常量寄存器PV=5s090up正弦寄存器0100run开关控制量状态控制01001001out

7、off阀门状态常量寄存器0100breakdown电动机故障常量寄存器0100eleele常量寄存器0100speedrun常量寄存器0100speedrun2常量寄存器0100zhidong常量寄存器0100在“数据库组态”中依照上表建立相应数据，如图2.2。图2.2 数据的建立2.4 制作工程画面无游梁式抽油机监控系统主画面主要包括抽油管，管道、阀门、电机、换向轮、传送带、温度传感器、电压测量器、电流测量器、报警灯、电压传感器、采集量测量仪和开始、停止及各种按钮。趋势曲线界面包括实时电机的电压、电流和温度数据曲线，油温和油压数据曲线，转速曲线。专家报表界面包括专家报表的实时报表和历史报表。

8、报警界面包括多功能报警模块，报警灯和制动系统。为使主画面不致显得繁杂，故可各自单独列一窗口。 在这个工程中，简单的图形画面建立步骤如下：，1.选择“文件”“新建”创建一个“无游梁式抽油机监控”窗口2打开DRAW的“工具箱”，选择相应的阀门、电机、管道、温度传感器等工业仪器，并按照规范正确连接，并设置相应的“按钮”，其工程画面如图2.5.1。 图2.3 工程画面图 2.5 创建实时数据库 数据库DB椒整个应用系统的核心，构建分布式应用系统的基础。它负责整个力控应用系统的实时数据处理、历史数据存储、报警信息处理、数据服务请求处理。 DB提供的标准点类型有：模拟I/O点、数字I/O点、累计点、控制点

9、、运算点等。（PV 以工程单位表示的现场测量值）图2.4 点类型选择图下面是数据库点的创建步骤：在Draw导航器中双击“实时数据库”项使其展开，在展开项目中双击 “数据库组态”启动组态程序DBMANAGER。然后双击该点类型，出现如下图所示的对话框，在“点名（NAME）”输入框内键入点名“out”，如下图设定：图2.5 创建点out图对报警参数的设置，如下图：图2.6 设置out的报警参数对数据连接设置，如下图：图2.7 设置out的数据连接对历史参数设置，如下图：图2.8 设置out的历史参数如“out”一样，视控制要求设定其他数据点。最终的创建点表图：图2.9 创建点列表图2.6 建立动画

10、连接下面以所建的工程为例说明建立动画连接的步骤：（1）变量与图形相关以电动机设置为例，找出电动机。双击电动机，马达向导对话框，变量选择，然后点击确定，如下图所示：图2.10 图形与变量相关（2）图形动画设置以抽油杆为例，双击会出现出现动画连接对话框，选择颜色相关动作/条件，弹出颜色变化对话框，变量选择up.pv，条件设置如下，一次点击确定即可，操作过程入下图所示：图2.11 动画设置（3）按钮设置 双击按钮图标，出现如下动画连接对话框：图2.12 动画连接击左键动作，出现如下脚本编辑器，在进入程序栏写入如下代码：run.PV=1;表示触动此启动按钮时，run.PV赋值1，启动系统运行。对话框如

11、下：图2.13脚本编辑器对话框其他图形及按钮设置如以上类似方法。2.7 其他窗口建立2.7.1 趋势曲线建立步骤如下：（1） 新建窗口，命名“趋势曲线”并保存。（2） 选择工具箱常用组件中的趋势曲线，添加到图形开发界面。（3） 双击趋势曲线，弹出属性对话框，添加需要实时观察的变量，并对实时曲线的颜色进行设置。趋势曲线最终添加如下：图2.14 趋势曲线属性对话框最终设计趋势曲线窗口如下图：图2.15 趋势曲线2.7.2 专家报表（1） 新建窗口，命名“专家报表”并保存。（2） 选择工具箱常用组件中的专家报表，添加到图形开发界面。（3） 双击专家报表，弹出报表设置对话框，按照报表向导进行设置即可。

12、（4） 在应用程序动作中，添加如下代码：#ReportExpert.#Report.RefreshSheet(-1);编译并保存。（5） 添加查询按钮，双击图形，在脚本编辑器中添加代码; #Report.SetTimePar(-1);编译并保存。（6）添加其他控制按钮。最终专家报表窗口如下图：图2.16 专家报表2.7.3 多功能报警（1） 新建窗口，命名“报警窗口”并保存。（2） 选择工具箱常用组件中的 专家报表，添加到图形开发界面。（3） 双击报警图形文本，进行如下设置：图 2.17 报警属性设置（4） 点击菜单栏中的特殊功能，选择报警设置，进行如下设置：图 2.18（5） 添加其他控制按

13、钮。最终多功能报警窗口如下图：图2.19 多功能报警窗口2.8 运行及调试力控工程初步建立完成，进入运行阶段。首先保存所有组态内容，关闭DBManager(如果没关闭)。（1）在力控的开发系统（DRAW）中选择“文件进入运行”菜单命令，进入系统开始组态画面的运行系统，如下图所示：图2.20 主界面（2）在开始系统开发界面，点击仿真显示按钮，进入系统仿真图形组态界面，并点击开始运行按钮，如下图所示：图2.22 这时会看见电机开始转动，电流值、电机温度、电机转速采集量等开始变化。如下图：图2.23 当电机转速过低时，点击“加速”按钮，其模拟演示画面如下：图2.10.5 当电机转速过高时，其模拟演示

14、画面如下：图2.10.6说明系统按照预期运行，当点击按钮“开始”、“停止”、“制动”、“加速”、“减速”、“加速停止”、“减速停止”时，系统能正常启动与停止运行。点击 “报表”、“返回主控界面”按钮时，窗口也能任意切换，说明系统运行正常。 运行程序见附录12.9 作品展示（1）通过以上所示的运行与调试，说明系统能够正常按照预期的工艺流畅运行，能够实现系统出现故障后，人为停止系统运行，待系统修复后，再次出发启动按钮启动系统，防止了系统故障后出现安全事故。（2）趋势曲线图2.26 趋势曲线说明系统实现了实时曲线功能，从各参数变化趋势能够判断系统运行正常。 （3）专家报表图2.27 专家报表 （4）

15、报警显示 当系统参数达到危险值时，系统会在报警窗口显示报警信息，并且会在任意窗口弹出报警窗口。说明系统实现了实现了实时报警，并且报警半分钟后系统自动关闭，说明系统实现了如果在半分钟无人处理时，系统自动关闭以防止危险事故发生。图2.30 报警显示 第二部分 提高设计报告3.1 设计题目 时滞补偿算法的研究与仿真 加热炉多点温度控制系统3.2 工艺流程 在钢轧制的生产过程中存在许多的工艺流程，对铁块进行加热使之达到所需的温度是其工艺流程之一。通过温度传感器测量加热炉中多点铁块的温度，对所测的温度取平均值，经测量变送后将信号传递给控制器PLC，PLC输出相应的电流控制电机的转速，经电气转换装置控制燃

16、料阀门的开度，从而对铁块进行加热使之达到所需温度。 图3.2.1 加热炉多点温度控制流程图3.3 设计任务加热炉多点温度控制系统属于大滞后系统，当改变阀门的开度对燃料进行控制后，加热炉的温度、铁块的温度变化并不能快速响应，存在纯滞后过程。控制系统纯滞后时间会使系统的稳定性降低,特别是衡量纯时滞的影响程度特征参数 /T大于 0. 5 时 ,采用常规的PID 控制算法时常会引起大的超调和长时间的振荡, 甚至发散 ,难以取得良好的控制效果。为了改善纯滞后系统对被控过程的影响，采用史密斯预估器进行时滞补偿，从而使系统的性能得到改善。经过Matlab仿真后，利用力控Forcecontrol 6.1软件制

17、作加热炉多点温度测量监控系统。利用力控软件中的控制策略进行温度的控制，利用多功能报警模块，当加热炉温度超过380摄氏度时报警并改变阀门开度。绘制温度实时曲线，并可实现历史曲线查询。生成专家报表并可查询一定时间范围内的数据。3.4 时滞补偿方法的论证工业生产过程中的大多数被控对象都具有较大的纯滞后性质。被控对象的这种纯滞后性质经常引起超调和持续的振荡。在20世纪50年代，国外就对工业生产过程中纯滞后现象进行了深入的研究，史密斯提出了一种纯滞后补偿模型，由于当时模拟仪表不能实现这种补偿，致使这种方法在工业实际中无法实现。随着计算机技术的飞速发展，现在人们可以利用计算机方便地实现纯滞后补偿。 由于史

18、密斯预估补偿器对被控对象模型精确程度的依赖，后人又提出改进型史密斯预估补偿器，当被控对象改变时仍然有较好的控制效果。3.4.1 史密斯（SMith）预估补偿器原理 在图所示的单回路控制系统中，控制器的传递函数为D(s)，被控对象传递函数为Gp(s)e-ts，被控对象中不包含纯滞后部分的传递函数为Gp(s)，被控对象纯滞后部分的传递函数为e-ts。下图所示系统的闭环传递函数为 由传递函数可以看出，系统特征方程中含有纯滞后环节，它会降低系统的稳定性。史密斯补偿的原理是：与控制器D(s)并接一个补偿环节，用来补偿被控对象中的纯滞后部分，这个补偿环节传递函数为Gp(s)(1-e-ts)，t为纯滞后时间

19、，补偿后的系统如图3.4.2所示。图3.4.2 史密斯补偿后的控制系统由控制器D(s)和史密斯预估器组成的补偿回路称为纯滞后补偿器，其传递函数为 (3.1)根据图3.4.2可得史密斯预估器补偿后系统的闭环传递函数为 (3.2)由式(3.2)可以看出，经过补偿后，纯滞后环节在闭环回路外，这样就消除了纯滞后环节对系统稳定性的影响。拉氏变换的位移定理说明e-ts仅仅将控制作用在时间座标上推移了一个时间t，而控制系统的过渡过程及其它性能指标都与对象特性为Gp(s)时完全相同。3.4.2改进型史密斯预估补偿器 由于原始Smith补偿器对被控对象模型精确程度的依赖，以及其抗干扰性能很差，在Smith补偿器

20、的基础上进行改进，克服以上两个缺点。改进型史密斯补偿控制（如图3.4.2.2）： 图3.4.2.2 改进型史密斯补偿控制方框图 理论分析证明改进型方案的稳定性优于原Smith方案，其对模型精度的要求明显降低，有利于改善系统的控制性能。 无论在设定值扰动或负荷扰动下，史密斯预估器对模型精度十分敏感，而改进型方案确有相当好的适应能力，是一种有希望的史密斯改进方案。滞后是过程控制系统中的重要特征，滞后可导致系统不稳定。3.5 加热炉多点温度控制Matlab仿真研究 首先对被控对象进行了常规PID控制；其次设计了Smith控制方案并建立了控制方案图，然后建立了Smith控制系统仿真框图并进行了仿真分析

21、，并对系统添加扰动以验证Smith控制的稳定性；最后在Smith控制系统中添加改进型控制并进行了仿真，并对结果进行分析。3.5.1 PID控制系统仿真研究 加热炉被控过程的传递函数为 ，由于滞后环节的存在，引起系统的超调和持续的振荡，进行Matlab仿真后，如图3.5.1所示： 图3.5.1.1 滞后系统的MATLAB仿真3.5.2 史密斯控制系统仿真研究根据图3.4.2所示的原理框图，可把其转化为相应的仿真框图，由试凑法进行PI参数的整定，并对其进行仿真研究，检验控制系统品质，如图3.5.2.1所示。图3.5.2.1 加热炉Smith补偿仿真框图对仿真框图进行仿真，得到仿真曲线如图3.5.2

22、.2所示，由曲线可知，Smith控制上升速度快、无超调且稳态精度高，对大时滞系统有良好的控制品质。 图3.5.2.2 Smith补偿仿真曲线上述结果表明，针对过热汽温这类纯滞后对象，采用Smith控制方案，取得了性能优良的仿真结果。然而，Smith预估补偿控制也有其缺点，即对模型误差较为敏感，当模型误差较大时，Smith预估补偿控制的品质会变坏，甚至失去稳定性。如图3.5.2.3所示，当控制系统加入干扰且改变被控对象模型参数时，对其进行仿真，仿真曲线如图3.5.4所示。 图3.5.2.3 加入干扰Smith补偿 图3.5.2.4 加入干扰Smith补偿曲线由仿真曲线可知: 输出曲线震

23、荡剧烈, 稳定性大大降低, 抗干扰能力比较差。3.5.3 改进型Smith补偿控制算法仿真 由图3.5.2.4可知，Smith预估补偿控制存在着要求被控对象模型精确的内在要求，当被控对象模型参数不准确或参数易变时其控制效果将会变差。因此，引入改进型Smith预估补偿控制，其仿真框图如图3.5.3.1所示。图3.5.3.1 改进型Smith补偿仿真框图对框图进行仿真，得到仿真曲线如图3.5.3.2所示 图3.5.3.2 改进型仿真曲线与图3.5.3.4的仿真曲线比较可知: 振荡明显下降, 稳定性也大大提高, 说明改进型的Smith预估补偿控制具有

24、良好的抗干扰能力，可以克服Smith补偿控制对参数敏感这一缺点。对加热炉多点温度测量滞后系统进行Matlab仿真结束后，利用力控软件进行监控画面组态，结合其控制策略进行PID控制。3.6 I/O点收集及表单本次实验中需定义I/O设备，具体步骤如下： （1）定义I/O设备：双击“Simulator”出现如下图所示的“I/O设备定义”对话框：图3.6.1 I/O设备定义这样就建立了一个名为“PLC”的I/O设备。 （2）在“数据库组态”中建立相应数据，如图3.6.2所示。 图3.6.2 数据库I/O点 （3）控制画面表单如表3-6-1。表3-6-1 监控画面表单功能选项说明报警实时报警显示实时过程

25、报警有该功能历史报警查询报警记录有该功能 趋势曲线实时趋势变量的实时数据和时间变化的关系曲线有该功能查询功能连续查询有该功能3.7 制作工程画面为了实现加热炉温度多点控制系统安全、可靠、稳定、自动化运行，还需要应用计算机对其进行控制，DCS 在 PCP 中应用就可以实现。在本设计中，选用三维力控作为控制系统的组态软件，主要完成以下几个功能：1）显示功能提供过程控制站所有回路即时状态，显示阀门开关状态，显示各个点温度、 采集点即时状态，便于操作人员根据状态进行修改参数。2）组态功能 （1）参数设置组态：包括参数的名称、工程量单位、量程上/下限等 （2）实时/历史曲线组态：包括显示回路的站号、回路

26、号及名称，选择曲线的颜色和趋势记录的时间间隔。 （3）流程图组态：全部键盘鼠标操作生成的在线工艺流程图。 3）趋势记录功能 记录所需 I/O 点数据的变化情况、趋势，以便于以后的查阅。 在这个工程中，简单的图形画面建立步骤如下：1.选择“文件”“新建”创建一个“注水站监控系统”窗口；2.打开DRAW的“工具箱”，选择相应的阀门、管道、加热炉、电机等，并按照规范正确连接，并设置相应的“按钮”，其工程画面如图3.7.1。 图3.7.1 工程画面图 3.8 创建实时数据库 数据库DB是整个应用系统的核心，构建分布式应用系统的基础。它负责整个力控应用系统的实时数据处理、历史数据存储、报警信息处理、数据

27、服务请求处理。 DB提供的标准点类型有：模拟I/O点、数字I/O点、累计点、控制点、运算点等。图3.8.1 点类型选择图PV 以工程单位表示的现场测量值下面是数据库点的创建步骤：在Draw导航器中双击“实时数据库”项使其展开，在展开项目中双击 “数据库组态”启动组态程序DBMANAGER。然后双击该点类型，出现如下图所示的对话框，在“点名（NAME）”输入框内键入点名“run”，如下图设定： 图3.8.2 创建点run.pv图 对数据进行连接，如下图：图3.8.3 设置run寄存器图如“run”的设置步骤一样，创建图3.8.4中所有的I/O点：图3.8.4 创建点列表图3.9 创建控制策略 加

28、热炉多点温度测量系统中，要使铁块的温度达到设定的温度，需要对被控过程进行PID控制，在力控软件中通过控制策略进行PID控制。按照图3.9.1进行控制策略的创建，具体步骤如下： 图3.9.1 加热炉多点温度控制纯滞后补偿系统（1） 选择“工具-控制策略”，创建一个窗口，在打开的窗口中放入所需的模块，如图3.9.2所示： 图3.9.2 控制策略窗口 （2）关闭窗口，关闭力控软件后重新打开力控软件，点击“变量-数据库组态-控制策略区域”，将会显示控制策略的I/0点，如图3.9.3所示： 图3.9.3 控制策略I/O点 （3）打开控制策略窗口，按照PID算法对模块进行连接，如图3.9.4所示。连接完成

29、后进行数据绑定、参数设定，编译实现控制算法。 图3.9.4 控制策略连接实现PID控制 3.10 建立动画连接3.10.1建立链接动画主画面工艺流程图和I/O点创建完成后，进行画面与数据的动画链接，在本设计中，主要的动画有：触量动作、管道流动、颜色变化。1）触量动作：在进行监控画面演示时，需要按下“启动”按钮使系统进入演示动作，以此为例说明触量动作的设置。双击“启动”按钮会出现如下所示的对话框：图3.10.1 动画连接对话框勾选“左键动作”选项，在按下鼠标动作脚本中输入需要的程序，用脚本来完成按钮的动作来控制系统的启动。在脚本编辑器里输入“run.pv=1”;如下图所示，这个设置的意思是当在运

30、行界面按下“开始”按钮后，变量的值被设成1，相应地PLC中的程序被启动运行。 图3.10.2 脚本输入程序其它的触量动作与此类似。2）管道流动在 PCP 系统中，管道中液体是否流动、流动方向都不是随机的，需要一定的函数来控制其流动。 在力控中控制是否流动和流动方向需要两个变量 （数字、模拟变量皆可） ，对于 PCP 系统中，液体的流动方向都是单向的，所以可以单独建立两个名为l.PV 和 r.pv 点来控制流动，l.pv控制液体的流动方向为向左和向上，r.pv控制液体流动方向向右和向下。是否流动可以使用系统中自有的变量，当变量为假时，液体不流动，当变量为真时，液体流动。3）颜色变化颜色的变化动画

31、连接中选择条件进行设置，可以选择相应的变量作为图片的动作连接。例如阀门的控制，当阀门关闭时，阀门的颜色显示为红色，当阀门打开时，阀门显示为绿色。 图3.10.4 颜色变化其它的颜色变化设置与此类似。3.10.2 建立应用动作 应用程序是组态软件最重要的部分之一，它是工艺流程的体现，是操作的依据。加热炉多点温度测量系统中，按下开始按钮，进行温度设定值设定，按照史密斯补偿算法进行PID控制，当温度超过限定值时进行报警并减小阀门开度。 要使系统能按照应用程序的顺序进行动作，双击“工程项目动作应用程序动作”，在所弹出的脚本编辑器中输入相应的程序实现组态画面的动作，程序参照附录一。3.11 制作实时曲线

32、 通过趋势曲线组件可以对生产数据进行完整、方便的数据分析，可完成数据的实时与历史显示，历史曲线可完成曲线的放大、缩小、平移。首先在力控 6.1 的工具箱中“常用组件”里选择“X-Y 曲线”建立一个历史曲线，双击历史曲线进行历史曲线数据库的组态。这里主要监控铁块温度的变化及其设定值。 图3.11.1 实时趋势曲线 3.12 制作多功能报警 在加热炉多点温度测量系统运行过程中， 如果某一参数出现异常，需要系统提示操作人员进行及时的修正或者停车， 避免因此引发的生产事故。在该系统中在配置温度变量的 I/O 点时，需要设置其报警：在报警参数中设置其高限报警、高高限报警、低限报警和低低限报警（注意：高限

33、报警的值不能高于高高限报警；低限报警不能低于低低限报警）。其具体步骤如下：（1）新建一个“报警界面”窗口，在力控 6.1 的工具箱中“常用组件”里选择“报警画面”建立一个报警画面，双击报警画面进行数据库的组态和属性设置。 如图3.12.1所示： 图3.12.1 报警界面及其属性设置（2） 在所需报警I/O点中进行报警设置，如图3.12.2： 图3.12.2 报警设置（3） 在报警设置中设置报警的方式，完成多功能报警： 图3.12.3 报警设置3.13 制作专家报表 在力控中，专家报表提供类似 EXCEL 的电子表格功能， 可以实现对点位历史的记录功能，同时可以打印报表、excel文档输出、pd

34、f 文档输出等。（1） 首先在力控 6.1 的工具箱中“常用组件”里选择“专家报表”建立一个专家报表， 然后再对专家报表进行设置。图3.13.1 专家报表（2）选择向导-报表向导创建本地数据库报表，在加热炉多点控制系统中，首先建立一个“力控数据库报表”，其他参数都不变。（3）在“报表定制”设置中，选择自定义报表后建立一个时长为 8 分钟，时间间隔为 1 秒的报表。图3.13.2 专家报表报表定制（4）在“选择数据源变量”设置选择需要输出的变量，这里主要输出的是增压泵的转速和各个阀门的流量。图3.13.3 报表数据点添加（5）添加三个增强型按钮用于控制查询功能。其控制设置为左键动作，程序为 #R

35、eport.SetTimePar(0);/查询专家报表制作完成。3.14 运行及调试力控工程初步建立完成，进入运行阶段。首先保存所有组态内容，关闭DBManager(如果没关闭)。在力控的开发系统（DRAW）中选择“文件进入运行”菜单命令，进入力控的运行系统。在运行系统中选择“文件打开”命令，从“选择窗口”选择“温度控制系统”。 显示出力控的运行画面，点击“启动”按钮，开始运行PLC的程序。 点击“启动”按钮，设定所需温度按照控制策略进行PID史密斯补偿控制，如图3.12.1所示。图3.14.1 工程运行随着阀门开度的变化，加热炉的温度随之改变，达到设定值时，阀门开度、电机转速保持不变，如图3

36、.14.2所示。 图3.14.2 程序运行在温度调节过程中，若设定温度超过限定值，将会产生报警提示，并进入制动状态，设定温度自动减小到安全值； 图3.14.3 报警恢复设置 3.15 作品展示3.15.1 工程主画面 启动时，点击“启动”按钮，设定所需温度按照控制策略进行PID史密斯补偿控制，系统动作图形如前面图3.15.13.15.3所示。 图3.15.1.1 工程主画面 图3.15.1.2 工程主页面 图3.15.1.3 工程运行画面3.15.2 趋势曲线和专家报表界面 通过实时趋势曲线对温度进行监控，并通过报警来提示操作者，必要时进行紧急制动动作。专家报表提供所需数据的记录、查询，便于对

37、生产过程和事故进行记录、分析。 图3.15.2.1 实时趋势曲线 图3.15.2.2 专家报表3.15.3报警界面展示工业生产过程中存在许多安全问题，若保证过程量在安全值内，需要进行限定值设置，一旦超过限定值进行报警并自动采取相应的措施，如紧急停车等。 图3.15.3.1 报警界面3 实习心得与体会经过3周的专业综合课程设计，我们对力控组态软件和MATLAB的学习，在老师的帮助和自己及队友的努力下，最终完成了智能养殖场监控系统和管式加热炉温度控制的设计。通过这为期三周的课程实训中，我确实是学到了很多知识，拓展了自己的的视野，学到了力控组态软件的一般画面组态、控制组态设计操作过程和通过MATLA

38、B中的工具Simulink如何对PID参数的正定及整个系统的仿真，增强了我的动手操作的能力，培养了我们的规范化的工作作风，也培养了我们的胆大、心细、谨慎的工作作风。还有学习到了在一个团队中应该进行分工合作，团队之间应同心协力、共同进退，还有队员之间要随时保持良好的沟通。本次实习使我们对力控组态软件和MATLAB的学习有感性和理性熟悉，培养和锻炼我们的实际动手设计能力。使我们的理论知识与实践充分地结合，作到不仅具备专业知识，而且还具备较强的实践动手能力，以及具备团队合作的精神，能分析问题和解决问题的应用型技术人才，为以后的顺利就业作好准备。参考文献1潘永湘，杨延西，赵跃.过程控制与自动化仪表M.

39、北京：机械工业出版社，2007.2吴永贵.力控组态软件应用实践M.北京：化学工业出版社，2013:1-174.3丁宝苍，张寿明，魏善碧，过程控制系统与仿真M.重庆：重庆大学出版社，2012.4赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践M.北京：北京航空航天大学出版社，2012.5郭阳宽，王正林. 过程控制工程及仿真M.北京：电子工业出版社，2009.6北京三维力控科技有限公司.控制策略pstrategy在锅炉控制系统中的应用DB/OL.附录1无游梁式抽油机监控系统（1）进入程序：temp.pv=0;speed.pv=0;V.pv=0;I.pv=0;onoff=0;ele.pv=0;run.pv=0

40、;（2）程序运行周期执行：IF run.pv=1 THENIF out_valve<=1 THEN pre.pv=30.101;onoff.pv=1;temp_out.pv=80.1;ele.pv=1;ENDIFENDIF/电机加速IF run.pv=1 && speed.pv <=6050 && V.pv <= 220 THEN speed.pv=speed.pv+120;ENDIF/电机的电压电流升高IF run.pv=1 && V.pv <= 220 && I.pv<=75 THENV.pv=V

41、.pv+4.5;I.pv=I.pv+1.5;V.pv=V.pv+rand(sin(10);ENDIF/电机减速IF speedrun.pv=1 && I.pv < 90 THENI.pv = I.pv - 1.1;ENDIFIF speedrun.pv=1 && speed.pv<=9000 THENspeed.pv = speed.pv - 100;ENDIF/电机加速IF speedrun2.pv=1 && I.pv >=0 && speed.pv>=0 THENI.pv = I.pv + 1.1;sp

42、eed.pv = speed.pv + 100;ENDIF/报警IF temp.pv >= 110 THENonoff.pv=0;ele.pv=0;run.pv=0;breakdown.pv = 1;ENDIFIF temp.pv >= 110 THENpre.pv = 0;temp_out.pv = 0;ENDIF/电机报警减速IF temp.pv >= 110 && speed.pv>=0 THEN speed.pv=speed.pv - 400 ;ENDIF/电压电流报警降低IF temp.pv >= 110 && V.pv&

43、gt;0 THEN V.pv = V.pv -20;ENDIFIF temp.pv >= 110 && I.pv>0 THEN I.pv = I.pv -10;ENDIF/制动IF zhidong.pv=1 THENonoff.pv=0;ele.pv=0;run.pv=0;pre.pv = 0; temp_out.pv = 0;ENDIFIF zhidong.pv=1 && speed.pv>0 THEN speed.pv=speed.pv - 100 ;ENDIFIF zhidong.pv=1 && V.pv>0 THEN V.pv = V.pv -20;ENDIFIF zhidong.pv=1 && I.pv>0 THEN I.pv = I.pv -10;ENDIF#专家报表.#Report.RefreshSheet(-1);#报警窗口.#FCAlarm.ShowTitle;附录2：管式加热炉温度控制程序：（1）进入程序：Run.PV=0;Runoil.PV=1; Runfeng.pv=1;Infa.PV=0;RBfa.PV=0;Rfa.PV=0;tiaojian.pv=0;Flash.pv=0;（2）程序运行周期执行IF Ru