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本講首先向大家介紹基於PC-based設備的策略生成工具――控製策略生成器的基礎理論和概念,為您提供一種新型的自動化控製解決方案,希望能夠在自控學習或工程實踐中給您一些啟發。 在監控係統中,監控硬件設備是必不可少的,這些設備可以是PLC、DCS、智能儀表或基於PC的工業計算機(以下簡稱PC-Based設備)。zaichuantongdekongzhixitongzhongzhexieshebeishicanyukongzhidezhujiao,benzhangtaolundekongzhigongneng,guranyebuhuilikaizhexieshebei。guochengxinhaodeshuruheshuchubixujingyouzhexieyingjianshebeiyuxianchangshebeixianglian,zutairuanjiandekongzhigongnengbiaoxianzaimibuchuantongshebeikongzhinenglidebuzu,kuodaPC-Based設備在控製係統中所占比例等方麵。 PLC、DCS、zhinengyibiaodeneibudoujuyouxianchengdekongzhisuanfa,tongguozutaijiukeyishixianyudingdekongzhifanganhecelve,dantamenhaiyoubuzuzhichu。shouxian,zhexiekongzhishebeineibudekongzhicelvexiugaiqilaihenbufangbian,youxiekongzhicelvezaixitongyunxingqijianshenzhishibuyunxuxiugaide;其次,這些控製設備的控製能力一般隻適用於某些領域,例如DCS過程控製功能較強,但是邏輯操作速度不高,而PLC的過程控製算法種類則偏少。這些缺陷嚴重製約著設備性能的發揮。 這些控製設備與PC間都提供了便利的通訊手段,借助PC上組態軟件提供的策略控製器的豐富算法,就可以彌補這些設備在運算、控製能力上的不足,充分發揮其作用。 另外,PC-Based設備已經實現了標準化、模塊化,例如工業PC具有完整的A/I、A/O、D/I、D/O、計數器等I/O卡件,這些PC-Based設備在電氣性能指標上完全符合工業要求,在可靠性、穩定性、甚至冗餘設計等方麵都能夠滿足工廠需要,而且因係統在成本、開放性、靈活性、界麵等方麵的優勢而日益受到用戶的青睞,將給工業控製係統帶來巨變。 PC-Based係統是監控組態軟件發揮作用的重要舞台,這是因為: 1. PC-Based控製係統的出現將改變計算機控製係統的格局。 PC和現場總線技術是目前影響工業控製領域發展的最重要因素,而PC和現場總線又是緊密地結合在一起的,PC和現場總線促進了控製係統走向開放,也使PC走進了工業控製領域。開放使應用規模可以自由伸縮,擴展應用變得極為方便,同時降低了安裝維護費用,最終使用戶受益。PC-Based控製係統既可以單獨存在,也可以與其它係統混合使用,目前PC-Based控製係統正在向各個領域滲透,由於它具有多種優越性,它必將取代傳統的控製係統。 2.在組態軟件上就可以直接組態PC-Based控製係統的控製策略,經編譯後下裝到每個控製器後即可進入運行,這種PC-Based控製係統采用工業PC的CPU,與普通商用PC的處理能力相當,因此處理能力強,運算速度快,與傳統的控製係統相比具有很大的優越性,在控製能力上已超過了傳統的PLC等控製係統。 3.PC-Based控製係統可以運行嵌入式操作係統,若幹個這種控製係統可以聯成大規模的控製網絡,每個獨立係統的顯示器、鍵盤等設備都可以卸掉,硬盤改用電子盤。在這種情況下,每個獨立係統在形式上無異於一套PLC或DCS,而處理和控製能力又大大強過它們。PC-Based控製係統在係統聯網能力、聯網成本方麵比傳統控製係統具有更為明顯的優勢。 4. PC-Based控製係統編程工具采用圖形化編程語言,隻需用鼠標“點擊、拖動”就可以建立一個可重複使用的控製方案,大大減少工程時間和人力。 一.監控組態軟件控製功能模塊的基本概念 目前有關基於PC-based的成熟的控製功能軟件模塊還很少,有的組態軟件將控製功能模塊稱為“軟PLC或SoftPLC”,也有的稱“軟邏輯”,但這些叫法都不能準確地反映監控組態軟件基於PC-based的控製功能模塊的含義。在此,我們引入“策略(Strategy)”的概念來描述組態軟件的控製功能。策略相當於計算機語言中的函數,是在編譯後可以解釋執行的功能體。力控的控製策略生成器StrategyBuilder是一個可以運行於Windows98/2000/NT環境,而策略運行器既可以運行於Windows98/2000/NT,也可運行於WindowsCE、DOS,Unix,Linux操作係統。它采用功能框圖的方式為編程者提供編程界麵,並且可以和力控的其它組件無縫結合。 在力控的StrategyBuilderzhong,yigeyingyongchengxuzhongkeyiyouhenduokongzhicelve,danshiyouqiezhinengyouyigezhucelve。zhucelvebeishouxianzhixing,zhucelvekeyitiaoyonghuojianjietiaoyongqitacelve。celveqiantaozuiduobuyingchaoguo4級(不包括主策略),即0-3級,否則容易造成混亂。在這4級中,0級最高,3級最低,高級策略可以調用低級策略,而低級策略不可以調用高級策略,3級不能有子策略,2級最多可以有127個子策略,主策略、0級和1級可以有255個子策略。 控製策略由一些基本功能塊組成,一個功能塊代表一種操作、算(suan)法(fa)或(huo)變(bian)量(liang),它(ta)是(shi)策(ce)略(lve)的(de)基(ji)本(ben)執(zhi)行(xing)元(yuan)素(su),類(lei)似(si)一(yi)個(ge)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)塊(kuai),有(you)若(ruo)幹(gan)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu),每(mei)個(ge)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)管(guan)腳(jiao)都(dou)有(you)唯(wei)一(yi)的(de)名(ming)稱(cheng),不(bu)同(tong)種(zhong)類(lei)的(de)功(gong)能(neng)塊(kuai)其(qi)每(mei)個(ge)管(guan)腳(jiao)的(de)意(yi)義(yi)、取值範圍也不相同。 力控的控製策略是在控製策略生成器StrategyBuilder中編輯生成的,在控製策略存盤時自動對策略進行編譯,同時檢查語法錯誤,編譯也可以隨時手動進行。
 如果策略A被策略B調用,則稱A是B的子策略。零級策略是主策略的子策略,零級策略的子策略是一級策略,依此類推。 1. 編輯控製策略時的幾條基本準則 策略隻能調用其子策略,不能跨級調用,如不允許主策略調用二級策略。 一個功能塊的輸出可以輸出到多個基功能塊的輸入上。一個功能塊的輸入隻能來自一個輸出。功能塊的輸出不能來自另一個塊的輸出。 執行的順序先執行0級策略,其它策略的執行都是由該策略調用或間接調用。 在同一策略中,功能塊的執行順序是先上後下,先左後右。 2. 使用策略編輯器生成控製策略的基本步驟 ⑴ 根據生產控製要求編寫控製邏輯圖。 ⑵ 根據生產過程的控製要求配置I/O設備。 ⑶ 根據邏輯圖創建策略及子策略,建立I/O通道與基本功能塊的連接。 ⑷ 對創建的控製策略進行編譯和排錯。 ⑸ 利用控製策略編輯器的各種調試工具對編輯的策略首先進行分段離線調試,再進行總調試,最後進行在線調試。 ⑹ 如果控製策略在本地運行,則將經過調試的策略投入運行;如果策略在目標設備上運行,則將策略下裝到目標機中投入運行。 3. 控製功能模塊的構成及相關程序 力控StrategyBuilder的de係xi統tong構gou成cheng圖tu中zhong能neng夠gou看kan出chu它ta與yu實shi時shi數shu據ju庫ku及ji圖tu形xing界jie麵mian係xi統tong關guan係xi緊jin密mi。通tong訊xun接jie口kou實shi用yong程cheng序xu和he係xi統tong監jian控kong程cheng序xu隻zhi有you在zai嵌qian入ru式shi操cao作zuo係xi統tong中zhong才cai能neng用yong到dao,這zhe時shiPC-Based係統在控製功能模塊的支持下變成了功能強大的PC-BasedPLC,這種PLC無論是控製運算能力還是開放性都優於普通PLC,在這種情況下不需要實時數據庫和界麵係統,因為係統中沒有鍵盤、顯示器等外設。
 二.力控控製策略生成器的基本功能塊 一(yi)種(zhong)基(ji)本(ben)功(gong)能(neng)塊(kuai)可(ke)以(yi)被(bei)反(fan)複(fu)調(tiao)用(yong),每(mei)次(ci)調(tiao)用(yong)被(bei)賦(fu)予(yu)一(yi)個(ge)名(ming)字(zi),功(gong)能(neng)塊(kuai)的(de)執(zhi)行(xing)順(shun)序(xu)和(he)它(ta)在(zai)屏(ping)幕(mu)上(shang)的(de)位(wei)置(zhi)相(xiang)關(guan),位(wei)置(zhi)靠(kao)左(zuo)上(shang)方(fang)的(de)功(gong)能(neng)塊(kuai)優(you)先(xian)執(zhi)行(xing),按(an)照(zhao)先(xian)左(zuo)後(hou)右(you)、先上後下的順序執行。 基本功能塊分五類:變量功能塊、數學運算功能塊、程序控製功能塊、邏輯功能塊和控製算法功能塊。 邏luo輯ji功gong能neng塊kuai用yong於yu邏luo輯ji控kong製zhi與yu邏luo輯ji運yun算suan,比bi較jiao運yun算suan和he計ji數shu器qi由you於yu帶dai有you死si區qu參can數shu因yin此ci被bei劃hua入ru控kong製zhi算suan法fa塊kuai。控kong製zhi功gong能neng塊kuai用yong於yu標biao準zhun控kong製zhi算suan法fa的de運yun算suan與yu控kong製zhi。 如圖所示,一個基本功能塊由下麵幾部分組成。
 1. 功能塊名稱:描述功能塊的計算類別。 2. 輸入:功能塊的輸入參數,即參加計算的操作數,將用In1、In2、In3……或其它有意義的助記符表示。 3. 輸出:功能塊的計算輸出,將用OUT或其它有意義的助記符表示。 4.參數:指定功能塊中參與運算的必要參數,在組態期間設置這些參數的值,控控製算法功能塊參數的值也可以與其它功能塊的輸入、輸shu出chu進jin行xing連lian接jie,接jie受shou來lai自zi其qi它ta功gong能neng塊kuai的de參can數shu設she定ding或huo將jiang參can數shu的de值zhi送song給gei其qi它ta功gong能neng塊kuai。參can數shu的de名ming稱cheng不bu顯xian示shi在zai功gong能neng塊kuai的de輸shu入ru和he輸shu出chu管guan腳jiao上shang,在zai力li控kongStrategyBuilder的工作桌麵上用鼠標單擊一個功能塊,其參數就會顯示在屬性框中。 5.功能塊使能端:輸入,當它的數值為非0(TRUE)時(shi),才(cai)允(yun)許(xu)功(gong)能(neng)塊(kuai)對(dui)輸(shu)入(ru)變(bian)量(liang)進(jin)行(xing)計(ji)算(suan),否(fou)則(ze)功(gong)能(neng)塊(kuai)不(bu)執(zhi)行(xing)計(ji)算(suan),輸(shu)出(chu)無(wu)效(xiao),可(ke)以(yi)用(yong)另(ling)一(yi)個(ge)功(gong)能(neng)塊(kuai)的(de)輸(shu)出(chu)連(lian)接(jie)到(dao)功(gong)能(neng)塊(kuai)的(de)使(shi)能(neng)端(duan),達(da)到(dao)控(kong)製(zhi)是(shi)否(fou)允(yun)許(xu)其(qi)計(ji)算(suan)的(de)目(mu)的(de)。缺(que)省(sheng)是(shi)使(shi)能(neng)有(you)效(xiao)。

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