FOXBORO DCS卡件 FOXBORO 43AP-FA42C STYLE B INSTRUMENT DATA
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集散控制系統(tǒng)(DCS)是應(yīng)用計算機技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理而對現(xiàn)場裝置的控制分散的基本控制技術(shù)。集散控制系統(tǒng)的重要組成部分是組態(tài)軟件。傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件重復(fù)使用率低開發(fā)周期長，很難滿足工業(yè)自動化的要求。工業(yè)自動化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決實際工程中的問題提供了一種新的方法，它能夠使用戶根據(jù)自己的控制對象和控制目的任意組態(tài)，使自動化工程人員能夠面向問題的設(shè)計。
控制組態(tài)仿真軟件要比傳統(tǒng)仿真軟件作出改進(jìn)，使其不僅僅可以供控制人員進(jìn)行一些控制的組態(tài)構(gòu)建，還可以提供給操作人員進(jìn)行仿真培訓(xùn)，以及進(jìn)行控制管理人員的培訓(xùn)。只要使其控制組態(tài)的模式和現(xiàn)場模式保持*，就可以達(dá)到仿真的目的，而不必在實際的dcs控制室進(jìn)行試驗和調(diào)試，這樣可以減少投資，并減小和避免工藝投放風(fēng)險。因此，開發(fā)結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、簡單實用的仿真系統(tǒng)控制組態(tài)軟件，具有很好的應(yīng)用前景。
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)
2.1 控制組態(tài)概述
控制組態(tài)仿真軟件作為集成的圖形編程語言，是針對dcs系統(tǒng)所開發(fā)的全中文界面的控制方案組態(tài)工具，它與dcs系統(tǒng)流程圖組態(tài)軟件聯(lián)合完成對系統(tǒng)的圖形組態(tài)，是新型dcs系統(tǒng)組態(tài)軟件的重要組成部分之一，也是算法控制組態(tài)的核心部分。
本設(shè)計參考了電工委員會iec61131-3提供的用于控制的4種編程語言標(biāo)準(zhǔn)：梯形圖，結(jié)構(gòu)化高級語言，方框圖，指令助記符，采用了簡單方便易于用戶學(xué)習(xí)和使用的方框圖形式的編程語言，使編程環(huán)境更加高效，更加人性化。
本文根據(jù)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想，基于目前控制領(lǐng)域通用的windows2000平臺，采用visualc++6.0語言實現(xiàn)了程序設(shè)計。這樣，不僅使人機界面更加友好，而且能夠更好地利用windows系統(tǒng)的資源，使組態(tài)軟件的功能更為強大。
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。各部分的功能及實現(xiàn)方法敘述如下。
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2.2 算法顯示模塊和控制算法組態(tài)
該軟件向工程人員提供了一個圖形化的控制算法組態(tài)平臺，工程人員可以根據(jù)實際工業(yè)過程，選用合適的控制算法，用圖形的方式，即選用算法顯示模塊，組成各種控制回路，然后將組態(tài)信息保存到組態(tài)文件中?？刂扑惴ńM態(tài)的主界面如圖2所示。
圖2 控制組態(tài)主界面
圖2算法顯示模塊指的是對具體算法的抽象顯示。在圖形化組態(tài)界面上，每種具體的控制算法對應(yīng)一種算法顯示模塊，以方框圖的形式顯示，用戶只需用簡單的鼠標(biāo)操作就能將的算法顯示模塊添加到的控制回路中，或刪除和修改參數(shù)，從而完成控制算法的組態(tài)。其在控制組態(tài)界面中的顯示是帶有輸入輸出端子的矩形，圖3是一個加法顯示模塊的外觀及顯示說明：
圖3 算法顯示模塊圖
其中，模塊在回路中的編號只有在進(jìn)行過編譯且用戶確定后才正確顯示，編譯前不顯示。而模塊流水號只是在繪制過程中記錄的全局*的模塊的id號，它由系統(tǒng)自動生成，用戶不能修改。
設(shè)計控制組態(tài)仿真軟件的界面時，主要是實現(xiàn)組態(tài)用到的算法顯示模塊、連線和文本注釋的繪制和顯示。從共性的角度考慮，決定將對算法模塊的實現(xiàn)用一個從cobject類派生的類cfunmod來統(tǒng)一實現(xiàn)和管理，在該類中設(shè)定標(biāo)志變量對具體的算法顯示模塊類型進(jìn)行區(qū)分，同時標(biāo)記該模塊的輸入輸出端子數(shù)目。連線使用從cobject類派生的類clinkline實現(xiàn)，包含對連線兩端所連算法顯示模塊的標(biāo)記。而文本注釋則由另一個從cobject類派生的類ctext來實現(xiàn)，為普通注釋時，記錄字符串類型的注釋參數(shù)，而與數(shù)據(jù)庫中的點關(guān)聯(lián)時，記錄點名。在繪制回路的過程中，它們都是由基于各類的鏈表來操作和管理的。
為支持對算法顯示模塊和文本注釋的參數(shù)配置，需實現(xiàn)屬性對話框，這是很容易實現(xiàn)的。這樣，通過鼠標(biāo)雙擊算法模塊，彈出屬性對話框，用戶填入相應(yīng)的參數(shù)，點擊確定保存即可。
2.3 控制算法庫
控制算法庫是整個系統(tǒng)仿真運行的基石。系統(tǒng)中內(nèi)置了若干種控制算法。為了保證控制算法的可擴展性和統(tǒng)一性，所有的控制算法實現(xiàn)了一個統(tǒng)一的接口，供算法運行模塊調(diào)用。
具體來講，是采用模塊化設(shè)計的思路，將dcs的控制算法分解成若干個功能獨立的、能分別設(shè)計、編碼和調(diào)試的算法模塊，組成控制算法庫。每個算法模塊完成的功能既明確又單純，從而使處理的問題局部化和簡單化。算法模塊作為控制組態(tài)仿真軟件結(jié)構(gòu)中的zui基本元素，實際上就是完成一個特定算法的獨立程序。算法模塊的接口簡明而又統(tǒng)一，且能彼此隔離和獨立。從用戶角度看來，控制算法庫中的各種控制算法都是*一樣的，而且系統(tǒng)也是采用統(tǒng)一的接口對各種算法進(jìn)行調(diào)用的，用戶無需關(guān)心每個控制算法的具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)。另外，用戶使用時，只需對控制算法模塊的參數(shù)進(jìn)行修改，而無需修改算法模塊的代碼。
將各算法編成獨立的可反復(fù)調(diào)用的算法模塊，對應(yīng)每一個功能模塊都有一個參數(shù)列表和輸入列表，系統(tǒng)運行時，控制調(diào)度程序依據(jù)這些信息，順序依次執(zhí)行。
設(shè)計算法庫時，先設(shè)計一個算法基類cfunction，其中實現(xiàn)一個虛函數(shù)fun，具體算法從該類中派生。在程序中，采用統(tǒng)一調(diào)用各算法模塊的fun函數(shù)的方法實現(xiàn)對控制算法的調(diào)用，這樣的接口簡單明了。
