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(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理而對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)，很難滿足工業(yè)自動(dòng)化的要求。工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決實(shí)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(duì)象和控制目的任意組態(tài)，使自動(dòng)化工程人員能夠面向問題的設(shè)計(jì)。

    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(chǎng)模式保持*，就可以達(dá)到仿真的目的，而不必在實(shí)際的dcs控制室進(jìn)行試驗(yàn)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(xiǎn)。因此，開發(fā)結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、簡(jiǎn)單實(shí)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(shí)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(yǔ)言，是針對(duì)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(duì)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(jì)參考了電工委員會(huì)iec61131-3提供的用于控制的4種編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)：梯形圖，結(jié)構(gòu)化高級(jí)語(yǔ)言，方框圖，指令助記符，采用了簡(jiǎn)單方便易于用戶學(xué)習(xí)和使用的方框圖形式的編程語(yǔ)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(jì)思想，基于目前控制領(lǐng)域通用的windows2000平臺(tái)，采用visualc++6.0語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了程序設(shè)計(jì)。這樣，不僅使人機(jī)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(qiáng)大。

    系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。各部分的功能及實(shí)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(gè)圖形化的控制算法組態(tài)平臺(tái)，工程人員可以根據(jù)實(shí)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(duì)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(duì)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(jiǎn)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(gè)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(hào)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(hào)只是在繪制過程中記錄的全局*的模塊的id號(hào)，它由系統(tǒng)自動(dòng)生成，用戶不能修改。

    設(shè)計(jì)控制組態(tài)仿真軟件的界面時(shí)，主要是實(shí)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(duì)算法模塊的實(shí)現(xiàn)用一個(gè)從cobject類派生的類cfunmod來統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)和管理，在該類中設(shè)定標(biāo)志變量對(duì)具體的算法顯示模塊類型進(jìn)行區(qū)分，同時(shí)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(shí)現(xiàn)，包含對(duì)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(gè)從cobject類派生的類ctext來實(shí)現(xiàn)，為普通注釋時(shí)，記錄字符串類型的注釋參數(shù)，而與數(shù)據(jù)庫(kù)中的點(diǎn)關(guān)聯(lián)時(shí)，記錄點(diǎn)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(duì)算法顯示模塊和文本注釋的參數(shù)配置，需實(shí)現(xiàn)屬性對(duì)話框，這是很容易實(shí)現(xiàn)的。這樣，通過鼠標(biāo)雙擊算法模塊，彈出屬性對(duì)話框，用戶填入相應(yīng)的參數(shù)，點(diǎn)擊確定保存即可。

    2.3 控制算法庫(kù)

    控制算法庫(kù)是整個(gè)系統(tǒng)仿真運(yùn)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(kuò)展性和統(tǒng)一性，所有的控制算法實(shí)現(xiàn)了一個(gè)統(tǒng)一的接口，供算法運(yùn)行模塊調(diào)用。

    具體來講，是采用模塊化設(shè)計(jì)的思路，將dcs的控制算法分解成若干個(gè)功能獨(dú)立的、能分別設(shè)計(jì)、編碼和調(diào)試的算法模塊，組成控制算法庫(kù)。每個(gè)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(jiǎn)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(shí)際上就是完成一個(gè)特定算法的獨(dú)立程序。算法模塊的接口簡(jiǎn)明而又統(tǒng)一，且能彼此隔離和獨(dú)立。從用戶角度看來，控制算法庫(kù)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(duì)各種算法進(jìn)行調(diào)用的，用戶無需關(guān)心每個(gè)控制算法的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。另外，用戶使用時(shí)，只需對(duì)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(dú)立的可反復(fù)調(diào)用的算法模塊，對(duì)應(yīng)每一個(gè)功能模塊都有一個(gè)參數(shù)列表和輸入列表，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，控制調(diào)度程序依據(jù)這些信息，順序依次執(zhí)行。

    設(shè)計(jì)算法庫(kù)時(shí)，先設(shè)計(jì)一個(gè)算法基類cfunction，其中實(shí)現(xiàn)一個(gè)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(shí)現(xiàn)對(duì)控制算法的調(diào)用，這樣的接口簡(jiǎn)單明了。