基于OPC技術(shù)的虛擬監(jiān)控系統(tǒng)研究設(shè)計(jì).pdf

1、在高鐵、運(yùn)載火箭等高速運(yùn)行系統(tǒng)中，限于速度和穩(wěn)定性考慮，往往無(wú)法完全配備被控對(duì)象的檢測(cè)變送設(shè)備。而現(xiàn)代控制大多采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，必須接收反饋回來(lái)的數(shù)字化變量才能形成完整有效的閉環(huán)控制。檢測(cè)變送設(shè)備的缺失導(dǎo)致難以獲得被控對(duì)象的實(shí)時(shí)反饋值，無(wú)法實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。同時(shí)，隨著被控對(duì)象越來(lái)越復(fù)雜，控制精度要求越來(lái)越高，單純通過(guò)PLC編程實(shí)現(xiàn)控制算法越來(lái)越困難。即使實(shí)現(xiàn)算法，監(jiān)測(cè)和顯示控制效果也比較困難。
　　鑒于上述情況，文章基于OPC技術(shù)建立起

2、集成了WinCC、STEP7、MATLAB的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在平臺(tái)的構(gòu)建中，根據(jù)被控對(duì)象的機(jī)理和響應(yīng)特性對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，在MATLAB中利用傳遞函數(shù)實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的虛擬化，從而省去了檢測(cè)變送設(shè)備和被控設(shè)備；以WinCC作為控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞的核心，完成與下位機(jī)PLC和客戶(hù)端MATLAB二者的通訊并完成組態(tài)設(shè)計(jì)與圖形顯示，實(shí)現(xiàn)控制效果的監(jiān)測(cè)和顯示；以STEP7設(shè)計(jì)PID控制算法，實(shí)現(xiàn)控制器作用，得到控制量輸出，從而形成以WINCC為橋梁的三位

3、一體的仿真控制平臺(tái)。
　　在此基礎(chǔ)上，文章針對(duì)虛擬監(jiān)控系統(tǒng)中單純PID控制器的劣勢(shì)探討了模糊控制算法的原理及其在MATLAB中的實(shí)現(xiàn)方法。然后將模糊控制器和PID控制器相結(jié)合形成參數(shù)模糊自整定PID控制并將其引入前面構(gòu)建的虛擬控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同時(shí)刻的輸入在線(xiàn)修改PID控制參數(shù)的功能，改善了系統(tǒng)的響應(yīng)效果。在這個(gè)虛擬控制系統(tǒng)中，用WinCC中對(duì)象的C腳本程序?qū)崿F(xiàn)虛擬時(shí)滯對(duì)象的模擬，同樣省去了檢測(cè)變送設(shè)備和被控設(shè)備；用MATLA

4、B強(qiáng)大的編程功能編寫(xiě)控制算法，解決了PLC難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制算法的難題，從而基于OPC技術(shù)建立起高效合理的以控制器-WinCC-虛擬時(shí)滯對(duì)象為框架的仿真平臺(tái)。
　　本論文構(gòu)建了基于OPC技術(shù)的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)證了OPC技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和系統(tǒng)集成中的實(shí)用性和有效性，有助于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)新的實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可操作性以及可觀察性。采用MATLAB程序和WinCC對(duì)象的C腳本程序兩種方法實(shí)現(xiàn)控制對(duì)象的虛擬，可以在無(wú)法配備檢測(cè)變送設(shè)備或者無(wú)法保證設(shè)