计算机控制技术 教学课件 作者 夏扬 主编 第6章.ppt

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1、第六章控制系统应用程序设计第三节监控组态软件第一节测量数据预处理第二节数字滤波应用程序基本分类为：①过程监视程序；②数据处理程序；③控制算法及执行机构控制程序；④故障自诊断程序。第一节测量数据预处理一、线性化处理程序设计三种线性化的处理方法：计算法查表法折线法1．计算法若测量数据与转换的电信号有明确的数学表达式，且该表达式又便于计算，则可利用计算机强大的计算功能将该表达式转换为线性关系后再进行计算。对于开平方的非线性关系，常用牛顿迭代公式进行线性化处理。其迭代公式为2．查表法所谓查表法，就是预先编制一张表格，把有非线性关系的两个参数按一定顺序置于表内，

2、然后通过查表程序根据被测参数的值最终查出所需的结果。查表方法顺序查表法计算查表法对分查表法表格排列有序表无序表3．折线法(局部线性化法)在实际工作中，除了上述非线性参数关系可以用数学式表达或有序表格表示的情况外，还有许多参数的非线性规律只能通过一条曲线来表示对于这种场合常用折线法及非线性插值逼近法来解决。折线近似法的原理是将曲线按一定要求分成若干段，然后把相邻分段点用折线连接起来，用此折线拟合该段的曲线，在此折线内的关系用直线方程表示将曲线分段的方法有两种。(1)等距分段法(2)不等距分段法二、标度变换程序设计1．线性参数的标度变换这种标度变换的前提是

3、被测参数值与A/D转换结果为线性关系。线性标度变换的公式为2．非线性参数的标度变换有些传感器测出的数据与实际的参数不是线性关系，它们有着由传感器和测量方法决定的函数关系。若这些函数关系可用解析式来表示，我们可直接采用解析式来计算。计算公式：三、越限报警程序设计越限报警是一种常见而实用的数据处理方式。它将采样数据经处理加工后与规定的工艺参数范围的极限数据比较，如果越限，就应给出相应指示，通知操作人员，以便采取相应措施，确保生产安全。第二节数字滤波数字滤波有以下优点：1)数字滤波是用程序实现的，无需增加硬设备，而且滤波器(滤波程序)可多通道共享，降低了开发

4、成本。2)数字滤波可以对低频信号实现滤波，克服了模拟滤波器的缺陷。3)数字滤波可以根据信号的不同，采取不同的滤波方法或滤波参数，使用方便灵活。4)数字滤波由于不用硬设备，各回路间不存在阻抗匹配等问题，故可靠性高，稳定性好。一、平均值滤波程序设计1．算术平均值滤波2．加权平均值滤波二、中位值滤波中位值滤波的原理是对被测参数连续采样Ⅳ次(Ⅳ取奇数)，并按大小顺序排列。对Ⅳ个采样值，先用中位值滤波，得到m(m<Ⅳ)个滤波值，再对这m个滤波值进行算术平均，得到滤波后的被测参数。三、限幅滤波限幅滤波的方法是考虑到被测参数在两次采样时间间隔内，一般最大变化的增量△

5、Y，(以绝对值表示)总是在一定的范围内，如果前后两次采样值的实际增量△Y,则认为是正常的；否则认为是干扰造成的，则用上次的采样值代替本次采样。由此得限幅滤播的算法为：四、惯性滤波惯性滤波运算公式源于RC低通滤波器的传递函数为五、复合滤波为了进一步提高滤波效果，有时可以把两种或两种以上的不同滤波功能的数字滤波器组合起来，组成复合数字滤波器。第三节监控组态软件一、概述现代工业的生产技术、工艺过程日趋复杂，生产设备及装置的规模不断扩大，企业生产自动化程度要求也越来越高，要求应用各种分布式监控与数据采集系统。简化的计算机监控系统结构可分为两层，即I／0控制层和

6、操作监控层。与之有关的监控软件编制可采用以下两种方法：一是采用VisualBasic、VisualC等基于Windows平台的开发程序来编制；二是采用监控组态软件来编制。监控组态软件属于监控层一级的软件平台和开发环境，以灵活多样的组态方式为用户提供开发界面和简捷的使用方法，同时支持各种硬件厂家的计算机和I／0设备。二、组态软件的功能1．硬件配置组态功能2．数据库组态功能3．控制回路组态功能4．逻辑控制及批控制组态5．显示图形生成功能6．报表画面生成功能7．报警画面生成功能8．趋势曲线生成功能三、工业监控组态软件WinCC1．WinCC的特性(1)基于P

7、C机和标准操作系统WinCC直接在PC机的硬件平台和标准的Microsoft的32位操作系统(如windowsNT4.0)下运行，构成计算机监控系统。(2)系统容量规模易于剪裁1)WinCC运行版和完全版可选用不同的变量数。2)WinCC可构成单用户系统或客户机／服务器结构的多用户系统。3)通过各种可选软件包、用户编程等可扩展系统功能。(3)使用方便1)交互式的自学软件和帮助系统使用户易于掌握的WinCC使用。2)组态向导简化了用户组态的程式化工作。4)系统运行时可在线组态。3)利用对象图库生成画面。(4)全面开放1)能方便地集成标准windows应用

8、的对象、函数、和文档。2)提供能访问所有winCC功能的API编程接口。3)开发嵌入WinCC