基于ff现场总线的pid控制算法应用研究

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1、基于FF现场总线的PID控制算法应用研究

2、第12、基于FF现场总线的网络化平台本系统包括两个部分：FF现场总线部分和现场控制模型部分，如图1。FF现场总线包括低速现场总线H1和高速现场总线HSE。低速现场总线H1的速率为31.25kbps，可用于温度、液位及流量等控制场合，信号类型为电压信号；高速现场总线HSE的速率为100Mbps，一般用于高级控制、远程输入/输出和高速工厂自动化等场合。现场控制模型可以利用实验室的原有设备，从而节约了投资。原有的模拟仪表可以通过电流信号到现场总线信号变送器转接到现场总线。图1系统软件运行关系以单回路液位控制为例，上

3、位机中软件的运行情况：(1)HSEInit接口软件，选择H1网段，HSE接口程序可以与以太网段内的HSE设备，以及LD设备下的H1网段设备进行交互，向组态等上层软件提供数据访问接口；(2)运行组态程序FF-Configurator组态软件，刷新网段获取系统的现场设备列表和功能块列表，刷新网段后，建立应用完成功能块组态，功能块间的连线表示通过现场总线通信的信号连接，如图2所示；(3)FFH1和FFHSEOPC服务器，每秒钟刷新一次，实现设备的实时数据和历史数据共享以及报警等功能；(4)设计SiaVieODE_BLK项下的TARGET参数修改成AUTO模

4、式，读取功能块参数，从而实现单回路的液位控制自动正常的运行。如果想要实现将先进控制算法应用到FF现场总线系统的方案，只需将IF-PID中MODE_BLK项下的TARGET参数修改成MAN模式，具体设置如图3所示，然后通过OPC技术实现过程变量和控制变量的通讯。；图2应用窗口中配置的PID组态策略图3实现先进控制算法时的IF-PID功能块参数表3、基于OPC的PID控制方案实现基于FF现场总线的先进控制算法，要先以实现常规PID控制为基础，包含先进控制算法的软件通过OPC接口来读写硬件设备的信息(作为OPC客户)，通过OPC服务器访问过程数据，可以克服

5、异构网络结构和网络协议之间的差异。3.1OPC服务器选用中科院沈阳自动化研究所提供了OPC服务器MicroCyber.FFServer.1，服务器的地址空间由服务器可读写的所有数据项组成，可以根据需要得到数据项的全称对其进行相关操作。图4为OPC服务器的地址空间图。使用OPC技术实现用VB6.0编写的客户端程序与OPC服务器的通讯，服务器中液位的实时值IF-PID-PV.VALUE，以及自定义变量如液位设定值IF-PID-SP.VALUE，然后进行算法控制，得到控制量，将控制量写入OPC服务器的项FI-PID-OUT.VALUE，从而控制受控系统。图

6、4OPC服务器的地址空间图3.2OPC自动化接口标准(1)自动化接口OPC基金会为方便用户在各种环境下软件开发，为数据访问规范提供两类接口：自动化接口和定制接口。基于定制接口的开发，需要用到较深的/D知识，比较晦涩难懂，而运用自动化接口则有以下优点：客户程序可以很容易地应用接口，而无需了解接口的详细内部机理；可以运用事件触发机制；可以生成一个通用的动态链接库(DLL)或控件供所有客户端应用程序使用。