基于OPC技術的虛擬監(jiān)控系統(tǒng)研究設計.pdf

1、在高鐵、運載火箭等高速運行系統(tǒng)中，限于速度和穩(wěn)定性考慮，往往無法完全配備被控對象的檢測變送設備。而現(xiàn)代控制大多采用計算機實現(xiàn)，必須接收反饋回來的數(shù)字化變量才能形成完整有效的閉環(huán)控制。檢測變送設備的缺失導致難以獲得被控對象的實時反饋值，無法實現(xiàn)閉環(huán)控制。同時，隨著被控對象越來越復雜，控制精度要求越來越高，單純通過PLC編程實現(xiàn)控制算法越來越困難。即使實現(xiàn)算法，監(jiān)測和顯示控制效果也比較困難。
　　鑒于上述情況，文章基于OPC技術建立起

2、集成了WinCC、STEP7、MATLAB的仿真實驗平臺。在平臺的構建中，根據(jù)被控對象的機理和響應特性對其進行數(shù)學建模，在MATLAB中利用傳遞函數(shù)實現(xiàn)被控對象的虛擬化，從而省去了檢測變送設備和被控設備；以WinCC作為控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞的核心，完成與下位機PLC和客戶端MATLAB二者的通訊并完成組態(tài)設計與圖形顯示，實現(xiàn)控制效果的監(jiān)測和顯示；以STEP7設計PID控制算法，實現(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。
　　在此基礎上，文章針對虛擬監(jiān)控系統(tǒng)中單純PID控制器的劣勢探討了模糊控制算法的原理及其在MATLAB中的實現(xiàn)方法。然后將模糊控制器和PID控制器相結合形成參數(shù)模糊自整定PID控制并將其引入前面構建的虛擬控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)根據(jù)不同時刻的輸入在線修改PID控制參數(shù)的功能，改善了系統(tǒng)的響應效果。在這個虛擬控制系統(tǒng)中，用WinCC中對象的C腳本程序?qū)崿F(xiàn)虛擬時滯對象的模擬，同樣省去了檢測變送設備和被控設備；用MATLA

4、B強大的編程功能編寫控制算法，解決了PLC難以實現(xiàn)復雜控制算法的難題，從而基于OPC技術建立起高效合理的以控制器-WinCC-虛擬時滯對象為框架的仿真平臺。
　　本論文構建了基于OPC技術的仿真實驗平臺，驗證了OPC技術在工業(yè)現(xiàn)場和系統(tǒng)集成中的實用性和有效性，有助于實驗室開發(fā)新的實驗，增強實驗的可操作性以及可觀察性。采用MATLAB程序和WinCC對象的C腳本程序兩種方法實現(xiàn)控制對象的虛擬，可以在無法配備檢測變送設備或者無法保證設