工控组态软件在过程控制系统中的应用

　　引言

　　在工业控制领域，如何有效的实现控制算法一直是人们普遍关心的问题。目前，工控组态软件能够提供友好的人机交互界面，强大的通讯功能，但是计算能力不强，很难实现一些复杂的控制策略[1]。Visual Basic是Microsoft公司开发的Windows平台的主力编程语言之一，它避开了C++编程繁琐和抽象的缺点，综合运用了BAIC语言和新的可视化设计工具，不仅简单易学，而且功能强大。同时，VB还具有事件驱动的编程机制，在开发时可以充分扩充其功能，如在函数层调用功能态链接库(DLL)、在控件层使用VBX、在应用层使用shell函数调用其他应用程序等[2]。因此，可以利用组态软件作为系统主控，定时进行数据采样、动态工艺图显示、数据记录等;利用VB来实现复杂的控制算法，而二者之间的无缝连接可以通过ActiveX技术来实现，如图1所示。这样就可以充分发挥工控组态软件和VB各自的优势，实现复杂系统的控制。　　

　　图1、ActiveX技术通信统结构图

　　1 电线加塑生产工艺简介

　　单芯裸铜线的自动加塑过程中，主牵引机带动裸铜线经过挤塑机塑封上塑料，经测径、水冷、打字、耐压测试合格后由收线机收卷成盘。生产过程中要求线材必须保持适当的张力，才能保证加塑均匀、铜芯不被拉断或堆挤、卷取排列整齐、松紧适度。而线径大小，卷筒直径，电机速度等因素，都会影响到系统的张力，影响产品质量。

　　1.1 电线加塑生产中张力的产生及特点

　　根据胡克定律，卷绕系统中卷材的张力来源于放卷和收卷的线速度差[3]，当放卷速度恒定时，保持卷取张力恒定实质上就是控制收卷速度。而在卷取过程中，当电机转速一定时，卷径的变化也会影响卷取速度;主牵引机进行加减速时，即建张阶段，还会存在张力的震荡[4]，所以张力控制系统不仅要对速度的冲击有较强的抵抗力，同时对卷径的变化也应具有较强的鲁棒性。

　　1.2 电线加塑生产恒张力系统的简单自适应控制

　　要解决好上述问题，采用传统算法的张力闭环系统很难达到令人满意的效果，因此，设计了电流、速度、张力三环变结构串级控制系统。建张过程中投入速度调节器，系统为转速电流双闭环调速系统，PI型调节律，通过控制转速间接控制张力，属于间接张力控制系统;建张完成后，即张力偏差小于5%时，张力环投入工作，形成张力电流双闭环系统，并引入一种新的控制策略——简单自适应控制律，系统为直接张力控制系统[4]。系统结构图如图2所示。　

　　图2、电线加塑恒张力简单自适应控制系统原理框图