基于PAC模塊的潮汐模擬計算機控制系統(tǒng)的研制.pdf

1、海洋的潮汐問題，一直是海洋學(xué)研究的重要領(lǐng)域之一。實驗室模擬海洋的潮汐變化是海洋研究者的基本研究方法。傳統(tǒng)的實驗室海洋潮汐模擬是通過建立由減速器構(gòu)成的水泵的驅(qū)動來改變水槽中的水位實現(xiàn)，這樣的系統(tǒng)控制電路復(fù)雜、機械設(shè)備昂貴，同時控制精度也不高。本文在大量調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過采用雙向水泵、變頻調(diào)速器和智能電動調(diào)節(jié)器，應(yīng)用分布式I/O計算機監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了潮汐模擬的計算機控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)通過控制變頻調(diào)速器來實現(xiàn)對雙向水泵的控制，達(dá)到水槽中水的

2、流動方向和速度的控制：智能調(diào)節(jié)器是調(diào)節(jié)尾門的開度大小，實現(xiàn)水槽的水位控制；水位儀、流速儀測得的水位、流速參數(shù)通過基于RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)和DCON協(xié)議的BUS7000現(xiàn)場總線上傳主機后，經(jīng)設(shè)定的算法來控制雙向泵的轉(zhuǎn)速和尾門的開度來實現(xiàn)潮汐的模擬。 為了使控制系統(tǒng)連線簡單、可靠，本控制系統(tǒng)的水位、流速等數(shù)據(jù)的采集和雙向泵的變頻器、尾門調(diào)節(jié)器的控制數(shù)據(jù)傳輸由基于RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)和DCON協(xié)議的BUS7000現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)

3、硬件由現(xiàn)場采集控制和PAC(programmable automatic controller)模塊構(gòu)成，并通過MODBUS TCP協(xié)議與上位機中基于組態(tài)軟件的監(jiān)控系統(tǒng)通信，實現(xiàn)現(xiàn)場實時監(jiān)控。以PAC為核心控制器的下位機，采用符合國際標(biāo)準(zhǔn)EIC61131-3的可視化編程語言和開放的網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)對采集模塊的連接、控制和算法控制器的編程。支持MODBUS TCP協(xié)議，可將現(xiàn)場具有RS232/422/485串口的設(shè)備，轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)接口設(shè)備，

4、達(dá)到與上位機的無縫連接。 控制系統(tǒng)的軟件以Windows為操作平臺，監(jiān)控系統(tǒng)采用組態(tài)軟件作為中央監(jiān)控軟件，實現(xiàn)以下功能：設(shè)置工作模式，實時傳送采集參數(shù)、控制參量，實時數(shù)據(jù)處理、存儲、顯示和在線查詢等。 系統(tǒng)控制方法采用PID與專家系統(tǒng)相結(jié)合的方法，設(shè)計出符合系統(tǒng)實際情況的自適應(yīng)PID數(shù)字控制器，實現(xiàn)潮汐水位、流速變化曲線的精確模擬。 設(shè)計中分布式I/O控制系統(tǒng)、BUS7000現(xiàn)場總線、PAC可編程控制器、多任務(wù)操