基于組態(tài)軟件和仿真軟件的層流冷卻實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

劉少偉，片錦香，湯　健，岳　恒
中國(guó)人民解放軍９２９４１部隊(duì)，遼寧葫蘆島　

沈陽(yáng)建筑大學(xué)信息與控制工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)

東北大學(xué)自動(dòng)化研究中心，遼寧沈陽(yáng)

摘　　　要：針對(duì)熱軋層流冷卻過(guò)程的自動(dòng)化系統(tǒng)及優(yōu)化控制算法難以在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中進(jìn)行充分的調(diào)試和驗(yàn)證、基于仿真軟件發(fā)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)則脫離工業(yè)實(shí)際的監(jiān)控與運(yùn)行環(huán)境、購(gòu)買(mǎi)硬件控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)物／半實(shí)物仿真價(jià)格昂貴等問(wèn)題，本文提出了采用組態(tài)軟件、工業(yè)控制器模擬軟件、仿真軟件混合編程開(kāi)發(fā)層流冷卻虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的方法。該平臺(tái)采用Ｃ＃語(yǔ)言開(kāi)發(fā)參數(shù)優(yōu)化子系統(tǒng)、組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)管理監(jiān)控子系統(tǒng)、工業(yè)控制器模擬軟件運(yùn)行回路控制程序、ＭＡＴＬＡＢ軟件開(kāi)發(fā)對(duì)象模型子系統(tǒng)，通過(guò)ＯＰＣ軟總線等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了各個(gè)子系統(tǒng)的無(wú)縫連接。本文較后采用實(shí)際工業(yè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了平臺(tái)的有效性，表明其廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)　鍵　詞：組態(tài)軟件；仿真軟件；層流冷卻過(guò)程；虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

１　引　言
目前，仿真平臺(tái)技術(shù)在不同領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)和武器裝備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制及模擬仿真等方面，具有不可缺少和不可估量的重要作用［１－４］。如鋼鐵熱軋生產(chǎn)中的對(duì)熱軋后的板帶進(jìn)行冷卻的層流冷卻系統(tǒng)，其控制、建模和優(yōu)化對(duì)較終帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量直接相關(guān)。層流冷卻系統(tǒng)的目的是使帶鋼從終軋溫度按一定溫降速率冷卻到卷取溫度，從而獲得性能良好的熱軋帶鋼產(chǎn)品，是提高帶鋼質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)［５－６］。該過(guò)程具有強(qiáng)非線性、參數(shù)時(shí)變、工況變化頻繁、以及冷卻帶鋼的溫度不能連續(xù)檢測(cè)等綜合復(fù)雜特性［７］，難以實(shí)現(xiàn)精確建模和傳統(tǒng)閉環(huán)控制，其優(yōu)化控制算法需要經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)后才能投入實(shí)際應(yīng)用［８－１０］。層流冷卻過(guò)程的建模問(wèn)題成為層流冷卻過(guò)程控制的關(guān)鍵之一［１１�玻保玻荩�同時(shí)也需要模型的驗(yàn)證平臺(tái)。針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出了將組態(tài)軟件、控制器模擬軟件、仿真軟件混合編程，開(kāi)發(fā)基于普通ＰＣ機(jī)的層流冷卻虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不但保持了與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)相似的運(yùn)行環(huán)境，而且節(jié)省了購(gòu)買(mǎi)硬件系統(tǒng)的資金，為層流冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化控制技術(shù)及建模技術(shù)的開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)有效的驗(yàn)證環(huán)境。

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