图 & 吹摆实验控制端 图 ’ 吹摆实验控制模型
图 & 是吹摆实验控制端的实物图，其主要硬件设备包括 (
台工控机、( 个角度传感器、( 个 )*++, 微机电源、( 副吹摆支
架和 ( 块研华 -./01(1/ 数据采集卡。系统模型如图 ’ 所示，
摆叶被吹动的角度值是该控制系统的被控对象，利用 -!* 或者
用户自定义控制算法，对风扇的转速进行控制，使吹摆支架固定
的摆叶被吹起，达到预定的角度。该实验系统的控制原理如图 2
所示，它采用闭环控制，利用角度传感器将实际摆叶角度经过采
样卡输入控制器，测到的实际摆叶角度与设定角度相比较，控制
器根据预定的控制算法计算后输出控制信号给脉冲宽度调制
器，然后脉冲宽度调制器输出线性电压给风扇，控制风扇的转
速，最后由风扇输出风力吹动摆页，使其达到预定角度。其中，控
制器中除了已定义的 -!* 控制算法外，还预留了控制算法的二
次接口，允许用户嵌入自定义控制算法，使用户可以对各种复杂
算法的控制功能进行检验，这样既提高了该实验平台的实际应
用范围，也有利于系统开发者开发新的控制算法。&3& 客户端吹摆实验界面
图 4 为网络实验室客户端的吹摆实验界面，为了最大可能
地利用显示空间而不局限于网页中的 5667$# 固定区域，实验窗
口是一个单独弹出的 8%9:$，当中使用了 ;9<9 类库中性能优良
的 =>?"@ 组件来编写 AB!，使其运行效率更高，性能更好。客户
端框架中的吹摆实验界面为用户提供了操作简单而又形象直观
的输入输出组件，使用户能方便地完成实验和查看数据结果。在
实验开始时，用户可以选择 -!* 或者自定义控制算法，如果选择
-!* 控制，那么可以设置比例、积分和微分三个参数，在阶跃、斜
坡和正弦三种函数中选择一种作为理想角度输出，并设置该函
数的相应参数。如果选择自定义控制算法，用户导入一个包含符
合预定自定义接口的自定义控制算法的文件即可。设置好各种
参数后，即可发送参数到控制端，控制端即根据设置好的参数进
行实验。实验进行时得到的摆叶实际角度等数据会实时地反馈
PLC的H2S浓度监测系统设计+HMI功能+组态王给客户端，这些数据会立刻显示在一个“波形显示器”面板上，生
成一条动态的波形曲线，吹摆实验界面还提供了一个动画的吹
摆模型面板，它能生动地实时显示出摆叶的角度，使用户对实验
结果能有更形象的感知。为了让用户具有更加接近现场实验的
感觉，目前正在开发视频直播功能，为用户提供实时的控制端图
像，完全展现现场的实验效果。控制端的角度传感器被设置为每
’,:= 采集一次摆叶角度，该采样周期能够保证对摆叶角度细微
变化的捕捉，但基于网络资源的高效利用和通信传输的最小开
销，控制端会每采集 ’, 个角度值发送一次数据到客户端，即在
客户端每 ,3+= 就刷新一次数据，每刷新一次即添加 ’, 个波形
点，最大可能地保证了用户看到连续又细致的波形。
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