Labview基于NIPAC的水箱液位控制系统的设计与实现(2)

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1.2 PAC控制的发展

1.2.1 PAC控制的产生与特性

在自动化控制中，传统PLC控制体系结构封闭，各企业开发其对应的PLC硬件体系、编程语言和系统指令都有差异。这就造成一种不利于自动控制开放化的情况：客户只能选择学习他们所购买的PLC系统相对应的控制规程和其特定的使用方式和编程语言。这就造成工业控制不能统一开放化，严重的阻碍着工业发展更新速度。然而随着时代发展至90年代，计算机技术的不断提高使得人们开始考虑使用PC机来进行系统控制。以PC的灵活特性来满足工业控制的高精确性。即使有些厂家和工程师在某些特定的实例上使用了PC控制的理念，并实现了更加复杂的控制算法、更强大的网络通讯和数据处理能力，但是介于PC控制并非为严格的工业环境而设计的，其所带来的稳定性、可靠性和编程复杂性成为了工业控制的又一大难题。在这时，全球知名的自动化机构ARC提出了一种新的设想：PAC控制，即可编程自动化控制。由于PAC控制是将PLC控制功能和PC功能相结合来完善传统控制的缺陷，其理念很快受到全球各企业和工程师的赞同，并快速发展。其中NI公司就提出了自己的PAC架构：利用LabVIEW图形化编程软件作为软件平台设计PAC控制平台。这是实现很快受到了各大企业的重视，并在世界各地的工业生产中都有所应用和发展。

PAC的操作系统是通用且实时的，同时使用了标准开放的背板总线，这与传统的PLC控制存在很大的差异。另外PAC系统的编程软件符合PC特点，以统一化的编程环境进行编程，从而集成了多领域的功能，包括逻辑和过程控制。同时PAC也有以下几个特性：

a).采用了通用的开发平台，建立单一的数据库，以减少不同领域自动化控制系统建设和集成中所带来的复杂性。这就使控制平台搭设更为简单、高速且廉价。

b).实现了PC编程软件的特性，能创造多个复杂的控制功能，比如常见控制中的逻辑控制、过程控制或运动控制。同时能根据工程师要求完成多个功能，运用多个程序来满足设计要求。并且成就了人性化的人机界面，是工程师更易上手。文献综述

c).采用了较为开放性的模块化硬件构架，在建设系统中更易搭配，自由多变。从而减少了系统建设的消费，同时又能使系统满足更多的功能。

d).支持现有的多种网络协议和编程语言标准，例如：工业以太网标准和IEC-61158现场总线，这就保证了工业自动化控制环境中的数据传输和交换的稳定和高速。

1.2.2 PAC控制在国内外的发展现状

1.3 论文研究的主要内容

论文主要研究内容是利用NI公司所提供的技术产品PXI硬件平台和图形化编程软件LabVIEW以及THJ-3型中的水箱设备建立PAC平台，实现对水箱设备进行监测和调控。其中要对LabVIEW图形化编程语言进行全面的熟悉和掌握，并对已有的水箱设备，建立以基于PAC平台的水箱液位控制系统。利用LabVIEW建立软件环境，实现水箱液位信号的传输和监控，从而实现虚拟仪器的构成。并以此对液位监测控制系统所传输的信号的PID控制，调节水箱液位，完成基于NI PAC的水箱液位控制。

2 硬件系统组成

2.1 系统总体设计

系统是以基于NI PAC平台而设计的液位控制系统。在系统中，它包含了控制端（PC机），数据采集端（采集模块）和液位控制装置。这就满足的PAC控制理论中PLC与PC的融合：PLC监测和PC利用控制算法和虚拟仪器设定进行控制。其中控制端包含了以LabVIEW做的虚拟仪器利用PID控制算法进行控制，有控制和数据保存的功能。而数据采集端则由采集总箱和采集卡组成，将实验装置反馈的信号集合并传输给控制端。而实验装置就是提供液位数据和物理上控制液位变化。来.自/751论|文-网www.751com.cn/