面向对象编程在过程控制功能块中的开发应用

华北电力大学本科毕业设计（论文）

第4章 具体程序的编写

4.1 用C++编程实现一个简单过程控制

4.1.1 功能流程框图

程序启动 点击 启动温度测控 程序检测 温度 调节 符合设定范围 不在设发送命令 定范围 温度调节装置 继续运行 图4-1 功能流程框图

4.1.2 具体过程思想

利用面向对象的过程思想，在过程控制中，根据温度检测的特点，设置一个温度检测类，可以探测当前温度值，还可以给温度值标号（就是不同时刻）。

给系统设定0-50摄氏度的合理温度范围，当启动程序时，实际中应用温度探测器去提取系统内的连续时刻的真实温度。在此程序里，由于没有连接真实的传感器和系统，所以只能让系统产生连续时刻的随机温度值。如果连接真实的传感器，则应可以把不符合温度范围的时刻温度调整为0-50摄氏度这个区间内。在MFC中绘制显示的人机交互界面。

21

华北电力大学本科毕业设计（论文）

4.1.3 温度检测类的代码

#ifndef PT_READER_H #define PT_READER_H //温度传感器类 class PTReader {

public: PTReader(); ~PTReader();

bool Open( int portID, int comBaud ); bool Close(); //探测当前温度 bool ReadPT();

//param channelID begin with zero. //获取指定编号的温度值 double GetPT( int channelID ); private:

static void __stdcall OnRecevieData( int port ); private: int m_port; int m_comBaud;

double m_ptValue[2];//温度值，可存储两路温度值 }; #endif

22

华北电力大学本科毕业设计（论文）

4.1.4 运行界面

当运行主函数后，点击“启动温度测控”，结果如下：

图4-2 运行效果截图1

图4-3 运行效果截图2

4.2 用C++实现PID控制过程

4.2.1 位置式PID算法

PID位置式算法。对于位置式PID算法，其核心步骤是实现计算机离散化的处理：把T作为一个采样周期，用K记录采样的编号。那么离散化的采样时间KT就和连续的时间t相对应。采用一些近似，可做变换如下：

23

华北电力大学本科毕业设计（论文）

图4-4 位置式PID运算原理

当T选择的足够小，近似就变得足够准确，离散与连续几乎相同。只是在编程中每一次输出时都要去参照过去的e(k)，不断叠加，导致消耗RAM很大，运行比较慢。

24