【正文】 建立工程、設(shè)備變量定義、畫面繪制、動畫鏈接、及命令語言的編寫，完成組態(tài)王的軟件設(shè)計。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)成本低，對于相關(guān)的工程應(yīng)用具有一定的價值 。其次是磁浮子式、浮筒式、電容式液位計也有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用量。近幾年磁致伸縮式液位計異軍突起，由于其高精度、高穩(wěn)定、高可靠及長壽命而更適于罐區(qū)儲罐液位測量，應(yīng)用量也必將迅速增加，逐漸會和雷達(dá)式液位計平分秋色。 基于組態(tài)王控制的磁翻板液位計可以很好地完成測量任務(wù)。 精度高：工作中通過測量起始脈沖和終止脈沖的時間來確定被測位移量，因此測量精度高，這是用其它傳感器難以達(dá)到的精度。 2 1 緒 論 概述 液位計應(yīng)用場合極不相同，因而種類也繁多。其次是磁浮子式、浮筒式、電容式液位計也有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用量。然而無論是浮子鋼帶式、伺服式還是靜壓式液位計，都不是測量罐區(qū)儲罐液位的最佳方式。光纖液位計可以做到現(xiàn)場無電檢測，安全性好，這是其突出的優(yōu)勢，缺點是仍然有很多機(jī)械傳動部件，故障率就會增加，安裝也復(fù)雜些。對于球罐或大型儲罐則不太適用，尤其不適用一些高溫介質(zhì)及攪拌介質(zhì)、高黏度介質(zhì)、有毒或腐蝕性介質(zhì)的液位測量。超聲波液位計應(yīng)用要考慮到探頭超聲波的衰減及物料表面的反射特性，從而計算出探頭的最大測量范圍。其原理是利用浮子受浮力的作用浮于液體的表面上來測量液位的。由于使用了伺服馬達(dá)，消除了因機(jī)械摩擦而引起的誤差，提高了靈敏度和重復(fù)性，其液位測量精度約在 lmm 左右。主要由壓力傳感器及多點溫度傳感器組成。目前，技術(shù)較為成熟 的 壓力傳感器 主要有三種 :壓阻式 (擴(kuò)散硅 )、電容式和諧振式。長期穩(wěn)定性差，測量參數(shù)單一且測量精度較低?？捎糜诮佑|式測量儀表不能滿足的特殊場合，例如高粘度、腐蝕性強(qiáng)、污染性強(qiáng)、易結(jié)晶之類的介質(zhì)。雷達(dá)液位計對這些限制不敏感，系統(tǒng)只需使用傳感元件，對電子設(shè)備加以適當(dāng)標(biāo)定，就可對液位進(jìn)行測量，得到良好的精確度。 80 年代末至 90 年代初，航天總公司三院智控工程公司研制成功 UBG一 l 型光導(dǎo)電子液位計，該儀表利用力平衡和光導(dǎo)原理進(jìn)行液位自動測量，計量精度較高，其全量程的系統(tǒng)誤差為177。磁致伸縮液位傳感器 (本文中有時簡稱為磁致伸縮傳感器 )的技術(shù)早于 20世紀(jì) 70年代被開發(fā)和應(yīng)用，美國 MTS 公司擁有磁致伸縮傳感器原來的設(shè)計專利權(quán)。整個 變換器 封閉在不銹鋼管內(nèi)，和測量介質(zhì)非接觸，傳感器工作可靠，壽命長。 磁致伸縮液位計易于安裝和維護(hù)簡單：磁致伸縮液位儀一般通過罐頂已有管口進(jìn)行安裝，特別適用于地下儲罐和已投運(yùn)儲罐的安裝，并可在安裝過程中不影響正常生產(chǎn)。在浮子內(nèi)部有一組永久磁環(huán)。磁致伸縮液位計還可應(yīng)用于兩種不同液體之 間的界位測量量。 Touch View 是“組態(tài)王 ”軟件的實時運(yùn)行環(huán)境，它從 設(shè)備中采集數(shù)據(jù)，并存于實時數(shù)據(jù)庫中，還負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)的變化以動畫的形式形象地表示出來，同時可以完成變量報警、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并按實際需求記錄在歷史數(shù)據(jù)庫中。但 是此種方法只能人為觀測，沒有達(dá)到自動化遠(yuǎn)程傳輸。 5 圖 1 1酸堿罐液位監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計電路圖 磁翻板液位計屬于浮力式液位計，浮子是磁性的，浮子隨 液位的變化而上升或下降，見圖 12。端口： 本地 計算機(jī) COM2 口。另外還有動畫控制、溢出控制等幾個內(nèi)存整數(shù)變量用來控制相應(yīng)的動畫效果。 建立 動畫 連接 動畫連接指在畫面的圖形對象與庫的變量之間建立的一種關(guān)系，當(dāng)變量的值改變時，在畫面上以圖形對象的動畫效果表示出來；或者由軟件使用者通過圖形對象改變數(shù)據(jù)變量的值，以實現(xiàn)圖形界面與對象間的雙向控制。當(dāng)液面發(fā)生變化，磁性浮球?qū)Υ欧瀹a(chǎn)生影響，磁致伸縮液位計探測到信號變化，傳入 485 信號總線，然后接入 單片機(jī) ，連接到監(jiān)測控制計算機(jī)即可得到數(shù)據(jù)，并利用組態(tài)王進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄，包括現(xiàn)在數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)曲線等。 組態(tài)王保持了其早期版本功能強(qiáng)大、運(yùn)行穩(wěn)定且使用方便的特點，并根據(jù)國內(nèi)眾多用戶的反饋及意見，對一些功能進(jìn)行了完善和擴(kuò)充。 組態(tài)王在 Web 發(fā)布方面取得新的突破，全新版的 Web 發(fā)布可以實現(xiàn)畫面發(fā)布，數(shù)據(jù)發(fā)布和 OCX 控件發(fā)布，同時保留了組態(tài)王 Web 的所有功能： IE 瀏覽客戶端可以獲得與組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)相同的監(jiān)控畫面， IE 客 戶端與 Web 服務(wù)器保持高效的數(shù)據(jù)同步，通過網(wǎng)絡(luò)您可以在 任何 地方獲得與 Web 服務(wù)器上相同的畫面和數(shù)據(jù)顯示、報表顯示、報警顯示等，同時可以方便快捷的向工業(yè)現(xiàn)場發(fā)布控制命令，實現(xiàn)實時控制的功能。能夠更好地滿足高端客戶對存儲速度和存儲容量的要求，完全滿足了客戶實時查看和檢索歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的要求。另外，組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)提供工程加密，畫面和命令語言導(dǎo)入、導(dǎo)出功能。（ 3）按鈕和圖形 組態(tài)王支持按鈕的多種形狀和多種效果，并且支持位圖按鈕 ， 用戶可以構(gòu)造無限漂亮的按鈕。組態(tài)王分 布式報警管理提供多種報警管理功能。 報表 系統(tǒng) ： 組態(tài)王提供一套全新的、集成的內(nèi)嵌式報表系統(tǒng)，內(nèi)部提供豐富的報表函數(shù)，用戶可創(chuàng)建多樣的報表。 Active X 控件的引入在很大程度上方便了用戶，用戶可以靈活地編制一個符合自身需要的控件，或調(diào)用一個已有的標(biāo)準(zhǔn)控件，來完成一項復(fù)雜的任務(wù)，而無須在組態(tài)王中做大量的復(fù)雜的工作。 OPC 節(jié)省了 不同 廠商的控制系統(tǒng)相連的工作量和費用。利用遠(yuǎn)程撥號能實時顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況，隨時打印，報警和歷史數(shù)據(jù)自動上傳等功能。新增用戶組和安全區(qū)管理， 999 個不同級別的權(quán)限和 64 個安全區(qū)形成雙重保護(hù)，另外組態(tài)王能記錄程序運(yùn)行中 操作員 的所有操作 。對于這三種冗余方式，設(shè)計者可綜合運(yùn)用，可以同時采取或采取 其中 的任意一種或兩種。 在圖形畫面生成方面，構(gòu)成現(xiàn)場各種過程圖形的畫面被分成三類簡單的對象，即線、填充形狀和文本。表達(dá)式可以是來自 I/O 設(shè)備的變量，也可以是由變量和運(yùn)算組成的數(shù)學(xué) 表達(dá)式 。 在圖形界面上還具備報警通知及確認(rèn)、報表組態(tài)及打印、歷史數(shù)據(jù)查詢與顯示等功能。用腳本語言編寫的程序段可由時間驅(qū)動或周期性地執(zhí)行，是與對象密切相關(guān)的。實時數(shù)據(jù)庫可以存儲每一個工藝點的多年數(shù)據(jù)，用戶既可以 瀏覽 工廠當(dāng)前的生產(chǎn)情況，又可以回顧過去的生產(chǎn)情況。 通信 及第 三方程序接口組件是開放系統(tǒng)的標(biāo)志，是組態(tài)軟件與第三方程序交互實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù) 訪問 的重要手段之一。 通信組件中有的功能是一個獨立的程序，可以單獨使用；有的被“綁定”在其他程序中，不被 “顯示” 地使用。有的裝置直接內(nèi)嵌“ Web Server”，通過以太網(wǎng)就可以直接訪問過程實時數(shù)據(jù)。 類似 OPC 這樣的組織的出現(xiàn)，以及現(xiàn)場總線、尤其是工業(yè)以太網(wǎng)的快速發(fā)展，大大簡化了異種設(shè)備間互連、開發(fā) I/O 設(shè)備驅(qū)動軟件的工作量。在這種體系結(jié)構(gòu)下，應(yīng)用軟件以中間件或插件的方式被“安裝”在總 線上，并支持熱插拔和即插即用。當(dāng)酸堿罐中液位過高時，停止注入酸堿液，加快出料，從而降低罐內(nèi)液面； 當(dāng)罐中液位過低時，加快注入酸堿液，提高罐內(nèi)液面。 本次設(shè)計去除超聲波液位計，而改用連通器和側(cè)翻板結(jié)合的方法進(jìn)行液位的測量 。 圖 3 1酸堿罐液位檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計電路圖 12 現(xiàn)場液面測量設(shè)計 為解決以往存在的種種問題，本設(shè)計采取以下方案 在工廠酸堿存儲罐下部開一液體出口，接一個等高的液位罐，其原理相當(dāng)于連通器。當(dāng)被測容器中的液位升降時，液位計本體管中的磁性浮子也隨之升降，浮子 內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅(qū)動 翻柱翻轉(zhuǎn) 180176。 如圖 32 所示。 磁翻板液位計安 裝必須垂直，磁翻板液位計與容器引管間應(yīng)裝有球閥，便于檢修和清洗。）。 1當(dāng)配有遠(yuǎn)傳配套儀表時需做到如下幾條： （ 1） 應(yīng) 使遠(yuǎn)傳配套儀表緊貼液位計主導(dǎo)管，并用不銹鋼抱箍固定（禁用鐵質(zhì)）。 磁翻板液位計 的選型 本次設(shè)計中，根據(jù)設(shè)計需求，選擇三浦儀表的 SPUFYZ1113 式儀表。 液位上升時，翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色，下降時由紅色 轉(zhuǎn)為白色，從而實現(xiàn)液位的指示。主要技術(shù)參數(shù) 如表 31 所示。 表 3 2磁翻板液位計組成表 SPUFYZ 翻柱式磁浮子液位計 代碼 1 2 安裝方式 側(cè)裝式 頂裝式 代碼 1 2 主體材質(zhì) ABS 1Cr18Ni9Ti 代碼 1 2 3 4 公稱壓力 ( 僅適用于主體材質(zhì)為 ABS 時 ) 代碼 1 2 3 4 5 型式 基本型 帶上、下限開關(guān)輸出 帶電遠(yuǎn)傳 (0~10mA 輸出 ,220V,AC) 帶電遠(yuǎn)傳 (4~20mA 輸出 ,24V,DC) 帶本安防爆型遠(yuǎn)傳 (4~20mA 輸出 ,24V,DC) 安裝間距 ( 測量范圍 ) L1 安裝深度 ( 頂裝式 ) (0~4000mm 任選 ) 介質(zhì)密度 g/cm3 最終選型： SPUFYZ 1 1 1 3 15 4 組態(tài)軟件的酸堿罐液位檢測軟件設(shè)計 酸堿罐液位檢測設(shè)計思路 在本系統(tǒng)中當(dāng)儲水罐液位 小 于 20 m 時，可以自動打 入 料閥對酸堿罐進(jìn)行注入酸堿液。 通過 編制程序 可以發(fā)現(xiàn)酸堿液流動控制效果良好，報警信息 可以實時顯示，并可實現(xiàn)報表以及曲線的查看及保存，操作人員可以很方便的查看。 單擊“下一步”繼續(xù)。 圖 4 1新建工程圖 16 監(jiān)控中心畫面設(shè)計 監(jiān)控中心畫面如圖 42 所示， 畫面 中原料由原料罐注入酸堿儲存罐，儲存罐左側(cè)連接的為一連通器，其液位與酸堿罐液位一致，并且連通器內(nèi)有一磁性小浮球，外側(cè)磁翻板，當(dāng)小浮球根據(jù)液位變化在現(xiàn)場觀察到酸堿罐內(nèi)液位。在工程瀏覽器中左邊的目錄樹中選擇“數(shù)據(jù)詞典”項，右側(cè)的內(nèi)容顯示區(qū)會顯示當(dāng)前工程中所定義 的變量。 在工程瀏覽器中，左側(cè)邊欄中，選擇“數(shù)據(jù)詞典”，利用右側(cè)新建進(jìn)行定義變量 ，如圖 43 所示。在圖左側(cè)利用文本編輯“存儲罐液位”以及“ ”，如圖對后者進(jìn)行模擬值輸出。同樣在定義變量窗口的記 錄和安全選項卡中，我們選擇數(shù)據(jù)變化記錄，如 圖 48 所示 。 報表畫面設(shè)計 首先我們新建一個數(shù)據(jù)報表畫面，在工具箱里找到數(shù)據(jù)報表并把它拖到畫面上。這個表格則為歷史數(shù)據(jù)表格。 24 圖 4 19歷史數(shù)據(jù)報表查詢命令語言 運(yùn)行畫面時，單擊“歷史數(shù)據(jù)報表查詢”按鈕，彈出報表歷史查詢對話框。 在組態(tài)王工程瀏覽器“數(shù)據(jù)庫 /數(shù)據(jù)詞典”中選擇一個原有的變量雙擊它，在彈出的“定義變量”對話框上選擇“報警定義”屬性頁，如圖 421 所示設(shè)置報警定義。系統(tǒng)實現(xiàn)圖形動畫設(shè)計的主要方法是將用戶窗 1:3 中的圖形對象與實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象建立相關(guān)性的連接，并設(shè)置相應(yīng)的動畫屬性。 液體流動動畫設(shè)置 在變量定義中，已經(jīng)定義了這樣兩個變量 變量名：控制液體流動 變量類型：內(nèi)存整型 初始值： 0 最小值： 0 最大值： 10。 圖 4 24閥門動畫連接 27 單擊“確定”按鈕后出料閥設(shè)置完畢，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境時鼠標(biāo)單機(jī)閥門，變成綠色，表示閥門已打開，再次單機(jī)關(guān)閉閥門，從而達(dá)到控制閥門的目的。 如圖 422。如此便可運(yùn)行。 圖 4 17歷史報表畫面 圖 4 18歷史報表 查詢 畫面 利用 ReportSetHistData2 函數(shù)可以實現(xiàn)歷史報表的查詢功能，設(shè)置過程如下： （ 1） 在畫面中添加一按鈕，按鈕文本為“歷史數(shù)據(jù)報表查詢”。 圖 4 12報表畫面設(shè)置 在設(shè)計畫面上繪制報表如圖 413 所示，其中把需要顯示在報表中的內(nèi)容用變量代替就可以實現(xiàn)。 如 圖 49。 歷史趨勢曲線 設(shè)計 對于 歷史趨勢曲線，我們需要 先 定義幾個相關(guān)變量，適當(dāng)調(diào)整曲線外觀即可完成歷史趨勢曲線的復(fù)雜功能，這種形式使用簡單方便。 圖 4 4實時曲線畫面 雙擊圖素，彈出如圖 45 的 實時 曲線配置窗口，我們進(jìn)行適當(dāng)配置后就可以在畫面上實現(xiàn)實時趨勢曲線了。組態(tài)王的變量屬性由基本屬性、報警配置、記錄配置三個屬性頁組成。 圖 4 2監(jiān)控中心畫面 畫面左上角為設(shè)計的畫面切換按鈕，當(dāng)按下按鈕時，會出現(xiàn)“歷史曲線”、“實時曲線”、“報表畫面”和“報警畫面”這幾個下拉菜單，以用來切換畫面，轉(zhuǎn)到相應(yīng)的曲線報表畫面。在工程描述文本框中輸入對該工程的描述文字。 單擊 “下一步” 繼續(xù)。以此來實現(xiàn)對酸堿罐液位的自動控制。 10mm 介質(zhì)粘度 ≤ 1st(10 4 m/s) 上 下限開關(guān)輸出 1. 控制靈敏度 : 10mm 2. 輸出接點容量 : AC220V2A 3. 接點壽命 : 5 10 4 電遠(yuǎn)傳連續(xù)顯示 1. 精度 : 177。 電遠(yuǎn)傳 ： 在磁浮子液位計上安裝變送器。 其結(jié)構(gòu)特點如下 ： 基本型 ： 液位計根據(jù)浮力原理，浮子在測量管內(nèi)隨液位的升降而 上、下移動，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合作用，驅(qū)動紅、白色翻柱 翻轉(zhuǎn) 180176。 （ 3） 遠(yuǎn)傳 配套 儀表零位應(yīng)與液位計零位指示處在同一水平線上。 對超過一定長度（普通型 3 米、防腐型 2 米）的液位計，需增加中間加固法蘭或耳攀作固定 支撐，以增加強(qiáng)度和克服自身重量。 使用前應(yīng)先用校正磁鋼將零位以下的小球置成 藍(lán) 色，其它球 置成 紅 色。 如用戶自行采用伴熱管路時，必須選用非導(dǎo)磁材料，如