【正文】 技術） ，就能很好地完成一個復雜工程所要求的所有功能；（ 3）通用性，每個用戶根據(jù)工程實際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設備（ PLC、智能儀表、 8 智能模塊、板卡、變頻器等）的 I/O Driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個具有動畫效果、實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡功能的工程，不受行業(yè)限制。如要組裝一臺電腦，事先提供了各種型號的主板、機箱、電源、 CPU、顯示器、硬盤、光驅等，我們的工作就是用這些部件拼湊成自己需要的電腦。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時，當工業(yè)被控對象一旦有變動，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個控制項目的不同而使其重復使用率很低，導致它的價格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時，倘若原來的編程人員因工作變動而離去時，則必須同其他人員或新手進行源程序的修改，因而更是相當困難。該系統(tǒng)傳統(tǒng)的開發(fā)手段是采用單片機等控制 設備 設計，但如果采用組態(tài)軟件開發(fā)該系統(tǒng)則可以實現(xiàn) 多次開發(fā)、適時采集監(jiān)控等功能。 7 第一章 雙儲液罐水位控制系統(tǒng)控制方案 采用組態(tài)軟件控制方案 在工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)過程是非線性的。同時，支持的硬件類型也十分廣泛 [1]。這不僅節(jié)約了硬件開發(fā)時間，更提高了工控系統(tǒng)的可靠性。當供水負載變化時，輸入電機的電壓和頻率也隨之變化，這樣就構成了以壓力設定值為基準的閉環(huán)控制系統(tǒng)。組態(tài)軟件適用于許多工業(yè)領域，因為其功能強大而倍受青睞。監(jiān)控系統(tǒng) 2 目 錄 摘 要 前 言 第一章 雙儲液罐水位控制系統(tǒng)控制方 案 采用組態(tài)軟件控制方案 組態(tài)軟件簡介 組態(tài)軟件的系統(tǒng)構成及其簡介 . 結構以使用軟件的工作階段劃分 . 結構按照成員構成劃分 組態(tài) 軟件的功能現(xiàn)在的狀況及將來的發(fā)展趨勢 . 總的發(fā)展趨勢 . 組態(tài)軟件功能的變遷 . 推動組態(tài)軟件發(fā)展的動力 . 用戶對組態(tài)軟件的 需求變化 . 影響組態(tài)軟件發(fā)展的因素 . 未來技術走勢 . 國際化及入世的影響 第二章 基于 MCGS 組態(tài)軟件開發(fā)水位控制系統(tǒng)簡介 MCGS 概述 特點及組成 運用 MCGS 建立運行程序的一般過程 3 水箱水位控制系統(tǒng)的設備組成 屬性 設置 設備 命令 設備命令的實現(xiàn)方法 設備調試 采用 MCGS 開發(fā)雙儲液罐水位控制系統(tǒng)結語 第三章 雙儲液罐水位控制系統(tǒng)硬件組成及設備的選擇 水箱對象 ．水箱 . 水泵 水位、溫度檢測與控制設備 水位傳感器 I/O 接口設備 接線端子板 PCLD9138 端子板簡介 4 PCLD880研華螺絲端子板簡介 計算機 第四章 雙儲液罐水位控制系統(tǒng)主電路及設備連接 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)信號流向 控制電路 硬件連接 第五章 基于 MCGS 組態(tài)軟件開發(fā)水位控制系統(tǒng)的設計 建立工程 定義變量 變量分配 畫面的設計和編輯 編輯畫面 水位對象的控制 5 水罐對象特征 報警顯示 組對象的定義 歷史報警 ． 報警提示 曲線顯示 實時曲線 控制程序的編寫 第六章 程序調試運行及安全機制 模擬調試 在線調試 安全機制 ． 如何建立安全機制 總結 參考文獻 致謝 6 前言 隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高，計算機在工業(yè)領域的廣泛應用，人們對工業(yè)自動化的要求越來越高，種類繁多的控制設備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領域的應用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。本文對組態(tài)技術進行了一些研究，對其發(fā)展概況進行了比較全面的了解。采用組態(tài)控制技術的計算機控制系統(tǒng)最大的特點是從硬件設計到軟件開發(fā)都具有組態(tài)性，因此系統(tǒng)的可靠性和開發(fā)速度提高了，開發(fā)難度卻下降了。 1 摘 要 計算機技術和網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，為工業(yè)自動化開辟了廣闊的發(fā)展空間，用戶可以方便快捷地組建優(yōu)質高效的監(jiān)控系統(tǒng)，并且通過采用遠程監(jiān)控及診斷、雙機熱備等先進技術，使系統(tǒng)更加安全可靠，在這方面， MCGS 工控組態(tài)軟件將為您提供強有力的軟件支持。隨著國內工 業(yè)生產(chǎn)技術的進步以及自動化技術的發(fā)展 ,人們對自動化監(jiān)控系統(tǒng)的需求越來越大 ,要求越來越高。利用組態(tài)軟件對雙儲液罐水位控制系統(tǒng)進行監(jiān)控系統(tǒng)設計。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時， 當工業(yè)被控對象一旦有變動，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個控制項目的不同而使其重復使用率很低，導致它的價格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時，倘若原來的編程人員因工作變動而離去時，則必須同其他人員或新手進行源程序的修改，因而更是相當困難。 一．本論文研究的背景雙儲液罐水位控制系統(tǒng)介紹被控對象由上、下兩個儲液罐組成，上、下水位和溫度分辨經(jīng) 2 個壓力變送器和溫度變送器檢測后。 二．組態(tài)軟件的介紹 組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。在軟件設計上由于采用成熟的工控開發(fā)的工具軟件，它為用戶提供了多種通用工具模塊，用戶不需要掌握太多的編程語言技術（甚至不需要編程技術），就能很好地完成一個復雜工程所要求的所有功能。工控組態(tài)軟件的出現(xiàn)，使得大型工業(yè)控制系統(tǒng)的組態(tài)編程變得十分得簡單、容易，工程設計人員不用再設計那些復雜的應用程序（如 I/O driver 等）。對于非線性程度不高的過程，可以當作線性過程處理。該測控系統(tǒng)主要有兩種設計途徑：一是采用 VB、 VC 等可視化工具從低層開發(fā)； 二是利用工控組態(tài)軟件進行二次開發(fā)。通用工業(yè)自動化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實際工程問題提供了一種嶄新的方法，因為它能夠很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)控制 軟件存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動化控制工程。當然軟件中的組態(tài)要比硬件的組裝有更大的發(fā)揮空間，因為它一般要比 硬件中的 “ 部件 ” 更多，而且每個 “ 部件 ” 都很靈活，因為軟部件都有內部屬性，通過改變屬性可以改變其規(guī)格（如大小、性狀、顏色等）。 組態(tài)軟件是有專業(yè)性的。人機界面生成軟 件就叫工控組態(tài)軟件。但是不同之處在于，工業(yè)控制中形成的組態(tài)結果是用在實時監(jiān)控的。隨著 Windows 的廣泛應用， Windows環(huán)境下的組態(tài)軟件成為主流。隨著國內計算機水平和工業(yè)自動化程度的不斷提高，通用組態(tài)軟 件的市場需求日益增大。 組態(tài)軟件的結構劃分有多種標準，這里以使用軟件的工作階段和軟件體系的成員構成兩種標準討論 其體系結構。 系統(tǒng)運行環(huán)境：在系統(tǒng)運行環(huán)境下，目標應用程序被裝入計算機內存并投入實時運行。 . 結構按照成員構成劃分 組態(tài)軟件因為其功能強大，而每個功能相對來說又具有一定的獨立性，因此其組成形式是一個集成軟件平臺，由若干程序組件 構成。有了應用程序管理器的支持，這些操作將變得非常簡單。 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組態(tài)程序 有的組態(tài)軟件只在圖形開發(fā)環(huán)境中增加了簡單的數(shù)據(jù)管理功能，因而不具備完整的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。歷史數(shù)據(jù)的查詢、檢索、報警的管理都是在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行程序中完成的。通用數(shù)據(jù)庫接口（ ODBC 接口）組態(tài)環(huán)境用于指定 要交換的通用數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫結構、字段名稱及屬性、時間區(qū)段、采樣周期、字段與實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的對應關系等。使用者一般都習慣于使用模塊化功能塊，根據(jù)控制方案進行組態(tài)，結束后系統(tǒng)將保存組態(tài)內容并對組態(tài)內容進行語法檢查、編譯。通訊實用程序具有以下功能： ； ； 、 RS48 RS23 PSTN 等多種通訊介質或網(wǎng)絡實現(xiàn)其功能。有的裝置直接內嵌 “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，大大簡化了異種設備間互連、開發(fā) I/O 設備驅動軟件的工作量。那時侯，硬件系統(tǒng)如果沒有組態(tài)軟件的支撐就很難發(fā)揮作用，甚至不能正常工作。實時數(shù)據(jù)庫存儲和檢索的是連續(xù)變化的過程數(shù)據(jù)，它的發(fā)展離不開高性能計算機和大容量硬盤，現(xiàn)在越來越多的用戶通過實時數(shù)據(jù)庫來分析生產(chǎn)情況、匯總和統(tǒng)計生產(chǎn)數(shù)據(jù)，作為指揮、決策的依據(jù)。組態(tài)軟件市場的崛起一方面為最終用戶節(jié)省了系統(tǒng)投資，另外也為用戶解決了實際問題。 社會信息化的加速是組態(tài)軟件市場增長的強大推動力。這也是現(xiàn)在仍然有很多用戶還在自己用 VB 編寫自動化監(jiān)控系統(tǒng)的主要原因。目前的組態(tài)軟件均產(chǎn)生于過程工業(yè)自動化，很多功能沒有考慮其他應用領域的需求。 嵌入式應用進一步發(fā)展，在過去的十年間，工業(yè) PC 及其相關的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控系統(tǒng)硬件的銷售額一直保持高額增長。在競爭不斷加劇的今天，企業(yè)規(guī)模、科研開發(fā)的投入量、質量體系建設情況等對組態(tài)軟件的質量影響甚大。這樣做的優(yōu)點是：所有插件遵從統(tǒng)一標準，插件的專用性強，每個插件開發(fā)人員之間不需要協(xié)調，一個插件出現(xiàn)故障不會影響其他插件的運行。相信民族組態(tài)軟件的崛起是遲早的事情。 14 第二章 基于 MCGS 組態(tài)軟件開發(fā)水位控制系統(tǒng)簡介 在工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)過程是非線性的。該系統(tǒng)傳統(tǒng)的開發(fā)手段是采用單片機等控制 設備 設計，但如果采用組態(tài)軟件開發(fā)該系統(tǒng)則可以實現(xiàn)多次開發(fā)、適時采集監(jiān)控等功能。國內軟件開發(fā)比較晚，但吸取了其他組態(tài)軟件的優(yōu)點 。 MCGS 提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場 數(shù)據(jù) 采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡等功能。兩部分互相獨立， 又緊密相關，如圖 1所示。通過設備窗口配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設備，注冊設備驅動程序，定義連接與驅動設備用的數(shù)據(jù)變量。該窗口定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理 、輸出控制、動畫連接及設備驅動的對象。主控窗口中可以放置一個設備窗口和多個用戶窗口，負責調度和管理這些窗口的打開或關閉。即當水箱中水位發(fā)生變化時，動畫可以適時顯示。上位機由四個畫面組成。設備驅動程序是 DLL(動態(tài)連接庫 )文件，設備驅動程序中包含符合各種設備通訊協(xié)議的處理程序，將設備運行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)采集進來或發(fā)送出去。宇光一智能儀表是利用 RS232／ RS485 和上位機進行通訊的人工智能工業(yè)調節(jié)器，該設備構件用于 MCGS 操作和通過串行 I=I 讀寫儀表的數(shù)據(jù)。 (3) 設置儀表的 SV 值方式，不設置 SV 值表示只讀 SV 值，自動設置 SV值表示寫 SV。 Write(Cmd， Dat)：寫儀表的 Dat 值命令， Cmd 為命令代號， Dat 為寫入的數(shù)據(jù)， Dat 值的含義由 Cmd 的值決定。 設備調試 設備調試在 “ 設備調試 ” 屬性頁中進行， 以檢查和測試模塊是否正常工作．在進行調試前，要先接好模塊電源和串行通訊線，把模塊地址、波特率和各種參數(shù)設置正確、 Addr 參數(shù)必須和模塊地址一致， 串口號、波特率、數(shù)據(jù)位位數(shù)、停止位位數(shù)、校驗方式必須和父設備的設置一致， 打開主機即可調試。 ) 采用 MCGS 開發(fā)雙儲液罐水位控制系統(tǒng)結語 采用 MCGS 開發(fā) 雙儲液罐水位控制系統(tǒng) ，是模擬現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中對液位進行測量、控制，觀察其變化特性，研究過程控制規(guī)律的試驗系統(tǒng)，具有過程控制的動態(tài)過程一般特點 (大慣量、大延時、非線性 )。 . 水泵 水箱里面的水是靠水泵從水源抽水而來的。 本系列產(chǎn)品有標準型、波紋管密封型、夾套保溫型等多種品種。操作方式有：手動、齒輪傳動、電動、氣動等。在這里采用 KZW 系列溫度變送 器 KZW 系列溫度變送器 簡介： 一、用途： KZW 系列溫度變送器采用先進的集成電路模塊技術組成，可與熱電偶溫度傳感器（或熱電阻溫度傳感器）配合，使 mV（或電阻）信號變成標準的電流或電壓信號進行傳輸。避免了因導線質量，在長距離傳輸中引起的誤差，提高了工程的質量。 ，且量程調整與零點調整互相獨立。 ： 420mADC,與被測溫度呈線性關系，二線制傳輸； 1— 5V， 0— 5V，0— 10V， 0— 10mA,0— 20mA 與被測溫度呈線性關系，三線制傳輸。 ：電流輸出 ≤500Ω ，電壓輸出 ≥1KΩ 。 ⑶ .用電阻箱逐點進行校驗。 B．檢驗輸入信號斷路限流保護功能和上限報警功能。 ⑶ .測出測試現(xiàn)場的溫度值，查出對應的 mV 值 X（冷端補償值） ⑷ .每個測試點扣除 X 值，即為對應的溫度和電流值。