【正文】 從課題的選擇到項目的最終完成， 周 老師都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。 其他按紐的動畫連接與命令語言與之相似。 以 “水泵開關(guān)” 變量說明變量的定義過程 ， 在工程瀏覽器樹型目錄中選擇 “數(shù)據(jù)庫”下面的“ 數(shù)據(jù)詞 典 ”， 在右側(cè)雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“變量屬性”對話框，定義如圖 67所示 ： 圖 67 定義數(shù)據(jù)變量 所有變量定義如表 61所示： 28 表 61 所有定義變量 變量名 變量類型 變量的作用 水泵開關(guān) I/O離散 控制水泵的開關(guān)狀態(tài) 進水閥門 I/O離散 控制進水管道的開啟 /關(guān)閉 出水閥門 I/O離散 控制出水管道的開啟 /關(guān)閉 實際水位 I/O實數(shù) 保存水箱中的真實水位 設(shè)定水位 內(nèi)存實數(shù) 與實際水位進行比較從而控制各設(shè)備的開啟 /關(guān)閉 進水流體控制 內(nèi)存整數(shù) 控制主畫面中 進水管 的動畫 出水流體控制 內(nèi)存整數(shù) 控制主畫面中 出水管 的動畫 管道壓力 I/O實數(shù) 保存管道內(nèi)的真實壓力值 管道設(shè)定壓力 內(nèi)存實數(shù) 與實際壓力進行比較從而控制設(shè)備 變頻器 頻率 I/O實數(shù) 保存 及顯示 變頻器的 頻率 制作圖形畫面 在工程瀏覽器左側(cè)的“工程目錄顯示區(qū)”中選擇“畫面”選項，在右側(cè)視圖中雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出新建畫面對話框，如圖 68所示 ： 圖 68 主畫面的 新建 在主畫面定義的時候應(yīng)注意 顯示寬度和高度應(yīng)小于等于畫面的寬度和高度，根據(jù)計算機的分辨率不同而設(shè)置不同。在 TouchVew運行時，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送達生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為核心，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁 。 組態(tài)王系統(tǒng)設(shè)計 組態(tài)王 設(shè)計步驟 新工程為工程創(chuàng)建一個目錄用來存放與工程相關(guān)的文件。 PID 控制器的優(yōu)點 PID 控制器是應(yīng)用最廣泛的閉環(huán)控制器，這是因為 它 具有以下優(yōu)點： 不需要被控對象的數(shù)學(xué)模型 ， 自動控制理論中的分析和設(shè)計方法主要是建立在被控制對象的線性定常數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上的。 PID 控制器 PID 控制器中有比例積分（ PI）、比例微分（ PD）以及比例積分微分（ PID）。畫面運行系統(tǒng)是“組態(tài)王”軟件的實時運行環(huán)境，用于顯示畫面開發(fā)系統(tǒng)中建立的動畫圖形畫面，并負責(zé)數(shù)據(jù)庫與 I/0服務(wù)程序的數(shù)據(jù)交換，通過實時數(shù)據(jù)庫管理從一組工業(yè)控制對象采集到的各種數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成報警、歷史記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并可生成歷史數(shù)據(jù)文件。組態(tài)王配有加密鎖，支持工程加密 。 其 CBM2100/CBM2700 投入式靜壓液位計 工作原理 ： 用靜壓測量原理 ： 當(dāng)液位變送器投入到被測液體中某一深度時 ,傳感器迎液面受到的壓力公式為 :Ρ = ρ . + Po 式中 ： P :變送器迎液面所受壓力 ； ρ:被測液體密度 ； g :當(dāng)?shù)刂亓铀俣?； Po :液面上大氣壓 ； 20 H :變送器 投入液體的深度 。 % 滿量程 分 辨 率 177。 25ppm/℃ CMR 50/60 Hz 86 dB min NMR 50/60 Hz 100 dB 輸入阻抗 20MΩ 過壓保護 177。 150mV, 177。 i7017 采用簡單易操作的軟件校準(zhǔn)，用戶可方便地進行零點和滿量程校準(zhǔn)。每一單一的牛頓模塊都是地址可編程的，它使用 01FF兩位地址代碼，因此，一條 RS485 總線上可以同時使用 255 個牛頓模塊，如果 RS485 總線上掛接的都是 ND7017 的話，意味著整個系統(tǒng)可以完成 255x8=2040 路模擬信號的采集。 第六步：保存工程并運行 完成以上步驟后，一個可以拿到現(xiàn)場運行的工程就制作完成了。 組態(tài)軟件 也為試 驗者提供了可 14 視化監(jiān)控畫面，有利于試驗者實時現(xiàn)場監(jiān)控。 工程管理器： 工程管理器用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理，對已有工程進行搜索、添加、備份、恢復(fù)以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出等功能。在大型綜合自動化系統(tǒng)，先進控制與優(yōu)化技術(shù)，大型成套專用系統(tǒng)，如連鑄連軋生產(chǎn)線、高速造紙生產(chǎn)線、電纜光纖生產(chǎn)線、化纖生產(chǎn)線、建材生產(chǎn)線等，變頻器的作用是電氣傳動控制，其控制的復(fù)雜性、控制精度和動態(tài)響應(yīng)都有很高的要求，已經(jīng)完全取代了直流調(diào)速技術(shù)。 變頻器應(yīng)用現(xiàn)狀及前景 國內(nèi)已經(jīng)有較多的變頻器生產(chǎn)廠，但大部分的產(chǎn)品都是 V/F 控制和電壓空間矢量控制變頻器，使用在調(diào)速精度和動態(tài)性能要求不高的負載上應(yīng)該沒有問題。 近年來高電壓、大電流的 SCR、 GTO、 IGBT、 IGGT 以及智能模塊 IPM 等器件的生產(chǎn) 以及并聯(lián)、串聯(lián)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，使高電壓、大功率變頻器產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用成為現(xiàn)實。 另外，變頻器速度控制精度高，調(diào)速范圍大，具有較好的靜態(tài)特性及動態(tài)特性，可以方便組成比較復(fù)雜 的閉環(huán)控制系統(tǒng)，完成現(xiàn)場流量、壓力、轉(zhuǎn)速等量的控制。 由以上討論可知，異步電動機的變頻調(diào)速必須按照一定的規(guī)律，同時改變定子電壓和頻率，即必須通過變頻裝置獲得電壓頻率均可調(diào)節(jié)的供電電源，實現(xiàn)所謂的 VVVF 調(diào)速控制 [8]。由等效電路圖知， U1=E1+I0R1+jI0X1。 由電工 知識可知 ，如圖 31所示，三相異步電動機定子每相電動勢的有效值為 : E1= m （ 34） 式中： E1定子每相自感電動勢 N1定子相繞組有效匝數(shù) Φ m每極磁通量 (Wb) 9 圖 31 三相異步電動機等效電路圖 對異步電動機進行調(diào)速控制時，希望電動機的主磁通中 φ m保持額定值不變。因此，比例 +積分 (PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。 比例 (P)控制 比例控制是一種最簡單的控制方式。準(zhǔn)是指控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、控制精度，通常用穩(wěn)態(tài)誤差來描述，它表示系統(tǒng)輸出穩(wěn)態(tài)值與期望值之差 。 開環(huán)控制系統(tǒng) 5 開環(huán)控制系統(tǒng)是指被控對象的輸出 (被控制量 )對控制器 的輸出沒有影響。 兩種方案比較 :第一種方案，使用一臺變頻器，故投資少，而且，在一臺電機出現(xiàn)故障時，另一臺電機可繼續(xù)供水。具有變頻泵自動輪換控制的變頻恒壓變量供水系統(tǒng)，變頻泵是定時改變的，即任何一臺并聯(lián)泵都可成為變頻泵。當(dāng)該泵的轉(zhuǎn)速升高到工頻轉(zhuǎn)速時，由變頻供水控制器把該臺水泵切換到工頻供電。其余各并聯(lián)工頻泵按相同的原理投入。以前，大多采用傳統(tǒng)的水塔、高位水箱或氣壓罐式增壓設(shè)備，但他們都必須由水泵以高出實際用水高度的壓力來“提升”水量，其結(jié)果是往往增大了水泵的軸功率和能量損耗。例如，選用電動機時不太了解負載情況，不注意電動機和機械的容量匹配，認為容量大總比容量小好 。采取恒壓供水的方式，可以解決傳統(tǒng)供水存在的諸多弊端，由于交流變頻技術(shù)的不斷成熟及完善，可以方便地組成恒壓供水系統(tǒng) 。 目前，大部分的水泵控制采用傳統(tǒng)的電力拖動方式，水泵在工頻下恒速運轉(zhuǎn)。 電機在起動時，起動時間用不了 1s，在這 1s的時間內(nèi)，管道內(nèi)的水流量從零迅速增至額定流量的壓力瞬間，流量的急劇變化在管道內(nèi)產(chǎn)生過高或過低，產(chǎn)生所謂的“水錘效應(yīng)”。除節(jié)能外，變頻恒壓供水的優(yōu)點還包括以下幾點 : 起動平衡，起動電流可限制在額定電流之內(nèi)，從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊 ； 由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命 ； 可以消除起動和停機時的水錘效應(yīng)。上述頻率自動上升、下降由變頻供水控制器控制。 由上述可見，變頻供水 系統(tǒng) 通常有兩種工作方式 ，一是變頻泵固定方式，二是變頻循環(huán)軟起動工作方式。 在這種運行狀況下，當(dāng)?shù)诙_電機運行頻率較低，接近停止時，切除第一臺電機，由第二臺電機單獨調(diào)頻恒壓控制。 PID 控制 目前控制理論的發(fā)展經(jīng)歷了古典控制 理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個階段。穩(wěn)態(tài)誤差是指系統(tǒng)的響應(yīng)進入穩(wěn)態(tài)后，系統(tǒng)的期望輸出與實際輸 出之差。即當(dāng)我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用 PID 控制技術(shù)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入 “ 積分項 ” 。這樣，具有比例 +微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調(diào)。由式子 E1=， E1/f=C(常數(shù) )，即降低供電頻率，同時，降低供電電壓。圖 32中 1為 U1/f=C 時電壓頻率關(guān)系， 2為電壓補償時 (E1/f=C)的電壓 頻率關(guān)系。 采用變頻器后運行速度一般都下降，這樣 :降低了對動設(shè)備沖擊、電機故障率降低、使用壽命增長、降低運行設(shè)備噪音。變頻控 制理論方面經(jīng)歷了V/F 控制到矢量控制技術(shù)，使異步電動機變頻后的機械特性達到了可以和直流電動機變壓后的機械特性相媲美的程度。隨著變流器應(yīng)用領(lǐng)域深度和廣度的不斷開拓，變頻調(diào)速技術(shù)將越來越清楚地展示它在一個國家國民經(jīng)濟中的重要性 。 變頻器技術(shù)的另外一個層面是應(yīng)用技術(shù)。采用組態(tài)王軟件開發(fā)工業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地增強用戶生產(chǎn)控制能力、提高工廠的生產(chǎn)力和效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少成本及原材料的消耗。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。 第三步：制作圖形畫面并定義動畫連接 按照實際工程的要求繪制監(jiān)控畫面并使靜態(tài)畫面隨著過程控制對象產(chǎn)生動態(tài)效果。 (2)數(shù)據(jù) ,就是創(chuàng)建一個具體的數(shù)據(jù)庫 ,并用此數(shù)據(jù)庫中的變量描述工控對象的各種屬性 ,比如水位、流量等。上位 PC機實現(xiàn) RS485 的方式不一樣，主要有： RS232/RS485 將 RS232 轉(zhuǎn)換成 RS485， RS485 接口卡， USB/RS485將 USB轉(zhuǎn)換成 RS485。 RS485 通訊網(wǎng)路如因故障或斷線，主控計算機和模塊間將無法互鎖無法通訊時，也會啟動軟件看門狗。 20mA 采樣速率 10 次 /秒 (total) 帶 寬 Hz 精 度 177。使用方便，可以非常容易的和常見的 SCADA/HMI 以及 PLC軟件進行通訊。 S500 系列變頻器功率范圍： ～ （三相 380V， FRS540 系列） ～ （單相 220V， FRS520S 系列） S500 系列變頻器特點： (1)自動轉(zhuǎn)矩提升，實現(xiàn) 6Hz 時 150%轉(zhuǎn)矩輸出 ； (2)數(shù)字式撥盤，設(shè)定簡單快捷 ； 19 (3)柔性 PWM，實現(xiàn)更 低噪音運行 ； (4)15 段速 ,PID,420mA 輸入和漏、源型轉(zhuǎn)換等多項能 ； (5)可提供 RS485 通信功能 。 主要技術(shù)參數(shù) ： 測量范圍 ： 米 工藝 ： 擴散硅 陶瓷電容 藍寶石 電容任選 分體式一體 式可選 量程 ： 米 輸出 ： 420mA (2 線制 ) 供電 ： 推薦 24VDC 性能和優(yōu)點 ： 其機械結(jié)構(gòu)對過載及腐蝕性介質(zhì)具有高抵抗性 ； 高精度、長期穩(wěn)定的陶瓷電容和進口擴散硅測量單元 ； 密封的電子模塊及雙濾波壓力補償系統(tǒng)可抵抗氣候現(xiàn)場變化的影響 ； 電子模塊可輸出 420mA 信號并同時帶有過壓保護的模塊 ； 選擇集成的溫度傳感器 Pt100 可同時進行物位及溫度的測量 。該軟件包由工程管理器、工程瀏覽器、畫面運行系統(tǒng)三部分組成。管理人員不需要深入生產(chǎn)現(xiàn)場，就可以獲