【正文】 這是因?yàn)橐话懔髁坑?jì)隨著測量管徑的增大會帶來制造和運(yùn)輸上的困難，造價(jià)提高、能損加大、安裝不僅這些缺點(diǎn)，超聲波流量計(jì)均可避免。超聲波流量計(jì)的適應(yīng)能力也是其它儀表不可比擬的。這樣就實(shí)現(xiàn)了流量的檢測和顯示。為固定壓電元件，使超聲波以合適的角度射入到流體中，需把元件故人聲楔中，構(gòu)成換能器整體(又稱探頭)。由于直接時(shí)差法、時(shí)差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超聲波脈沖順流和逆流傳報(bào)時(shí)速度之差來反映流體的流速的，故又統(tǒng)稱為傳播速度差法。其方法簡單，設(shè)備價(jià)格便宜，但準(zhǔn)確度低。 通過編程給每個水泵編號并做不同的方案，在上位機(jī)上可控制，避免有些水泵頻繁啟動但有些水泵不啟動而造成損失。，允許用戶進(jìn)行功能擴(kuò)展和發(fā)揮，他是一個ActiveX容器，無須編程即可將第三方控件直接連入組態(tài)王中；，還是OPC服務(wù)器，可向任意支持OPC客戶的軟件提供數(shù)據(jù)；，像Access、SQL Server等；還提供了一套動態(tài)鏈接庫，允許用戶用VB、VC直接訪問組態(tài)王的數(shù)據(jù)庫，構(gòu)筑功能更加強(qiáng)大的工控系統(tǒng)。組態(tài)王的大部分驅(qū)動程序采用組件（COM）技術(shù)，這種方式使驅(qū)動和組態(tài)王構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，即保證了運(yùn)行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)有很強(qiáng)的擴(kuò)展性。組態(tài)王充分利用這個特性，對于提供這種通訊功能的下位機(jī)，給組態(tài)王將盡可能地吧需要采集的變量進(jìn)行優(yōu)化組合，在一次采集過程中得到大量有效數(shù)據(jù)，有效減少通訊的次數(shù)。報(bào)警是過程狀態(tài)出現(xiàn)問題時(shí)發(fā)生的警告，同時(shí)要求操作人員做出響應(yīng)。同時(shí)支持分布式網(wǎng)絡(luò)報(bào)警、分布式歷史數(shù)據(jù)庫等，功能強(qiáng)大，穩(wěn)定可靠。采用I/O通訊冗余后，系統(tǒng)中主機(jī)與外部設(shè)備之間有兩條物理通道，通訊時(shí)若主通道出現(xiàn)故障，從通道將連續(xù)，保證了數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性和完整性。③ 計(jì)算機(jī)冗余計(jì)算機(jī)冗余是指控制系統(tǒng)中監(jiān)控主機(jī)的冗余，是為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定進(jìn)行而增加的功能。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，客戶端從主機(jī)上獲取數(shù)據(jù)，在主機(jī)停機(jī)后，客戶端將從從機(jī)獲取數(shù)據(jù)。方位和原因等原始數(shù)據(jù)，還可根據(jù)客戶要求保存歷史數(shù)據(jù)、定時(shí)、實(shí)時(shí)打印數(shù)據(jù)。有些I/O設(shè)備（例如PLC），其本身的程序完成對現(xiàn)場的控制，程序根據(jù)輸入決定各輸出的值。畫面開發(fā)系統(tǒng)具有先進(jìn)完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型，能合理地抽象地特性，對數(shù)據(jù)的報(bào)警、趨勢曲線、過程記錄、安全防范等重要功能有簡單的操作辦法。組態(tài)王提供類型豐富的繪圖工具，還提供按鈕、實(shí)時(shí)趨勢曲線、歷史趨勢曲線、報(bào)警窗口等復(fù)雜的圖形對象。變量可以分為基本類型和特殊類型兩大類。內(nèi)存整數(shù)變量、I/O整數(shù)變量：類似程序設(shè)計(jì)一般語言中的有符號長整數(shù)型變量，用于表示帶符號的整數(shù)數(shù)據(jù)，取值范圍2147483648~2147483647。在了解組態(tài)王邏輯設(shè)備概念后，工程人員可以輕松地在組態(tài)王中定義所需設(shè)備。圖44水位報(bào)警定義圖如圖45所示為報(bào)警組定義圖組態(tài)王中提供了許多種報(bào)警記錄和顯示的方式，如報(bào)警窗、數(shù)據(jù)庫、打印機(jī)等。圖46實(shí)時(shí)報(bào)警窗口和歷史報(bào)警窗口圖47報(bào)警窗口的通用屬性和條件屬性頁配置圖數(shù)據(jù)報(bào)表是反應(yīng)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄的一種重要的形式。這兩種曲線外形都類似于坐標(biāo)紙，X軸代表時(shí)間，Y軸代表變量的量程百分比。串行口是計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的重要介質(zhì)，其具有連接簡單、使用方便、數(shù)據(jù)傳輸可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。DCE通過發(fā)出DCD OFF信號通知DTE拆除連接。在本系統(tǒng)中主要使用PLC控制器的模擬控制功能塊，多以就PLC與上位機(jī)的連接進(jìn)行了分析，同時(shí)詳細(xì)探討了系統(tǒng)所要求的串行通信方式。因?yàn)镈EC不可能在瞬間完成線路的切換，因而DTE必須檢測CTS數(shù)據(jù)信號。任何具有串行通訊接口的I/O設(shè)備都可以采用此方式。歷史數(shù)據(jù)報(bào)表如下圖49：49歷史數(shù)據(jù)報(bào)表圖歷史數(shù)據(jù)報(bào)表多有功能如下：● 歷史數(shù)據(jù)查詢● 打印歷史報(bào)表● 歷史報(bào)表頁面設(shè)置● 歷史報(bào)表打印預(yù)覽趨勢曲線用來反應(yīng)數(shù)據(jù)變量隨時(shí)間的變化情況。歷史報(bào)警窗口顯示系統(tǒng)中符合報(bào)警窗顯示配置條件的所有抱緊和事件信息，報(bào)警窗口中最大顯示的報(bào)警條數(shù)取決于報(bào)警緩沖區(qū)大小的設(shè)置。圖42主界面圖中有水位的實(shí)時(shí)變化，和各泵的液壓變化的實(shí)時(shí)監(jiān)測。一個圖形對象可以同時(shí)定義多個連接，組合成復(fù)雜的效果，以滿足實(shí)際中任意的動畫顯示需要。內(nèi)存離散變量、I/O離散變量：類似一般程序設(shè)計(jì)語言中的布爾（BOOL）變量，只有0,1兩種值，用于表示一些開關(guān)。在組態(tài)王軟件中數(shù)據(jù)庫分為：有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)。當(dāng)工程瀏覽器、TouchVew、I/O設(shè)備啟動時(shí)，一般會自動啟動信息窗口。（3） 組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)是應(yīng)用程序的集成開發(fā)環(huán)境。組態(tài)王與現(xiàn)場的I/0設(shè)備直接進(jìn)行通訊，如圖41所示圖41組態(tài)王與I/O設(shè)備通訊I/O設(shè)備的輸入提供現(xiàn)場信息，例如產(chǎn)品的位置、機(jī)器的轉(zhuǎn)速等。在屏幕上動態(tài)顯示各個儲運(yùn)流程情況、包括各個控制設(shè)備的運(yùn)行情況等。④ 系統(tǒng)冗余系統(tǒng)冗余是指在雙冗余的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，不需要更改任何硬件設(shè)置，是指控制系統(tǒng)中客戶端與監(jiān)控主機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)冗余。若主機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障，從設(shè)備將繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性和完整性。① I/O通訊冗余是指控制系統(tǒng)中主機(jī)與外部設(shè)備之間建立兩條連接通道。7強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)和冗余功能組態(tài)王基于網(wǎng)絡(luò)的概念，可運(yùn)行基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)上，使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)上、下位機(jī)以及高層次的廠及聯(lián)網(wǎng)。組態(tài)王是通過報(bào)警和事件這兩種情形通知操作人員過程的活動情況。② 需求合并組態(tài)王把對于一個設(shè)備的多種請求（動畫顯示、歷史數(shù)據(jù)記錄、報(bào)表生成等）盡可能的合并，一次采集將滿足多個功能模塊的需求。2強(qiáng)大通訊功能“組態(tài)王”把每一臺與之通訊的設(shè)備看做是外部設(shè)備，目前能連接PLC、智能儀表、板卡、模塊、變頻器等幾百種外部設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)和外部設(shè)備的通訊，組態(tài)王內(nèi)置了大量設(shè)備的驅(qū)動作為組態(tài)王與外部設(shè)備的通訊接口。，支持真正客戶服務(wù)器模式和Internet/Intranter瀏覽技術(shù)，并且是一種可伸縮的柔性結(jié)構(gòu)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小，可以將不同站點(diǎn)設(shè)計(jì)成I/O服務(wù)器、報(bào)警服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、登陸服務(wù)器、校時(shí)服務(wù)器、客戶機(jī)等，在系統(tǒng)擴(kuò)展和變化時(shí)，有著極大的靈活性。多普勒法適于測量兩相流，可避免常規(guī)儀表由懸浮?；驓馀菰斐傻亩氯?、磨損、附著而不能運(yùn)行的弊病，因而得以迅速發(fā)展。在微處理機(jī)普及應(yīng)用后，這個缺點(diǎn)可以克服。 　　根據(jù)對信號檢測的原理，目前超聲波流量計(jì)大致可分傳播速度差法(包括：直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關(guān)法、空間濾波法及噪聲法等類型，如圖所示。薄片直徑超過厚度的10倍，以保證振動的方向性。 　　超聲波流量計(jì)由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。 　　另外，超聲測量儀表的流量測量準(zhǔn)確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。它與水位計(jì)聯(lián)動可進(jìn)行敞開水流的流量測量。 　　27. 響應(yīng)：輸出時(shí)被測量變化的特性。 　　19. 靈敏度：傳感器輸出量的增量與相應(yīng)的輸入量增量之比。 　　11. 輸入阻抗：在輸出端短路時(shí)，傳感器輸入的端測得的阻抗。 　　2. 測量范圍：在允許誤差限內(nèi)被測量值的范圍。 工作原理液壓傳感器的工作原理是壓力直接作用在傳感器的膜片上，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻發(fā)生變化，和用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這個壓力的標(biāo)準(zhǔn)信號。 　　功能特點(diǎn)： 　　◆穩(wěn)定性好，滿度、零位長期穩(wěn)定性可達(dá) %FS/ 年。第二類為非接觸式，分為超聲波液位變送器，雷達(dá)液位變送器等。圖中SF為手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，SF打在1的位置為手動控制狀態(tài)；打在2的位置為自動控制狀態(tài)。輸入/輸出點(diǎn)代碼和地址編號名稱代碼地址編號輸入信號A水位信號BGA水池水位下限信號BGL水池水位上線信號BGH消鈴按鈕SF9變頻器報(bào)警信號KFU試燈按鈕SF10B水位線BGBC水位線BGC1泵工頻運(yùn)行輔助觸點(diǎn)2泵工頻運(yùn)行輔助觸點(diǎn)3泵工頻運(yùn)行輔助觸點(diǎn)4泵工頻運(yùn)行輔助觸點(diǎn)輸出信號1泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈QA1，PG11泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈QA2，PG22泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈QA3，PG32泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈QA4，PG43泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈QA5，PG53泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈QA6,PG64泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈QA7，PG114泵工變頻運(yùn)行接觸器及指示燈QA8，PG12水池水位下限報(bào)警指示燈PG7變頻器故障報(bào)警指示燈PG8水位上限報(bào)警指示燈PG9報(bào)警電鈴PB變頻器頻率復(fù)位控制KF(EMG)控制變頻器頻率電壓信號VfAQW0從上面分析可以知道，系統(tǒng)共有輸入量12個，輸出量12個，以及模擬量電壓和流量。根據(jù)水位的變化實(shí)現(xiàn)對泵站水泵的啟停。組態(tài)完成后生成的*.ldb文件將添加到CP中以啟動并初始化從站；● 通訊卡，在ProfibusDP通訊網(wǎng)中作為主站。而組態(tài)軟件是一種成熟的軟件產(chǎn)品，主要用于工業(yè)現(xiàn)場的檢測，數(shù)據(jù)采集等優(yōu)點(diǎn)是功能強(qiáng)大，易于二次組態(tài)開發(fā)，性能穩(wěn)定。　　編程方法簡單　　梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。PLC的種類繁多，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。對原件映像寄存器來說，每一個原件（“軟繼電器”）的狀態(tài)隨著程序過程而刷新。這三個階段是PLC工作過程的中心內(nèi)容，也是PLC工作原理的實(shí)質(zhì)所在，理解透PLC工作過程的這三個階段是學(xué)習(xí)好PLC的基礎(chǔ)。不同指令其執(zhí)行時(shí)間是不同的，從零點(diǎn)幾微秒到上百微秒不等，故選用不同指令所用的掃描時(shí)間將不同。PLC上電處理階段完成后進(jìn)入掃描工作過程。 眾所周知，繼電器控制系統(tǒng)是一種硬件邏輯系統(tǒng)，繼電器控制系統(tǒng)采用的是一種并行的控制方式。打印輸出：系統(tǒng)能定時(shí)或打印故障信息、系統(tǒng)運(yùn)行信息等。第一章主要是課題的一些基本情況。⑦泵站相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更加具體化。此外，有限元方法和流固耦合分析方法，正在改變著大型水泵裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式與工程應(yīng)用水平。③注重泵站機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。同時(shí)， 往往還需要負(fù)責(zé)農(nóng)村引水、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)用水、農(nóng)村生態(tài)保護(hù)用水等職責(zé)， 有的甚至與跨流域調(diào)水功能相結(jié)合。埃德蒙斯頓泵站裝有14臺泵，每臺泵的流量為9m3/s，需提供的靜揚(yáng)程為587m（不包括管路損失），%，轉(zhuǎn)速是600r/m（與電動機(jī)同），配套電動機(jī)功率為8萬馬力（近6萬kW）。然而自動化設(shè)備廠家多，市場競爭激烈，倒閉也快，很多設(shè)備用戶使用一段時(shí)間后便找不到生產(chǎn)廠家了。而PLC對現(xiàn)場的控制又是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用的而設(shè)計(jì)的工業(yè)計(jì)算機(jī)，兩者結(jié)合起來可以很好的完成對水廠泵站的監(jiān)控。configuration king39。本論文屬于原創(chuàng)。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。Pump Monitoring System, put forward a 39。組態(tài)軟件是近年來在工控自動化領(lǐng)域興起的一種新型軟件開發(fā)技術(shù)，使用方便，開發(fā)周期短，通用性強(qiáng)，可靠性高，能很好的完成現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制目的。文化素質(zhì)和計(jì)算機(jī)水平較差，當(dāng)自動化設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，泵站運(yùn)行人員無力解決，或者讓泵站帶病運(yùn)行，直到演變成更大的問題，或者請生產(chǎn)廠家進(jìn)行售后服務(wù)。它位于美國加州中部圣華金河谷地區(qū)的貝克斯菲爾德市南郊，是全長864公里加州北水南調(diào)工程干渠上22座大型泵站之一（將水從加州北部干渠越過Tehachapi山脈輸送到加州南部）。過去灌溉泵站主要擔(dān)負(fù)單一的農(nóng)田灌溉供水任務(wù)，而隨著流域規(guī)劃的系統(tǒng)化， 灌溉泵站有時(shí)還需要擔(dān)負(fù)排水功能， 特別是從河湖取水的低揚(yáng)程灌溉泵站的變化更為明顯。由于國外泵站的自動化程度較高，故一般總能通過變頻或變角調(diào)節(jié)，使水泵的工作點(diǎn)處于最高效率區(qū)，從而適應(yīng)不同水位和不同流量的變化要求，泵站裝置效率一般在70%以上。三維計(jì)算流體動力學(xué)（CFD）工具在近幾年也被引入到泵站的設(shè)計(jì)和流場分析過程中，可通過數(shù)值模擬的方法預(yù)判流道內(nèi)哪里有旋渦、哪里有脫流，從而通過優(yōu)化手段改進(jìn)流道設(shè)計(jì)。因此，發(fā)達(dá)國家的泵站都配備了先進(jìn)的智能化遠(yuǎn)程控制與調(diào)度系統(tǒng)， 從硬件和軟件兩個方面保證泵站運(yùn)行的安全、穩(wěn)定和高效。本論文主要部分分為四章。報(bào)警功能：系統(tǒng)自動報(bào)警功能，并能記錄故障的時(shí)間、原因等信息。它采用了可編程程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲邏輯、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程；而有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。第二部分是掃描過程。PLC運(yùn)行正常時(shí)，掃描周期的長短與CPU的運(yùn)算速度、I/O點(diǎn)的情況、用戶應(yīng)用程序的長短及程序情況等有關(guān)。分析上述掃描過程，如果對遠(yuǎn)程I/O、特殊模塊、更新時(shí)鐘和其他通信服務(wù)等枝葉的東西暫不考慮，這樣掃描過程就只剩下“輸入采樣”、“程序執(zhí)行”和“輸出刷新”三個段子。然后進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，最新的運(yùn)算結(jié)果馬上存入到相應(yīng)的原件映像寄存器中。（5） 輸出端子的接通和斷開狀態(tài)，由輸出鎖存器決定。　　可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)　　傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得