【正文】 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。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(gòu)成及其簡介 . 結(jié)構(gòu)以使用軟件的工作階段劃分 . 結(jié)構(gòu)按照成員構(gòu)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(dòng)組態(tài)軟件發(fā)展的動(dòng)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(shù)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(diǎn)及組成 運(yùn)用 MCGS 建立運(yùn)行程序的一般過程 3 水箱水位控制系統(tǒng)的設(shè)備組成 屬性 設(shè)置 設(shè)備 命令 設(shè)備命令的實(shí)現(xiàn)方法 設(shè)備調(diào)試 采用 MCGS 開發(fā)雙儲液罐水位控制系統(tǒng)結(jié)語 第三章 雙儲液罐水位控制系統(tǒng)硬件組成及設(shè)備的選擇 水箱對象 ．水箱 . 水泵 水位、溫度檢測與控制設(shè)備 水位傳感器 I/O 接口設(shè)備 接線端子板 PCLD9138 端子板簡介 4 PCLD880研華螺絲端子板簡介 計(jì)算機(jī) 第四章 雙儲液罐水位控制系統(tǒng)主電路及設(shè)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(shè)計(jì) 建立工程 定義變量 變量分配 畫面的設(shè)計(jì)和編輯 編輯畫面 水位對象的控制 5 水罐對象特征 報(bào)警顯示 組對象的定義 歷史報(bào)警 ． 報(bào)警提示 曲線顯示 實(shí)時(shí)曲線 控制程序的編寫 第六章 程序調(diào)試運(yùn)行及安全機(jī)制 模擬調(diào)試 在線調(diào)試 安全機(jī)制 ． 如何建立安全機(jī)制 總結(jié) 參考文獻(xiàn) 致謝 6 前言 隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對工業(yè)自動(dòng)化的要求越來越高，種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)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。當(dāng)供水負(fù)載變化時(shí)，輸入電機(jī)的電壓和頻率也隨之變化，這樣就構(gòu)成了以壓力設(shè)定值為基準(zhǔn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。同時(shí)，支持的硬件類型也十分廣泛 [1]。該系統(tǒng)傳統(tǒng)的開發(fā)手段是采用單片機(jī)等控制 設(shè)備 設(shè)計(jì)，但如果采用組態(tài)軟件開發(fā)該系統(tǒng)則可以實(shí)現(xiàn) 多次開發(fā)、適時(shí)采集監(jiān)控等功能。如要組裝一臺電腦，事先提供了各種型號的主板、機(jī)箱、電源、 CPU、顯示器、硬盤、光驅(qū)等，我們的工作就是用這些部件拼湊成自己需要的電腦。如 DCS(集散控制系統(tǒng) )組態(tài)， PLC（可編程控制器）梯形圖組態(tài)。 最早開發(fā)的通用組態(tài)軟件是 DOS 環(huán)境下的組態(tài)軟件，其特 點(diǎn)是具有簡單的人機(jī)界面（ MMI）、圖庫、繪圖工具箱等基本功能。在同一計(jì)算機(jī)中可以存儲多個(gè)應(yīng)用程序，組態(tài)軟件通過應(yīng)用程序的名稱來訪問其組態(tài)內(nèi)容，打開其組態(tài)內(nèi)容進(jìn)行修改或?qū)⑵鋺?yīng)用程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。 自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師最先接觸的一定是系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，通過一定工作量的系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試，最終將目標(biāo)應(yīng)用程序在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境投入實(shí)時(shí)運(yùn)行，完成一個(gè)工程項(xiàng)目。 圖形界面運(yùn)行程序 在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)被圖形界面運(yùn)行程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。 擴(kuò)展可選組件包括： 通用數(shù)據(jù)庫接口（ ODBC 接口）組態(tài)程序 通用數(shù)據(jù)庫接口組件用來完成組態(tài)軟件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與通用數(shù)據(jù)庫（如Oracle、 Sybase、 Foxpro、 DB Infomix、 SQL Server 等）的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換，通用數(shù)據(jù)庫既可以讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也可以讀取歷史數(shù)據(jù)；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫也可以從通用數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)地讀入數(shù)據(jù)。 實(shí)用 通訊程序組件 實(shí)用通訊程序極大地增強(qiáng)了組態(tài)軟件的功能，可以實(shí)現(xiàn)與第三方程序的數(shù)據(jù)交換，是組態(tài)軟件價(jià)值的主要表現(xiàn)之一。這就導(dǎo)致組態(tài)軟件不可能退出市場，因?yàn)樾枨笫谴嬖诘摹? 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的作用將進(jìn)一步加強(qiáng)。 中國的現(xiàn)代化建設(shè)正處于上升期，新項(xiàng)目的上馬、基礎(chǔ)設(shè)施的改造大量需要組態(tài)軟件，另一方面，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、原有系統(tǒng)的升級和擴(kuò)容也需要組態(tài)軟件的支撐。 組態(tài)軟件應(yīng)該向更多的應(yīng)用領(lǐng)域拓展和滲透。 . 影響組態(tài)軟件發(fā)展的因素 軟件質(zhì)量是影響產(chǎn)品發(fā)展的主要因素。中國的工程公司、自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)商在國際市場取得優(yōu)勢對組態(tài)軟件進(jìn)入國際市場也具有一定的推動(dòng)作用。在《過程控制》教學(xué)中，對三個(gè)相互連通的不規(guī)則形狀水箱水位進(jìn)行測控處理并分析，就屬于極端非線性控制。 MCGS 概述 特點(diǎn)及組成 MCGS (Monitor and Control Generated System) 是一套基于 Windows平臺的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān) 控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，可運(yùn)行于Microsoft Windows 95／ 98／ Me／ NT／ 2020 等操作系統(tǒng)。設(shè)備配置的目的是實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)通訊，即實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與智能 儀表 之間的連接。 (5) 在主控窗口建立新工程。 水箱水位控制系統(tǒng)的設(shè)備組成 雙儲液罐水位控制系統(tǒng) 由上位機(jī)和智能調(diào)節(jié)儀兩部分組成。 下位機(jī)由宇光 AI808 智能儀表構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對水位數(shù)據(jù)的采集和控制。 設(shè)備 命令 宇光 —— 智能儀表可通過設(shè)備命令實(shí)現(xiàn)其全部通訊功能，其命令格式如下 L8： Read (Cmd， PV， SV， OP， dat)：讀取儀表的 PV 值， SV 值， OP 值， Dat值， Cmd 為命令代號， PV 為存儲讀取的 PV 值的變量， SV 為存儲讀取的 SV 值的變量， OP 為存儲讀取的 OP 值的變量， Dat 為存儲讀取的 Dat 值的變量， Dat 值的含義由 Cmd 的值決定。對模擬量輸出通道調(diào)試時(shí)，通道 值一列輸入要輸出的值。因而廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、電站和輕紡等工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程控制。 溫度變送器 為了監(jiān)控水箱的溫度，必須依靠一定的檢測設(shè)備對水箱溫度這個(gè)重要參數(shù)進(jìn)行檢測。 熱電阻溫度變送器內(nèi)設(shè) R/V 變換器、放大器、 V/I 變換器、電壓反向保護(hù)功能、傳感器開路報(bào)警功能、變送器限流保護(hù)功能、輸出恒流特性、線性校準(zhǔn)功能。% ： 24VDC（ 12V32VDC） ： 25mADC輸出信號 21mADC。% 。 誤差： % 配電器的作用是為水位傳感器提供 24V 電源，同時(shí)將水位傳感器與計(jì)算機(jī)接口進(jìn)行了電氣隔離，提高了系統(tǒng)的可靠性，配電器的型號為 DFP2100?？梢赃x用研祥 PCL818L多功能板卡作為 I/O 接口設(shè)備。 5V,177。 5V, 177。 1/2 bit LSB 輸出驅(qū)動(dòng) : 177。上下水位和溫度分別經(jīng)過2 個(gè)擴(kuò)散硅壓力變送器和溫度變送器檢測后，變成 4~20mA 信號輸出給計(jì)算機(jī)。 控制電路如圖 圖 控制電路 自動(dòng)控制策略 （ 1）下罐水位很低時(shí)（ 40mm 以下），停止一切排水，雙進(jìn)水（下罐進(jìn)水，上罐排水）。 （ 9）上罐溫度較低時(shí)上電加熱器通電加熱正常后自動(dòng)斷電 （ 10）下關(guān)溫度較低時(shí)下罐電加熱器通電加熱正常后自動(dòng)斷電 硬件連接 PCL818L I/O 接口卡的安裝： ，以防發(fā)生危險(xiǎn)。 （ 2）單擊文件采單，彈出下拉采單，單擊新建工程，如圖 所示。 圖 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 （ 2）單擊工作臺右側(cè)新增對象按鈕，在數(shù)據(jù)對象列表中立即出現(xiàn)了一個(gè)新的數(shù)據(jù)對象。 “設(shè)備組態(tài)”圖標(biāo)或雙擊“設(shè)備窗口”圖標(biāo)，彈出設(shè)備窗口。 “保存”按鈕。 33 、 設(shè)置“通道連接”頁，將 9 個(gè)變量和板卡進(jìn)行連接。 “數(shù)據(jù)處理”頁設(shè)置通道 3（液位 溫度 溫度 2）將工程量最大值改為 100、 100，其余不變。 圖 新建用戶窗口 （ 4）單擊“窗口屬性”按鈕，彈出“用戶屬性設(shè)置”窗口，如圖 所示。 （ 3）利用“插入元件”工具從“儲存罐”中選擇罐 20，畫罐 1，調(diào)整大小及位置。 （ 11）保存。 ● 其他不變。 2 旁寫入文字“ ****”，與液位 2顯示進(jìn)行顯示動(dòng)畫連接。在“大小變化”頁按圖 進(jìn)行屬性設(shè)置。如圖 所式。 “確認(rèn)”按鈕。 ● 在“可見度”頁，將表達(dá)式設(shè)置為：進(jìn)水閥。 水位對象的控制 水罐對象特征 上水罐出水閥打開時(shí)液位 1下降速度：每 200ms 液位 2 上升速度：每 200ms ；下罐出水閥打開時(shí)液位 2 下降速度為：每 200ms 液位 1上升速度：每 200ms ，下罐進(jìn)水閥打開時(shí)液位 2 上升速度：每 200ms 下罐出水閥打開時(shí)液位 2下降速度：每 200ms ，電加熱器通電時(shí) 200ms ℃。 報(bào)警顯示 實(shí)際運(yùn)行時(shí)，可能會(huì)發(fā)生參數(shù)越 極情況。 （ 4）單擊“組對象成“選 項(xiàng)卡，進(jìn)入”組對象成員：頁 （ 5）在左邊數(shù)據(jù)對象列表中選擇“液位 1”，單擊增加按鈕，數(shù)據(jù)對象“也位 1”被添加到右邊的組對象成員中，按照同樣的方法將“液位 2”添加到組對象成員中去。特別是在事故發(fā)生后，這種分析對于調(diào)查事故發(fā)生的原因很重要，本系統(tǒng)需設(shè)置報(bào)警的數(shù)據(jù)對象包括：液位 液位 溫度 溫度 2。 （ 4）單擊新增策略行按鈕，增加一條策略。在“按鈕動(dòng)作”頁將數(shù)據(jù)對象設(shè)置為：取反、出水閥。 ，水泵中間的矩形為紅色，表明水泵沒開（初值為0/////////////0。 圖 對水泵進(jìn)行動(dòng)畫連接 39 “矩形”右端出現(xiàn)“？”和“〉”按鈕。 “保存”按鈕。用這種方法可以人為模擬液位變化。 “ ****”，彈出“屬性設(shè)置”對話框。 ，彈出屬性設(shè)置窗口。 （ 7）利用“插入元件”工具從“傳感器”中選擇傳感器 4和傳感器 11，調(diào)整大小和位置。選中“雙儲液罐水位監(jiān)控畫面”，單擊右鍵，彈出下拉采單，選中“設(shè)置為啟動(dòng)窗口”，當(dāng) MCGS 運(yùn)行時(shí)，將自動(dòng)加載該窗口。 。 圖 工程量轉(zhuǎn)換參數(shù)輸入窗口 34 進(jìn)行設(shè)置，單擊“確定”按鈕。 “ AD 輸入量程”：可選 +10V、 +5V 或 +。 f雙擊“研祥板卡”。 （ 5）單擊確定按鈕。本系統(tǒng)至少有 9 個(gè)變量，見表 變量名 類型 初值 液位 1 數(shù)值型 0 液位 2 數(shù)值型 0 溫度 1 數(shù)值型 0 溫度 2 數(shù)值型 0 水泵 開關(guān)型 0 調(diào)節(jié)閥 1 開關(guān)型 0 調(diào)節(jié)閥 2 開關(guān)型 0 出水閥 1 開關(guān)型 0 出水閥 2 開關(guān)型 0 表 變量分配表 （ 1）單擊工作臺中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫選項(xiàng)卡，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口頁，如圖 所示。 PCL818L 接口卡驅(qū)動(dòng)程序的安裝，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，插入驅(qū)動(dòng)程序光盤，按提示進(jìn)行安裝既可。 （ 5）下罐水位很高（ +40mm 以上），雙排水（下罐排水，上罐進(jìn)水）。進(jìn)計(jì)算機(jī)前信號先經(jīng) PCLD9138 端子板送入 PCL818L，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后，被計(jì)算機(jī)采集到。 DO 通道選用繼電輸出端子板 PCLD9138， AI 通道可選用 PCLD780880 端子板。 35V 增益 =, 1 % of FSR 177。 1 LSB 增益 2,4 % of FSR 177。 PCL818L 板卡在全部增益下最高可達(dá)到 100kS /s 高速采樣率。這里選用 CZ1840型直流接觸器，其觸頭額定電壓為 440V，額定電流為 40A，吸引線圈電壓為 24V。 ⑵ .根據(jù)用戶要求按分度表列出溫度， mV，電流三者對應(yīng)值。 ⑵ .根據(jù)用戶要求按分度表列出溫度值，熱電阻值，電流值三者的對應(yīng)值。 三 、主要技術(shù)特點(diǎn)： ：熱電偶（ K、 E、 S）；熱電阻（ Pt100、 Pt1000 、 Cu50 、 Cu100）。 ，一體化熱電阻傳感器在現(xiàn)場只須使用二線制。適用介