【正文】 組態(tài)軟件中設(shè)立了設(shè)備工具框，針對(duì)外部設(shè)備的特征，用戶從中選取某種構(gòu)建設(shè)置于設(shè)備窗口內(nèi)，并賦予相關(guān)屬性，建立系統(tǒng)與外部設(shè)備的連接關(guān)系，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)這種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和控制。 (1)主控窗 口：負(fù)責(zé)調(diào)度和管理這些窗口的打開或關(guān)閉。包括編寫控制程序（ if… then 腳本程序），選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提取、歷史曲線、定時(shí)器、配方操作、多媒體輸出等。 (5)編寫控制流程程序 在運(yùn)行策略窗口內(nèi)，從策略構(gòu)建箱中，選擇所需功能 功能構(gòu)建用來編寫工程控制程序。 當(dāng)進(jìn)入 MCGS 打開工程文件“大型泵站計(jì)算機(jī)控制”時(shí)首先彈出對(duì)話框，要求輸入 工程密碼，系統(tǒng)認(rèn)定密碼準(zhǔn)確無誤時(shí)，方 能進(jìn)入工程內(nèi)部實(shí)施操作。下圖為腳本程序 的部分程序圖。 操作權(quán)限的設(shè)置 可以通過 MCGS 菜單選項(xiàng)工具中的用戶權(quán)限管理來設(shè)置 ，在設(shè)置完后還必須啟動(dòng)主控窗口中的 權(quán)限管理 和各種按鈕和 菜單的操作權(quán)限， 否則設(shè)置的權(quán)限是不起作用的。 當(dāng)按下自動(dòng)操作按鈕畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 50 時(shí)，水泵組啟動(dòng)運(yùn)行 。 系統(tǒng) 通過 自動(dòng) 與手動(dòng)按扭可以選擇自動(dòng)運(yùn)行方式與手動(dòng)運(yùn)行方式。 當(dāng)水泵組啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，水泵顏色顯示藍(lán) 色 ，運(yùn)行指示燈為綠色 ,停止指示燈為灰色，水管中水開始流動(dòng)。通過這些菜單可以方便、快速、有效的執(zhí)行各種功能的命令。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 47 運(yùn)行 為了能夠直觀的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上位軟件畫面由以下畫面和組件構(gòu)成。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 46 組態(tài) 輸入密碼進(jìn)入組態(tài)環(huán)境，在 工作臺(tái)中可以對(duì)主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、運(yùn)行策略進(jìn)行組態(tài)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 45 (7)編寫程序調(diào)試工程 利用調(diào)試程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)，檢查動(dòng)畫顯示和控制流程是否正確。 (2)工程立項(xiàng)搭建框架 MCGS 稱為建立新工程。 (2)設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的工作環(huán)境。對(duì)于某一構(gòu)件的操作和改動(dòng)，不會(huì)影響其它構(gòu)件和整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。用戶只需根據(jù)工程作業(yè)的需要和特點(diǎn)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和組態(tài)配置，即可生產(chǎn)用戶軟件系統(tǒng)，它具有良好的擴(kuò)充性，它的擴(kuò)充是基于微軟公司的 OLE 技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。 從以上可以看出，組態(tài)軟件具有實(shí)時(shí)多任務(wù)、接口開放、使用靈活、功能多樣、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)。 處理數(shù)據(jù)報(bào)警及系統(tǒng)報(bào)警 存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢。隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將不斷被賦予新的內(nèi)容。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 電機(jī) 銘牌上所示功率 (KW) 160 200 視在功率 (KVA) 225 280 電源 線電流 (A) 290 360 ATV62 額定電 流 (A) 325 404 最大瞬時(shí)電流 (A) 487 606 額定負(fù)載下耗散功率 (KW) 4000 5000 型號(hào) ATV62C23Q ATV62C28Q 軟啟動(dòng)器 軟起動(dòng)器是一種起動(dòng)籠型異步電動(dòng)機(jī)的新設(shè)備，它可以使電機(jī)的起動(dòng)電流以恒定的斜率平穩(wěn)升，對(duì)電網(wǎng)無沖擊；起動(dòng)電流不受電網(wǎng)波動(dòng)影響；減少起動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)負(fù)載的沖擊；并有過載和缺相保護(hù)等功能。 20mA 0～ 10V, 177。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 第三章 系統(tǒng)硬件配置 選型 上位機(jī) 硬件設(shè)備： 研華 POS818，普通顯示器 19寸共 3臺(tái)。很容易對(duì)系統(tǒng)方案進(jìn)行修改，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)允許一定的接口把其它的儀表接入自己的系統(tǒng)，形成完全開放的工業(yè)系統(tǒng)。 (5)系統(tǒng)具有較完善的自診斷功能，發(fā)現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)通過報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 若網(wǎng)線較短，且 PLC 主機(jī)多，選用 MB+網(wǎng)。由于是國(guó)內(nèi)軟件，在對(duì)不同設(shè)備（ 如 變 頻 器；智能表）的驅(qū)動(dòng)的開發(fā)上周期短。 組態(tài)功能一般包括系統(tǒng)組態(tài)、環(huán)境組態(tài)、控制組態(tài)、顯示組態(tài)、歷史數(shù)據(jù)組態(tài)、報(bào)警組態(tài)和報(bào)表組態(tài)。如果一些特定的算法或標(biāo)準(zhǔn)控制邏輯需要改變 ，例如電機(jī)啟動(dòng)電路，編程者只需要修改一次，而無需考慮在其程序中要調(diào)用多少次。起動(dòng)或供水過程中，如有異常情況（電源故障 、 水池水位過低或過高 、冷水池溫度過高、水泵 故障）發(fā)生時(shí)， PLC 既按正常順序停泵，并自動(dòng)投入備用泵，以確保系統(tǒng)正常工作。實(shí)現(xiàn)主室內(nèi)集中數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)場(chǎng)分散控制和保護(hù)，并能通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)實(shí)時(shí)、真實(shí)地展現(xiàn)在各級(jí)管理人員面前。具有兼容性好，處理 速 度快，具有可擦寫的存儲(chǔ)器，完整的 I/O選項(xiàng)，具有遠(yuǎn)程 I/O能 。 在不使用上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)視時(shí)， ACC水循環(huán) 系統(tǒng)一樣會(huì)正常工作。方案 (二 )在方案 (一 )的基礎(chǔ)上，增加了上位機(jī)對(duì)下位機(jī)各 PLC 控制單元的諧調(diào)功能 ，并 充分利用高速的工業(yè)控制網(wǎng)（ MB+網(wǎng)）通訊技術(shù)及 PLC 的自動(dòng)化控制性能 ， 這樣不但充分發(fā)揮可編程控制器高性能的自動(dòng)化控制優(yōu)勢(shì)，而且發(fā)揮出了工業(yè)控制網(wǎng)（ MB+網(wǎng)）的高速通訊性能，使得監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化程度更高，穩(wěn)定性更好 。 (5)模塊化兼容的應(yīng)用軟件 。系統(tǒng)擁有可視化的人機(jī)界面，可以對(duì)整個(gè)泵站系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行集中管理，分散控制。 (2)可靠性 。兩水池的水位控制是以冷水池水位為目標(biāo)參量，同時(shí)根據(jù)熱水池水位進(jìn)行修正。 (3)必須的保護(hù)功能（包括短路、卻相、過載、過壓、欠壓等）。控制方案選擇可以由用戶設(shè)定。 本統(tǒng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了： (1)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)及硬件配置。 (3)采用人工智能技術(shù)。 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)目前尚無確切的定義，其實(shí)質(zhì)是利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行 集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種新型控制技術(shù)。其缺點(diǎn)在于當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī) 運(yùn)算速度不夠快，不能滿足快速控制的要求。這是集中式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用的開端。電動(dòng)式儀表的出現(xiàn)，方便了信號(hào)的傳輸和處理，使信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸成為可能，實(shí)現(xiàn)了把調(diào)節(jié)器和各種管理用的顯示記錄儀表從就地集中到中央控制室，以便對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視和操作，促成了控制方式由分散轉(zhuǎn)向集中的演變。一般在一個(gè)水系設(shè)一個(gè)中央管理站，各個(gè)泵站、水工建筑物、渠 道等設(shè)置分站，各個(gè)分站根據(jù)需要設(shè)置若干個(gè)現(xiàn)場(chǎng)單元，各層次之間通過網(wǎng)絡(luò)通訊交換 信息。事故發(fā)生后，由于信息 量不足往往難以對(duì)事故原因做出 正確的分析。 本文利用組態(tài)軟件和 PLC解決了大型泵站計(jì)算機(jī)的監(jiān)控問題，方便有效的實(shí)現(xiàn)了泵站的自動(dòng)化監(jiān)控。畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 第一章 引言 概述 近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。對(duì)于過去需要幾個(gè)月的工作，通過組態(tài)幾天就可以完成。 (2)故障追憶能力較差。如日本水 管理系統(tǒng)幾乎全部實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控，微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)大多采用分層分 布 式結(jié)構(gòu)。它們的控制方式是按對(duì)象進(jìn)行分散的單回路調(diào)節(jié)，具有成本低、可靠性高及維護(hù)性能好等優(yōu)點(diǎn)。 1962年，英國(guó) ICI公司安裝了一種 Ferranti Argus計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，替代了全部模擬控制儀表，即模擬技術(shù)由數(shù)字技術(shù)來代替，而控制功 能保持不變。 DDC控制比起模擬儀表控制的主要優(yōu)點(diǎn)在于所有 PID 和其它運(yùn)算均在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行，保持了數(shù)字化的精度。它的結(jié)構(gòu)是 一個(gè)分布式系統(tǒng)，從整體邏輯上講是一個(gè)分支樹結(jié)構(gòu)，這與工業(yè)生產(chǎn)過程的行政管理結(jié)構(gòu)相一致，它是管理集中，控制分散。 (2)大型計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步完善和提高的同時(shí)，發(fā)展小型計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) .采用 32位微機(jī)于過程控制，應(yīng)用智能 1/0設(shè)備，實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)總線，發(fā)展 PLC與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和其它控制回路的接口，適應(yīng)離散類和批量工業(yè)自動(dòng)化的要求。研究的目的就是要建立一套集生產(chǎn)、控制、監(jiān)測(cè)為一體的循環(huán)水監(jiān)控信息平臺(tái)，研究的主要內(nèi)容包括變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速、 PLC程序控制現(xiàn)場(chǎng)器件的運(yùn)行、 MCGS組態(tài)軟件監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況、網(wǎng)絡(luò)的通訊方式、為用戶提供數(shù)據(jù)查詢、在線即時(shí)信息查詢、報(bào)表輸出等功能，通過對(duì)泵的變頻調(diào)速，實(shí)現(xiàn) 恒壓供水，提高運(yùn)作效率、降低成本、提高服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)更大的利潤(rùn)和社會(huì)效益。例如：系統(tǒng)采集哪些信號(hào)、信號(hào)類型、畫面顯示要求。 (2)工作泵出現(xiàn)故障后 自動(dòng)切換到備用泵。其控制要求是使冷水池和熱水池水位保持在正常工作水位附近，并且保證冷水池水溫不高于工藝要求的設(shè)定值（ 35℃ ）。各系統(tǒng)自上而下逐層分解，直至完成所要求的功能，并在設(shè) 計(jì)中盡量減少模塊間數(shù)據(jù)、控制參數(shù)的傳遞，以減少相關(guān)性。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 (5)可讀性 。 (4)系統(tǒng)擴(kuò)展靈活，重組容易。 兩 個(gè)方案中， 方案 (一 )僅僅只是利用 PLC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)分布式采樣，再將畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 各 PLC 控制單元通過工業(yè)控制網(wǎng)與圖形上位機(jī)系統(tǒng)聯(lián)接，完成信號(hào)的采集，傳送、處理。 三臺(tái) 監(jiān)控計(jì)算機(jī) 均 采用 研華 POS818，普通顯示器 19寸， 提供友好、豐富的人機(jī)界面，對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行全面監(jiān)控畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 并有協(xié)調(diào)下位機(jī)進(jìn)行主控的作用 。 (2)它 針對(duì)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)增加了很新的特點(diǎn)。它包括對(duì)泵站主機(jī)運(yùn)行參數(shù)的測(cè)量、控制、保護(hù)、相應(yīng)的輔助設(shè)備、以及水情數(shù)據(jù)的收集處理。當(dāng)氣 動(dòng)條件（電源正常，水池水位正常，水泵無故障、變頻器無故障等 ）全部具備時(shí)，該水泵方能起動(dòng)。 (3)修改方便 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用編碼的模塊化和復(fù)用性使 CONCEPT 成為高效的編程環(huán)境。各子系統(tǒng)也采用相近的功能菜單，切換方便，功能完善，在同一幅主畫面內(nèi)可完成多項(xiàng)操作功能 。 (2)從經(jīng)濟(jì)上考慮 ，比國(guó)外軟件便宜很多。如果現(xiàn)場(chǎng)涉及的范圍很廣，也就是所需網(wǎng)線較長(zhǎng)，且上位機(jī)數(shù)量多 適合 用以太網(wǎng) 。 (4)采用固化在 ROM中的標(biāo)準(zhǔn)化控制模塊，避免了因軟件設(shè)計(jì)不當(dāng)，造成編制程序和調(diào)試失誤引起的降低系統(tǒng)可靠性的問題，提高了軟件的可靠性 。 系統(tǒng)構(gòu)成靈活，容易擴(kuò)展 整個(gè)系統(tǒng)的硬件采用標(biāo)準(zhǔn)的模塊結(jié)構(gòu)，用戶根據(jù)需要擴(kuò)大或縮小系統(tǒng)的規(guī)?；蚋淖兿到y(tǒng)的級(jí)別。 維護(hù)方便 下位機(jī)為智能部件可獨(dú)立工作，維護(hù)方便 。PLC 采樣點(diǎn)容量如下： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 序號(hào) 類型 PLC 采樣點(diǎn)數(shù) 1 DI 119 2 DO 82 3 AI 34 4 AO 16 I/O模塊 1）離散量 I/O模 塊 名稱 離散量輸入 離散量輸出 型號(hào) 140 DAI 753 00 140 DAO 853 00 數(shù)量 4塊 3塊 電流類型 交流 交流 輸入電壓（ V） 24正邏輯 24正邏輯 總點(diǎn)數(shù) 32 32 共地點(diǎn)數(shù) 8 8 尋址字 2 2 總線電流（ mA） 250 320 2)模擬量 I/O模塊 名稱 模擬量輸入 模擬量輸出 型號(hào) 140 AVI 030 00 140 ACO 130 00 數(shù)量 3塊 2塊 輸入信號(hào)范圍 0～ 20mA,177。調(diào)速范圍 :1： 10。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)控制、 SCADA、 通信及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對(duì) I/O 設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容。 使來自設(shè)備的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)圖形畫面上的各元素關(guān)聯(lián)起來。若要對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行修改，也十分方便，這就是組態(tài)軟件的方便性。通過不同 MCGS 工作站間可交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工控系統(tǒng)的分布式采集和監(jiān)控，它為工程技術(shù)問題提供了豐富多樣的手段，從設(shè)備驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)采集、到數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、流程控制、動(dòng)畫顯示、報(bào)表輸出、曲線顯示等環(huán)節(jié)均有功能組建和常用功能庫可供選用。不同的設(shè)備對(duì)應(yīng)不同的設(shè)備驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，所有的設(shè)備構(gòu)件均通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系，而建立時(shí)又是相互獨(dú)立的。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱、編織工程菜單、設(shè)計(jì)封面圖形、確定自動(dòng)啟動(dòng)窗口、設(shè)計(jì)動(dòng)畫刷新周期、指定數(shù)據(jù)庫存批文件名稱及存盤時(shí)間等。 組建工程的一般過程 (1)工程項(xiàng)目系統(tǒng)分析 分析工程項(xiàng)目的系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)要求和工藝流程，弄清系統(tǒng)的控制流程和測(cè)控對(duì)象的特征，明確監(jiān)控要求和動(dòng)畫顯示方式，分析工程中的設(shè)備采集及輸出通道與軟件中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分清哪些變量是要求與設(shè)備連 接的，哪些變量是軟件內(nèi)部用來傳遞數(shù)據(jù)及動(dòng)畫顯示的。 (6)完善菜單按鈕功能 包括對(duì)菜單命令、控制器件、操作按鈕的功能組態(tài)；實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、各種曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表、報(bào)警信息輸出等功能；建立安全機(jī)制等。這樣可以防止無關(guān)人員隨意進(jìn)入工程進(jìn)行非法操作和修改。 腳本程序的設(shè)置可以通過運(yùn)行策略中的循環(huán)策略功能構(gòu)建來實(shí)現(xiàn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 48 封面窗口： 當(dāng)進(jìn)入工程后，首先進(jìn)入 封面窗口，演示工程的封面窗口如下圖所示： 在窗口頂端有菜單欄： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 49 (1)用戶管理 用戶管理包括五個(gè)下拉菜單：登錄用戶、退出登陸、用戶管理、修改密碼、退出系統(tǒng)。 手動(dòng)操作方式：控制系統(tǒng)的延時(shí)關(guān)系被解除，但聯(lián)鎖關(guān)系仍然存在。 在水循環(huán)窗口底部有狀態(tài)條： （ 1） F1水循環(huán) （ 2） F2實(shí)時(shí)曲線 （ 3） F3歷史曲線 （ 4） F4歷史數(shù)據(jù) （ 5） F5封面窗口 （ 6） F6退出系統(tǒng)