【文章內(nèi)容簡介】 大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 3 evaporator and condenser cooling and heating, and realtime monitoring of water temperature at the same time, the fault alarm. Key words: the MCGS。 Configuration software。 Temperature control system. Monitoring software 1 選題背景和意義 1海水養(yǎng)殖現(xiàn)狀：海水養(yǎng)殖是人類開發(fā)海洋資源，充分利用海洋資源為己所用的有效方式，相對于捕撈，海水養(yǎng)殖是一種高效的生產(chǎn)方式。沿海地區(qū)海水養(yǎng)殖成為了一頗具發(fā)展意義的重要產(chǎn)業(yè)，為人們的生活提供了豐富的海水產(chǎn)品。 隨著養(yǎng)殖產(chǎn)品種類的開發(fā)與數(shù)量的發(fā)展，對海水養(yǎng)殖的要求也越來越高， 一些海水產(chǎn)品對海水養(yǎng)殖中的某些要素要求非常高，比如說海水水質(zhì)，溫度等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代自動化設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中普及，海水養(yǎng)殖也因此得到了快速發(fā)展，特別是國內(nèi)近今年發(fā)展已經(jīng)是十分迅速。自動化設(shè)備對養(yǎng)殖必須的各要素的控制的應(yīng)用越來越廣泛，其中溫度控制是十分重要的一個環(huán)節(jié)。 2海水養(yǎng)殖溫度控制：隨著科技的不斷進步，海水養(yǎng)殖受地域影響越來越小，這得益于其中對養(yǎng)殖海水溫度的控制，是水產(chǎn)品生長在最適宜的溫度下，盡量不受環(huán)境因素的影響。合適的溫度能夠使海產(chǎn)品成長最快達到高效率的養(yǎng)殖。特別是海參等水產(chǎn)品，合適的溫 度對其生長影響非常大，這種高價水產(chǎn)品更需要采取必要手段控制水溫。 一般水溫的控制需要設(shè)計專門的溫控系統(tǒng)，對不同環(huán)境進行不同的策略。其中需要有水循環(huán)系統(tǒng)，制冷制熱系統(tǒng)，還有十分重要的控制與監(jiān)控系統(tǒng)。通過控制與監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)置溫度，檢測水溫，通過控制泵機來實現(xiàn)水循環(huán)，控制蒸發(fā)器和冷凝器來制冷和加熱，并且同時對水溫進行實時監(jiān)控，對故障進行報警。那么如此重要的環(huán)節(jié)要如何實現(xiàn)呢？組態(tài)軟件為此提供了一個有效的方式。 3組態(tài)軟件：隨著自動化設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中的普及，組態(tài)軟件也隨之發(fā)展迅速，組態(tài)軟件的出現(xiàn)代替了原有數(shù)據(jù)采 集與監(jiān)控方式的繁瑣與高定制化，它采用組態(tài)方式，使用戶對監(jiān)控系統(tǒng)的建立更加靈活方便。其在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用是必然的發(fā)展趨勢，隨之國內(nèi)外越來越多的軟件公司開發(fā)出了更加實用方便高效的組態(tài)軟件，其中國外的有魯東大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 4 WinCC ， IFix， InTouch 等，國內(nèi)的組態(tài)軟件有組態(tài)王， MCGS，三維力控等。 2 組態(tài)軟件介紹 組態(tài)軟件現(xiàn)況 21世紀的今天科技的巨大進步推動了各領(lǐng)域的全面發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中，自動化控制逐漸崛起，為整個工控行業(yè)帶來了巨大的影響。應(yīng)用軟件方面，組態(tài)軟件應(yīng)運而生，代替了傳統(tǒng)工控軟件，其組態(tài)形式在數(shù)據(jù)處理采集與 人機交互方面體現(xiàn)了巨大的優(yōu)勢，無論是編輯過程還是使用過程都更加高效更加直觀。其用途越來越廣泛，不僅僅運用于工業(yè)生產(chǎn)等方面，在其他方面也越來越廣泛，比如在智能建筑，電網(wǎng)系統(tǒng)，公共安全監(jiān)控與管理，水文檢測，國土資源檢測，城市管網(wǎng)監(jiān)控調(diào)度等方面。 組態(tài)軟件逐漸向通用化的方向發(fā)展，無論是在觸摸屏設(shè)備還是 pc中，下位機支持的設(shè)備也在逐漸增多完善。 組態(tài)軟件的組成 組態(tài)軟件可以通過自有數(shù)據(jù)庫自定義化人機交互界面即觸摸屏交互界面，通過自帶設(shè)備接口與相關(guān)控制設(shè)備連接，通過對觸摸屏交互界面的操作來控制相關(guān)設(shè)備，并且實時采集 設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)動畫顯示，對數(shù)據(jù)進行記錄和報警。組態(tài)軟件還提供運行策略的定制，用戶不需要編程基礎(chǔ)便可通過簡單的腳本語言進行策略的編輯。 我們這里的海水養(yǎng)殖溫控系統(tǒng)監(jiān)控軟件是基于 MCGS 設(shè)計的， MCGS 組態(tài)軟件是北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司研發(fā)的一個實用性極強功能強大的組態(tài)軟件。 魯東大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 5 圖 組態(tài)軟件工作原理 MCGS 組態(tài)軟 件五大部分 該組態(tài)軟件是由實時數(shù)據(jù)庫，用戶窗口，設(shè)備窗口，運行策略，主控窗口這五大部分組成的。整個組態(tài)軟件是一個整體，五個部分是他的各個支部，其中各部分各司其責(zé)，需要用戶對不同的部分進行設(shè)計來實現(xiàn)各種功能，最終實現(xiàn)組態(tài)軟件的整體功能。 實時數(shù)據(jù)庫：組態(tài)軟件最重要的部分是實時數(shù)據(jù)庫，其實不是這樣的，每一個組成部分都是十分重要的，沒有最重要之說，但可以說其核心部分是實時數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫顧名思義是存數(shù)據(jù)的地方，將相關(guān)數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)庫中可以取出來隨時使用，并且數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是實時的，也就是說，數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)是一個 動態(tài)的隨相關(guān)變化的量。實時魯東大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 6 數(shù)據(jù)庫隨時讀取外部設(shè)備（設(shè)備窗口）的數(shù)據(jù)儲存下來，同時也對用戶窗口中用戶下達的指令進行儲存，這是數(shù)據(jù)庫的功能之一。報警功能其實也是靠數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)的，將數(shù)據(jù)庫中數(shù)值型數(shù)據(jù)與給定數(shù)據(jù)比較生成事件，將開關(guān)型數(shù)據(jù)生成事件，并將這些生成的事件輸出，組態(tài)軟件的其他部分根據(jù)則根據(jù)數(shù)據(jù)庫輸出的事件進行相關(guān)的動作，如設(shè)備出口向設(shè)備輸出，用戶窗口相關(guān)原件動作產(chǎn)生警報等。 用戶窗口：用戶窗口顧名思義就是用戶的窗口，是直接面向用戶的一個窗口，但這里的用戶是指用于 mcgs 軟件編好投入工作的使用者，使用者 就是根據(jù)用戶窗口來實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制和信息獲取的。因此用戶窗口就是一個人機交互界面，觸摸屏就是指這個界面。這個界面是實現(xiàn)整個監(jiān)控功能的窗口。這個窗口的建立需要用戶根據(jù)實際情況來設(shè)計，并且結(jié)合實時數(shù)據(jù)庫中的信息，既可以先設(shè)計用戶窗口，也可以先設(shè)計數(shù)據(jù)庫。組態(tài)軟件中為用戶提供了大量的組態(tài)工具即各種用于顯示在觸摸屏上實現(xiàn)各種功能的元件，其中包括各種報警，數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)顯示等。其設(shè)計方式是一種組態(tài)的形式，將各種元件整個放置在設(shè)計窗口，有多種多樣可供選擇，能極大滿足各種情況和用戶的各種需求，其中這些功能的實現(xiàn)依靠用 戶窗口元件與數(shù)據(jù)庫的連接。而且用戶窗口可以按照需要設(shè)定多個界面，使不同的功能實現(xiàn)在不同的界面中，并且可以輕松的切換各個窗口，分別設(shè)置主窗口和多個子窗口的形式，上限為 512 個，完全可以滿足用戶需求。 運行策略：這一部分主要功能是滿足用戶對系統(tǒng)的自動化控制功能，當(dāng)設(shè)定好某些策略后，系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)定好的策略產(chǎn)生動作，按照策略設(shè)定的規(guī)則來完成一些功能。并且用戶可以編寫腳本，無需掌握編程知識通過簡單的邏輯來編寫腳本，策略運行時，系統(tǒng)就會根據(jù)腳本執(zhí)行相關(guān)的操作。系統(tǒng)中原有三個最基本的運行策略，分別是啟動策略，退出策 略以及循環(huán)策略。用戶可以根據(jù)需要建立新的運行策略，策略類型有用戶策略，循環(huán)策略，報警策略，事件策略和熱鍵策略物種物種策略類型。循環(huán)策略是按給定時間來進行循環(huán)運行的，報警策略則是當(dāng)某一個給定確定的報警發(fā)生時才會運行，當(dāng)給定的條件滿足時運行的是時間策略，熱鍵策略是在用戶按下某個鍵時才會運行。 主控窗口：這個窗口作為主控窗口必然是整個系統(tǒng)主要框架，主要功能就是為其他窗口運行提供保障，對系統(tǒng)進行管理，用戶窗口管理和退出系統(tǒng)以及可以設(shè)置封面和登陸界面等，不過簡單的情況下不需要對該部分操作也不影響整個組態(tài)軟件的運行 。 設(shè)備窗口：設(shè)備窗口是 mcgs 組態(tài)軟件與其下位機的通信渠道。 Mcgs 組態(tài)軟件為用戶提供了多種設(shè)備的驅(qū)動，設(shè)置好相關(guān)通信參數(shù)（如接口對應(yīng)數(shù)據(jù)庫）便可以實現(xiàn)組態(tài)軟件與下位機的通信，這樣就省去了有關(guān)設(shè)備通信的設(shè)計過程，更加方便快捷。設(shè)備魯東大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 7 窗口是通過設(shè)置數(shù)據(jù)庫相關(guān)數(shù)據(jù)與設(shè)備端口的連接來實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)上傳到組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫，并且由數(shù)據(jù)庫下達指令控制下位機設(shè)備。 3 海水養(yǎng)殖控制機組系統(tǒng)分析 溫控原理分析 溫控原理 溫控原理 冷凝器和蒸發(fā)器 冷凝器：簡單熱力學(xué)原理利用物質(zhì)的三態(tài)變化，常用冷凝劑（冷凝氨，氟利昂等）由氣體放熱變成液體。 蒸發(fā)器：常用冷凝劑（冷凝氨氟利昂等）有液體吸收熱變成氣體。 冷凝器蒸發(fā)器組合可制冷制熱。 溫控實現(xiàn) 井水溫度常年保持 1015 攝氏度，而且地下水水量大。魚池水與井水通過泵機在管道內(nèi)循環(huán)，通過冷凝器與蒸發(fā)器組合對循環(huán)水進行熱交換，可以保持魚池水溫在適合的溫度。 圖 夏季溫控系統(tǒng)工作原理圖 魯東大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 8 夏季：常溫溫井水流 過冷凝器與冷卻劑熱交換冷卻劑冷卻，魚池水流過蒸發(fā)器與低溫冷卻劑熱交換，冷卻劑升溫，魚池水溫降低。如此循環(huán)，控制水循環(huán)流量，保持在合適流量即可控制魚池水溫保持恒定的適合溫度。 冬季：常溫井水流過蒸發(fā)器與冷卻劑熱交換，冷卻劑升溫，魚池水流過冷凝器與高溫冷卻劑熱交換，池水升溫。如此循環(huán)，控制水循環(huán)流量，保持在合適流量即可控制魚池水溫保持恒定的適合溫度。 圖 冬季溫控系統(tǒng)工作原理圖 機組控制原理分析 PLC 控制 通過 MCGS 控制 plc 參數(shù)設(shè)定， plc 通過控制壓機的啟停，控制閘門的開合來控制海水養(yǎng)殖溫控系統(tǒng)的啟停和水循環(huán)運行來控制溫度。溫控系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的溫度壓力液位傳感器采集數(shù)據(jù)通過變送器傳輸?shù)?plc， mcgs 從 plc 中采集數(shù)據(jù)進行實時顯示，數(shù)據(jù)記錄與報