【文章內容簡介】 對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進行設計。 組態(tài)軟件 也為試驗者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗者實時現(xiàn)場監(jiān)控。而且，它能充分利用 Windows 的圖形編輯功能，方便地構成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢 曲線 等，可便利的生成各種報表。它還具有豐富的 設備驅動程序 和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。 本課題的主要方向就是在 掌握混合液體生產的工藝和各單元系統(tǒng)的控制要求，及參數(shù)要求的基礎上， 利用組態(tài)王制作出監(jiān)控畫面，通過“組態(tài)王 ”的PID 調節(jié)對液體混合進行控制，采用先進的控制算法，以達到優(yōu)化技術指標、提高經濟效益和社會效益、提高勞動生產率、節(jié)約能源、改善勞動條件、保護環(huán) 境衛(wèi)生、提高市場競爭能力的作用。 3 第一章 組態(tài)王軟件的介紹 組態(tài)王簡介 “組態(tài)王”是運行于 Microsoft Windows 98/NT 及以上中文平臺的全中文界面的組套軟件，采用了多線程、 COM 組件等新技術，實現(xiàn)了實時多任務、軟件運行可靠。組態(tài)王具有一個集成開發(fā)環(huán)境：組態(tài)王工程瀏覽器，在工程瀏覽器中，你可以查看工程的各個組成部分，也可以完成構造數(shù)據(jù)庫、定義外部設備等工作。畫面的開發(fā)和運行有工程瀏覽器調用畫面制作系統(tǒng) TOUCHMAK 和畫面運行系統(tǒng)TOUCHVEW 來完成的。 TOUCHMAK 是應用程序的開 發(fā)環(huán)境。您需要在這個環(huán)境中完成設計畫面，動畫連接等工作。 TOUCHMAK 具有先進完善的圖形生成功能：數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型，能合理地抽象控制對象的特性；對變量報警，趨勢曲線，過程記錄，安全防范等重要功能都有簡單的操作辦法。 TOUCHVEW 是“組態(tài)王”軟件的實時運行環(huán)境，在 TOUCHMAK 中建立的圖形畫面只有在 TOUCHVEW 中才能運行。TOUCHVEW 從工業(yè)控制對象中采集數(shù)據(jù)，并記錄在實時數(shù)據(jù)庫中。它還負責把數(shù)據(jù)的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成變量報警，操作記錄，趨勢曲線等監(jiān)視功能，并生成歷史數(shù)據(jù) 文件。 組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)，它以標準的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。 它具有適應性強、開放性好、易于擴展、經濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。通常可以把這樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結構。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。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進行設計。 組態(tài)軟件 也為試驗者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗者實時現(xiàn)場監(jiān)控。而且，它能充分利用 Windows 的圖形編輯功能，方便地構成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。它還具有豐富的設備驅動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。 在工業(yè)控制領域，隨著自動化程度的迅速提高，用戶對控制系統(tǒng)的過程監(jiān)控要求越來越高，人機界面的出現(xiàn)正好滿足了用戶這一需求。人機界面可以 對控制 4 系統(tǒng)進行全面監(jiān)控，包括過程檢測、報警提示、數(shù)據(jù)記錄等功能?；诮M態(tài)王設計的系統(tǒng)具有界面友好、易于操作、運行可靠、便于升級等特點，從而使控制系統(tǒng)變得操作人性化、過程可視化，在自動控制領域的作用日益顯著。 組態(tài)王的基本使用方法 使用組態(tài)王實現(xiàn)控制系統(tǒng)實驗仿真的基本方法： (1)圖形界面的設計 。 在工程瀏覽器中左側的樹形視圖中選擇“畫面”，在右側視圖中雙擊“新建”。工程瀏覽器將運行組態(tài)王開發(fā)環(huán)境 TOUCHMAK，彈出如下對話框。在“新畫面”對話框中設置如下圖，在對話框中單擊“確定”。 。 繪制圖素的主要工具放置在圖形編輯器工具箱內。當畫面打開時，工具箱自動顯示，如果工具箱沒有出現(xiàn)，選擇菜單“工具 / 工具箱”或按 F10 鍵打開它。 (2)定義外部設備和構造數(shù)據(jù)庫 1． 組態(tài)王把那些需要與之交換數(shù)據(jù)的設備，或程序都作為外部設備。外部設備包括：下位機（ PLC、儀表、板卡等），它們一般通過串行口和上位機交流數(shù)據(jù)。只有在定義了外部設備后，組態(tài)王才能通過 I/O 變量和它們交換數(shù)據(jù)。為了方便設計者定義外部設備，組態(tài)王設計了“設備配置向導”，一步步引導你完成設備的連接。 2．數(shù)據(jù)庫是組態(tài)王最 核心的部分。在 TOUCHVEW 運行時，工業(yè)現(xiàn)場的生產狀況熬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現(xiàn)場，所有這一切都是要以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。 （ 3）定義變量 對于我們將要設計的項目，需要從下位機采集數(shù)據(jù)，需要在數(shù)據(jù)庫中定義這若干個變量。因為這些數(shù)據(jù)是通過驅動程序采集到的，所三個變量的類型都是 I/O實型變量。在工程瀏覽器的左側選擇“數(shù)據(jù)詞典”，在右側雙擊“新建”，彈出“變量屬性”對話框，設置完成后，單擊“確定”。 5 (4)建立動畫連接 在 畫面上雙擊圖形對象，彈出“動畫連接”對話框。單擊“填充”等按鈕，彈出“填充連接”等對話框，注意填充方向和填充色的選擇。單擊“確定”。單擊“動畫連接”對話框的“確定”。 (5)運行和調試 在主監(jiān)控畫面，點擊左上角文件按鈕，在下拉菜單中選擇“切換到 view”，進入監(jiān)控畫面。畫面將顯示從下位機采集到的數(shù)據(jù)。 第二章 系統(tǒng)整體設計 液體混合裝置具體控制要求 該自動混合裝置是將兩種液體按照比例進行簡單的混合。首先分析被監(jiān)控對象的硬件構成和控制過程，根據(jù)實際情況來進行變量定義和畫面設計。自動化混合裝置系統(tǒng) 模型如圖 21 所示： 圖 21 自動混合裝置模型圖 具體控制要求，分析如下： （ 1）初始狀態(tài)：容器是空的， Y Y Y3 電磁閥，攪拌機 M 和電爐 H 的狀態(tài)均 6 為 OFF（即“ 0”狀態(tài)）液面?zhèn)鞲衅?L L L3 的狀態(tài)均為 OFF。 （ 2）按下起動按鈕 SB1 時開始下列操作：電磁閥 Y1 得電，開始注入液體 A，至液面高度為 L2，停止注入液體 A，同時開啟電磁閥 Y2 開始注入液體 B，當液面高度至 L1 時，停止注入液體 B。 （ 3）停止注入液體后開啟電爐Ｈ，加熱時間為 5 秒鐘。 （ 4） 5 秒后，開啟攪拌機同時加熱攪拌 10 秒。 （ 5） 10 秒后，停止加熱，繼續(xù)攪拌 15 秒鐘。 （ 6） 15 秒后，停止攪拌同時放出混合液體 C，當液面高度降至 L3 后，等待 2 秒以后停止放出，同時開啟電磁閥 Y1，開始注入液體 A 進入下一混合過程。 （ 7） 停止操作：按下停止按鈕 SB2 后，在當前操作完成后停止，回到初始狀態(tài)。本設計采用 PLCS7300，對各元器件進行控制運行，再通過對組態(tài)王命令語言的編輯，實現(xiàn)上述控制要求。 7 PLC I/O 分配 輸入點如表 1 所示 : 序號 輸入信號名稱 地址 1 開始按鈕 SB1（常開） 2 停止按鈕 SB2（常開） 3 液位測量開關（常開） L1 4 液位測量開關（常開） L2 5 液位測量開關（常開） L3 6 熱電偶 RL1（模擬量） PIW100 表 1 輸入點的分配 輸出點如表 2 所示： 序號 輸出信號名稱 地址 序號 輸出信號名稱 地址 1 電磁閥 Y1 4 攪 拌電機 M（ KM1） 2 電磁閥 Y2 5 加熱電爐 H（ KM2） 3 電磁閥 Y3 表 2 輸出點的分配 PLC