【文章內(nèi)容簡介】 擬量無線接收模塊 ................................................................ 27 DAM3000 數(shù)據(jù)采集卡、水位計(jì) ............................................................... 28 華特 2020 復(fù)合二氧化氯發(fā)生器、變頻器 ............................................... 29 采集程序綜合 ............................................................................................. 30 組態(tài)報警系統(tǒng) ......................................................................................................... 32 自動加氯程序 ......................................................................................................... 33 LED 程序 ................................................................................................................ 35 打印報表程序 ......................................................................................................... 36 用戶管理 ................................................................................................................. 39 WEB 發(fā)布 ............................................................................................................... 39 總結(jié) ......................................................................................................................... 39 第六章 結(jié)論與展望 .......................................................................................................... 41 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） iii 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 42 致 謝 .................................................................................................................................... 43 附錄 A 發(fā)送數(shù)據(jù)到 LED 屏的程序 ........................................................................... 44 附錄 B CRC 校驗(yàn)程序 ................................................................................................... 48 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒 論 課題來源 本課題來源于 湘潭力博電氣技術(shù)有限公司 與 湖南 瀏陽 永安供水公司的 合作項(xiàng)目。 湘潭力博電氣技術(shù)有限公司是一家高科技技術(shù)型企業(yè)，專門從事自動化產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)，變頻節(jié)能技術(shù)推廣，電氣自動化系統(tǒng)解決方案的設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造、維護(hù)，以及相關(guān)工控產(chǎn)品銷售維修技術(shù)服務(wù)的專業(yè)化公司。 湖南瀏陽永安供水公司是一家城鎮(zhèn)自來水公司，主要為瀏陽永安鎮(zhèn)的居民提供生活用水以及 為 大型工 業(yè) 園提供工業(yè)用水。 由于城鎮(zhèn)居民的增長和工業(yè)園的不斷發(fā)展，自來水的供應(yīng)量正與日俱增，傳統(tǒng)的水廠管理模式效率低，已不能滿足發(fā)展的需要。因而湘潭力博電氣技術(shù)有限公司與湖南瀏陽永安供水公司合作開發(fā)水廠自動化 監(jiān)控 系統(tǒng)，以期 實(shí)現(xiàn)了水廠全自動化監(jiān)控 ，提高了水質(zhì)處理的效率，減輕了運(yùn)行人員的負(fù)擔(dān)，提高 水廠運(yùn)行的安全和可靠性。 課題背景 自來水是人民群眾生活必須品，水價調(diào)整涉及千家萬戶甚至是工業(yè)的發(fā)展，影響面廣，社會反響大。近年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城鎮(zhèn)化 進(jìn)程 的推進(jìn)，水廠的企業(yè)化的發(fā)展也應(yīng)與時俱進(jìn)，尤其是兩會以來，國家對水安全的高度重視 ，需 要 在全國建立惠及普通百姓的農(nóng)村 安全 飲水工程 。特別是隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，水廠的自動化管理成為必然趨勢。 監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展情況 隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高，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。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時，當(dāng)工業(yè)被控對象一旦有變動，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導(dǎo)致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個控制項(xiàng)目的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo)致它的價格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時，倘若原來的編程人員因工作變動而離去時，則必須同其他人員或新手 進(jìn)行源程序的 修改，因而更是相當(dāng)困難。通用工業(yè)自動 化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實(shí)際工程問題提供了一種嶄新的方法，因?yàn)樗軌蚝芎玫亟鉀Q傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動化控制工程。 組態(tài)（ Configuration）為模塊化任意組合。通用組態(tài)軟件主要特點(diǎn)： （ 1） 延續(xù)性和可擴(kuò)充性。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場（包括硬件設(shè)備或湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級； （ 2） 封裝性（易學(xué)易用） 。 通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，對于用戶，不需掌握 太多的編程語言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個復(fù)雜工程所要求的所有功能； （ 3） 通用性 。 每個用戶根據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（ PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的 I/O Driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個具有動畫效果、實(shí)時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。 關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展概況 組態(tài)軟件技術(shù) 組態(tài)的概念最早來自于英文的 “configuration”一詞，含義是通過軟件工具對計(jì)算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到使計(jì)算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置，自動執(zhí)行特定任務(wù)，滿足使用者要求的目的。在組態(tài)監(jiān)控軟件出現(xiàn)之前，用戶主要是通過自行研發(fā)或者外包的形式編寫 HMI 的應(yīng)用，或者直接購買封閉性的專用控制系統(tǒng)。這些方式，無論是在與外界數(shù)據(jù)通訊，還是在系統(tǒng)改造、升級等方面都存在著不足。上世紀(jì) 80 年代末，世界上第一款商品化的監(jiān)控組態(tài)軟件 InTouch 誕生于美國的 Wonderware 公司，迄今已經(jīng)有 20 年的歷史。隨著 PC 在全球的普及，基于 PC 的監(jiān)控組態(tài)軟件也 開始蓬勃發(fā)展。組態(tài)監(jiān)控軟件的出現(xiàn)，很好地解決了上述問題。采用組態(tài)監(jiān)控軟件，用戶可以構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。隨著組態(tài)軟件的快速發(fā)展，實(shí)時數(shù)據(jù)庫、實(shí)時控制、 SCADA、通信及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對 I/O 設(shè)備的廣泛支持也逐漸成為它的主要內(nèi)容。本文中所涉及的組態(tài)監(jiān)控軟件是指數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。該類軟件主要是指處于自動控制系統(tǒng)中的監(jiān)控層，通過靈活的組態(tài)方式，幫助用戶快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。在一個自動監(jiān)控系統(tǒng)中，投入運(yùn)行的監(jiān)控組態(tài)軟件是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集處理中心，監(jiān)視中心 和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中心，處于運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控組態(tài)軟件與各種控制、檢測設(shè)備 ( 如 PLC、智能儀表、 DCS 等 ) 共同構(gòu)成快速響應(yīng) /控制中心。控制方案和算法一般在設(shè)備上組態(tài)并執(zhí)行，也可以在 PC 上組態(tài)，然后下載到設(shè)備中執(zhí)行。 組態(tài)監(jiān)控類軟件產(chǎn)品在生產(chǎn)中的應(yīng)用，主要用于以下幾個方面 : ? 查看生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)時數(shù)據(jù)及流程畫面； ? 自動打印各種實(shí)時 /歷史生產(chǎn)報表； ? 自有瀏覽各個實(shí)時 /歷史趨勢畫面； ? 及時得到并處理各種過程報警和系統(tǒng)報警； 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 ? 在需要時 , 人為干涉生產(chǎn)過程 , 修改生產(chǎn)過程參數(shù)和狀態(tài)； RS485 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 串口是一種接口標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了接口的電氣標(biāo)準(zhǔn)，簡單說只是物理層的一個標(biāo)準(zhǔn)。沒有規(guī)定接口插件電纜以及使用的協(xié)議，所以只要我們使用的接口插件電纜符合串口標(biāo)準(zhǔn)就可以在實(shí)際中靈活使用，在串口接口標(biāo)準(zhǔn)上使用各種協(xié)議進(jìn)行通訊及設(shè)備控制。 最常用的是 RS232 接口和 RS485 接口，但 RS232 接口只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式，這種方式不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸也沒有聯(lián)網(wǎng)功能。隨后出現(xiàn)的 RS485 解決了這個問題。 RS485 接口具有如下優(yōu)點(diǎn)： ? RS485 的電氣特性：邏輯 “ 1” 以兩線間的電壓差為 +（ 2—6） V表示；邏輯 “ 0”以兩線間的電壓 差為 － （ 2—6） V表示。接口信號電平比 RS232C 降低了，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與 TTL電平兼容，可方便與 TTL 電路連接。 ? RS485 的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為 10Mbps。 ? RS485 接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。 ? RS485 最大的通信距離約為 1219M，最大傳輸速率為 10Mb/S，傳輸速率與傳輸距離成反比，在 100Kb/S 的傳輸速率下，才可以達(dá)到最大的通信距離，如果需傳輸更長的距離，需要加 485 中繼器。 RS485 總線一般最大支持 32 個節(jié) 點(diǎn)，如果使用特制的 485 芯片，可以達(dá)到 128 個或者 256 個節(jié)點(diǎn)，最大的可以支持到 400 個節(jié)點(diǎn)。 因 RS485 接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。因?yàn)?RS485 接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連線，所以 RS485 接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485 接口連接器采用 DB9 的 9 芯插頭座，與智能終端 RS485 接口采用 DB9（孔），與鍵盤連接的鍵盤接口 RS485 采用 DB9（針）。RS485 總線 ,在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用 RS485 串行總線標(biāo) 準(zhǔn)。RS485 采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至 200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復(fù)。 RS485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。 RS485 用于多點(diǎn)互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應(yīng)用 RS485 可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián) 32 臺驅(qū)動器和 32 臺接收器。 LED 技術(shù) LED（ Light Emitting Diode）， 發(fā)光二極管 ，是一種固態(tài)的 半導(dǎo)體 器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。 LED 的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 在一個支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的 正極 ，使整個晶片被 環(huán)氧樹脂 封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是 P 型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N 型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候，它們之間就形成一個 “ PN 結(jié) ” 。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向 P 區(qū)，在 P 區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是 LED 發(fā)光的原理。而光的 波長 也就是光的顏色，是由形成 PN 結(jié)的材料決定的。 LED 具有如下優(yōu)點(diǎn) ： ? 體積小 ： LED 基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常的小，非常的輕。 ? 耗電量低 ： LED 耗電相當(dāng)?shù)?，一般來說 LED 的工作電壓是 。工作 電流 是。這就是說 ， 它消耗的電不超過 。 ? 使用壽命長 ： 在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合拢?LED 的使用壽命可達(dá) 10 萬小時。 ? 高亮度、低熱量 ： LED 使用冷發(fā)光技術(shù)，發(fā)熱量比普通照明燈具低很多。 ? 環(huán)保 ： LED 是由無毒的材料