科信樓宇監(jiān)控技術(shù)

1、科信曇院 課程設(shè)計說明書 （2008 /2009學(xué)年第一學(xué)期） 課程名稱：樓宇監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計 題目：鍋爐上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名: 學(xué)號： 指導(dǎo)教師: 設(shè)計周數(shù)：2周 設(shè)計成績: 2008年12月26日 一、課程設(shè)計目的 1. 了解工業(yè)加熱鍋爐的工作原理，控制方法和控制要求。 2. 確立上位機監(jiān)控系統(tǒng)的控制方案，并說明下位機數(shù)據(jù)交換的內(nèi)容及接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的編址 情況。 3. 使用組態(tài)軟件編制上位機監(jiān)控系統(tǒng)界而；建立實時數(shù)據(jù)庫，設(shè)左相應(yīng)的報警參數(shù)，歷史參 數(shù)等：選擇通訊協(xié)議，進行數(shù)據(jù)連接，數(shù)值標(biāo)泄和相應(yīng)的編程：編制程序?qū)崿F(xiàn)對電加熱爐控制系 統(tǒng)的監(jiān)視與控制：建立監(jiān)控參數(shù)實時數(shù)據(jù)曲線

2、和歷史曲線：建立査詢數(shù)據(jù)庫報表的査詢和打印功 能。 4. 利用I/O設(shè)備驅(qū)動實現(xiàn)上位機監(jiān)控系統(tǒng)對下位機的監(jiān)控。 二、課程設(shè)計內(nèi)容 (1)技術(shù)要求 1、鍋爐自動監(jiān)控系統(tǒng)中，下位機采用可編程序控制器(PLC),上位監(jiān)控機采用工控機，工 控機程于控制室內(nèi)。按照生產(chǎn)工藝過程要求可通過上位機監(jiān)控界面對每臺加熱爐的溫度、煤氣流 量及空氣流量進行遠控監(jiān)視和控制，能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制和手動控制。 2、對電加熱鍋爐的運行狀態(tài)進行實時控制，并對水位，流量和溫度等異常狀況進行報警。上 位機能夠?qū)崿F(xiàn)電加熱鍋爐系統(tǒng)的起?？刂?。還可實現(xiàn)手動控制點加熱鍋爐的啟動停止。 3、上位監(jiān)控機對鍋爐。對下位機的運行參數(shù)能夠設(shè)述和調(diào)整。

3、4、要求系統(tǒng)操作簡單，使用方便，滿足用戶要求。 5、課程設(shè)訃報告書寫規(guī)范、文字通順、圖表淸晰、數(shù)據(jù)完整、結(jié)論明確。 (2)相關(guān)知識 2. 2. 1監(jiān)控組態(tài)控制系統(tǒng)的優(yōu)點及應(yīng)用 俗稱組態(tài)軟件，譯自英文SCADA, K卩Supervision, Control and Data Aquisition(數(shù)據(jù)采集 與監(jiān)視控制)o 組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù) 據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠動系統(tǒng)(RTU System, Remote Terminal Unit)。 組態(tài)軟件是完成數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，他以

4、計算機為基本工具，為實施數(shù)據(jù)采 集、過程控制、生產(chǎn)控制提供了基礎(chǔ)平臺和開發(fā)環(huán)境。組態(tài)軟件功能強大，使用方便，其預(yù)設(shè)置 的各種軟件模塊可以非常容易的實現(xiàn)監(jiān)控層的各項功能，并可向控制層和管理層提供軟、硬件的 全部接口，使用組態(tài)軟件可以方便、快速的進行系統(tǒng)集成，構(gòu)造不同需求的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系 統(tǒng)。 組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng) 絡(luò)功能。對應(yīng)于原有的HMI （人機接口軟件，Human Machine Interface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該 是一個使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域 的用戶通過手工或委托第

5、三方編寫HMI應(yīng)用，開發(fā)時間長，效率低，可靠性差：或者購買專用的 工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進行數(shù)據(jù)交互，升 級和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫岀來，可以利用組 態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。隨著它的快速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、 SCADA.通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的 發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內(nèi)容。 2. 2. 2系統(tǒng)硬件設(shè)計 本系統(tǒng)8個單元各自配有自己的SIEMENS S7-200 PLC可編程序控制器作為單元控制器，每 個單元還配有

6、獨立的操作按鈕：自動/手動選擇：啟動/停止選擇：單步運行；系統(tǒng)復(fù)位。 S7-200系列屬于整體式小型PLC,用于代替繼電器的簡單控制場合，也可以用于復(fù)雜的自動化 控制系統(tǒng)，將CPC模塊、I/O模塊和電源裝在一個箱型機殼內(nèi)，CPU模塊和擴展模塊用扁平電纜連 接。EM277 PROFIBUS-DP從站模塊用于將S7-200 CPU連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。通信速率為 960012Mbps。STEP 7-Micro/Win32是專門為S7-200設(shè)計的,在個人計算機Windows操作系統(tǒng) 下運行的編程軟件，CPU通過PC/PPI電纜或插在計算機中的CP5611等通信卡與il算機通信。目 前

7、S7-200 系列 PLC 主要有 CPC221、CPC222、CPU224 和 CPU226。 西門子S7-200系列CPU外形與結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖所示： S7-200: CPU 謙計 存斑露卡 PPI il機 S7-200 22X各主機的主要技術(shù)性能指標(biāo)如下表1： 邑 心 g EEPR0M 33 1 g Ob 辜 葉 - T-1 8 W -= 33 = W -1- C1 g 拳 葉 g 葉 3 33 富 OO CPU 221 拳 孫 g 葉 3 33 S 與 as * ts S 密定皚T $ afflKKs爲(wèi)昌 22 冢 C -= e-i 33 ri CQ T-q r*i as s -SO C

8、D g 5 C- c-1 33 ri ri T-I -SOcn g 4qe +QT 4qe -*1 -= -n r-q 汩 4ZD； zz g c-I * =&. ci -=- OBI 0 W as -&=K 1鍋爐室 OOOOOOOOOO oooooooooo llillllllilllllllilllllillllllllllillllil 2 粧筑電只出 外3SK出 D務(wù)孝 ImKcs* =15 THEN s4=s4+10o s6=s650o ENDIF IF s2=80 THEN s280o sl4=0 ENDIF IF s4=100 THEN s4=100c sSOo ENDIF I

9、F s5=l THEN s2=s2-10o ENDIF IF s220 THEN sl3=l. ENDIF IF s6=400 THEN s7=lo ENDIF IF s7=l THEN s8=s8+10 ENDIF IF s8=40 THEN s7=0o s6=100c s8=0 ENDIF IF s2=80 THEN s9 二 1 ENDIF IF s280 THEN s9=0 ENDIF IF s4=100 THEN slO=l ENDIF IF s4=350 THEN sll=l ENDIF IF s6350 THEN sll 二 0 ENDIF 2、Pic程序: Network 1

10、Network Title NeMmk Comment 10.0皿 0 T I) 3、系統(tǒng)運行調(diào)試 系統(tǒng)運行調(diào)試是驗證程序正確性和可靠性的重要環(huán)盯，也是實現(xiàn)正確編程的關(guān)鍵步驟。在系 統(tǒng)調(diào)試過程中，我們遇到了很多困難和問題，但通過仔細鉆研和虛心請教都逐一得到了解決。 在程序初期調(diào)試過程中我們發(fā)現(xiàn)由于對梯形圖語言編制規(guī)則的不太了解，使得程序出現(xiàn)了很 多問題。比如：沒有注意到每一個輸岀線圈在程序中只能岀現(xiàn)一次的規(guī)則，致使程序中一個輸出 線圈有多個輸出，使得系統(tǒng)總不能按照我們事先設(shè)左的邏輯工作：又如由于對整個系統(tǒng)的動作邏 輯和先后順序沒有分析淸楚，致使編程中出現(xiàn)動作指令相互矛盾等錯誤不能實現(xiàn)要求。但通

11、過深 入分析與學(xué)習(xí)，最終這些都得到了很好的解決，整個系統(tǒng)實現(xiàn)了預(yù)期的動作要求和技術(shù)指標(biāo)。 三、課程設(shè)計心得 從理論到實踐，在整整兩星期的日子里，學(xué)到很多很多東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué) 過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)汁使我懂得了理論與 實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起 來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能 力。在設(shè)il的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各 樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識

12、理解得不夠深刻， 掌握得不夠牢。我意識到我們所學(xué)的東西將來都是要付諸實踐的，所以一切要從實際情況出發(fā)， 理論聯(lián)系實際，這樣才能真正發(fā)揮我們所具備的能力。 組態(tài)軟件界而靈活，操作簡單，容易設(shè)計。它的可靈活設(shè)計的界而增加了我們的興趣，大家 都很喜歡自己畫岀的圖形，而且他的編程相對簡單，幾條簡單的語句就可實現(xiàn)效果，我們的編程 中多用IF條件語句，它可實現(xiàn)多種功能。但是在很多細微的地方需要多多考慮，比如初始進入程 序條件，以及每個圖形文件的條件等。在此過程中，我們遇到了一些問題，但最終在大家的共同 協(xié)作，思考之下解決了疑難問題。 再做pic程序時不斷的進行調(diào)試，可是效果不佳，沒有很好的實現(xiàn)要求的過程，可能在設(shè)計過 程中細節(jié)的地方?jīng)]有注意到，這就要求我要更加嚴(yán)格要求自己將知識貞正的學(xué)到手。 與此同時，在設(shè)計中也得到了任課老師的大力幫助，使得實驗得以成功，這也是離不開同學(xué) 的團結(jié)和老師的幫助的。在設(shè)計中也嫌館了很多不足，今后要更加努