力控組態(tài)軟件實(shí)例

1、集散控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)報(bào)告 姓名： 胡文千_學(xué)號(hào)： 1345733203 _班級(jí)： 13457332 _專業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)院： 電氣與信息工程學(xué)院江蘇科技大學(xué)（張家港）二零一六年六月一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉DCS系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)；2、熟悉使用組態(tài)軟件對(duì)工藝流程圖的繪制；3、熟悉使用組態(tài)軟件生成多種報(bào)表。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)（一）1、自行設(shè)計(jì)一個(gè)小型的工程現(xiàn)場；2、繪制工藝流程圖；3、在力控中模擬設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，仿真實(shí)現(xiàn)基本功能。實(shí)驗(yàn)（二）1、在實(shí)驗(yàn)（一）基礎(chǔ)上，完成在力控中生成報(bào)表；2、運(yùn)用DCS知識(shí)分析所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)；3、仿真結(jié)果分析總結(jié)。實(shí)驗(yàn)（一）1、方案題目交通系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。2、方

2、案背景現(xiàn)在的交通變得越來越繁忙，交通系統(tǒng)變得越來越重要，對(duì)交通系統(tǒng)實(shí)時(shí)必要的監(jiān)控能夠維持交通安全，若出現(xiàn)交通信號(hào)等混亂時(shí)能夠及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)。3、組態(tài)軟件1）概念組態(tài)軟件，又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。譯自英文SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制）。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。它們處在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，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

3、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(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)(RTU System,Remote Terminal Unit)。組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法，它解決了控制系統(tǒng)通用性問題。其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，并能同時(shí)支持各種硬件廠家的計(jì)算機(jī)和I/O產(chǎn)品，與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟硬件的全部接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成。2）組態(tài)軟件的功能組態(tài)軟件通常有以下幾方面的功能：（1）強(qiáng)大的界面顯示組態(tài)

4、功能。目前，工控組態(tài)軟件大都運(yùn)行于Windows環(huán)境下，充分利用Windows的圖形功能完善界面美觀的特點(diǎn)，可視化的m風(fēng)格界面、豐富的工具欄，操作人員可以直接進(jìn)人開發(fā)狀態(tài)，節(jié)省時(shí)間。豐富的圖形控件和工況圖庫，既提供所需的組件，又是界面制作向?qū)?。提供給用戶豐富的作圖工具，可隨心所欲地繪制出各種工業(yè)界面，并可任意編輯，從而將開發(fā)人員從繁重的界面設(shè)計(jì)中解放出來，豐富的動(dòng)畫連接方式，如隱含、閃爍、移動(dòng)等等，使界面生動(dòng)、直觀。（2）良好的開放性。社會(huì)化的大生產(chǎn)，使得系統(tǒng)構(gòu)成的全部軟硬件不可能出自一家公司的產(chǎn)品，“異構(gòu)”是當(dāng)今控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)之一。開放性是指組態(tài)軟件能與多種通信協(xié)議互聯(lián)，支持多種硬件設(shè)備

5、。開放性是衡量一個(gè)組態(tài)軟件好壞的重要指標(biāo)。組態(tài)軟件向下應(yīng)能與低層的數(shù)據(jù)采集設(shè)備通信，向上能與管理層通信，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的雙向通信。（3） 豐富的功能模塊。提供豐富的控潲功能庫，滿足用戶的測控要求和現(xiàn)場要求。利用各種功能模塊，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控 產(chǎn)生功能報(bào)表 顯示歷史曲線、實(shí)時(shí)曲線、提醒報(bào)警等功能，使系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，易于操作，系統(tǒng)既可適用于單機(jī)集中式控制、DCS分布式控制，也可以是帶遠(yuǎn)程通信能力的遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)。（4）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫。配有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，可存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，如模擬量、離散量、字符型等，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。（5）可編程的命令語言。有可編程的命令語言，使用戶可根據(jù)自己的需要編寫程序，

6、增強(qiáng)圖形界面（6）周密的系統(tǒng)安全防范，對(duì)不同的操作者，賦予不同的操作權(quán)眼，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。（7）仿真功能捉供強(qiáng)大的仿真功能使系統(tǒng)并行設(shè)計(jì)，從而縮短開發(fā)周期。本次實(shí)驗(yàn)使用由北京三維力控科技有限公司開發(fā)（核心軟件產(chǎn)品初創(chuàng)于1992年）的三維力控組態(tài)軟件進(jìn)行仿真。3、系統(tǒng)基本功能本實(shí)驗(yàn)過程模擬了交通系統(tǒng)監(jiān)控部分，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間，信號(hào)燈亮情況等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。4、工藝流程 啟動(dòng)系統(tǒng)后，假設(shè)南北方向允許通行，以南北方向信號(hào)燈運(yùn)行情況為例設(shè)計(jì)方案運(yùn)行步驟如下：（1） 南北方向信號(hào)燈：直行綠燈40秒，人行道綠燈40秒，開始倒計(jì)時(shí)；（2） 上述倒計(jì)時(shí)結(jié)束后信號(hào)燈變?yōu)椋喝诵械兰t燈20秒，左轉(zhuǎn)綠燈17

7、秒加黃燈3秒，開始倒計(jì)時(shí)；（3） 上述倒計(jì)時(shí)結(jié)束后信號(hào)燈變?yōu)椋航雇ㄐ屑t燈60秒，人行道紅燈60秒。東西方向信號(hào)燈運(yùn)行情況與南北方向信號(hào)燈運(yùn)行情況完全相反，兩者相互結(jié)合構(gòu)成了一個(gè)簡單的交通信號(hào)燈系統(tǒng)。5、工藝流程圖南北方向都為綠燈直行時(shí)的信號(hào)燈情況圖如下所示：南北方向?yàn)榫G燈左轉(zhuǎn)，人行道為紅燈時(shí)的信號(hào)燈情況圖如下所示：南北方向?yàn)辄S燈，人行道為紅燈時(shí)的信號(hào)燈情況圖如下所示：東西方向都為綠燈直行時(shí)的信號(hào)燈情況圖如下所示：東西方向其余左轉(zhuǎn)與黃燈情況與南北方向一致。實(shí)驗(yàn)（二）1、報(bào)表畫面本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使用了兩個(gè)報(bào)表，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表和歷史報(bào)表。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表顯示了數(shù)據(jù)點(diǎn)點(diǎn)名及測量值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和變量說明如圖1所示

8、：圖1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表歷史報(bào)表記錄了從運(yùn)行開始以來的所有檢測數(shù)據(jù)，并可以通過設(shè)定時(shí)間范圍進(jìn)行查詢?nèi)鐖D2所示：圖2 歷史報(bào)表2、 方案程序設(shè)計(jì)進(jìn)入程序：nst=40;/南北秒數(shù)ewt=60;/東西秒數(shù)程序運(yùn)行周期執(zhí)行：IF ns=120 THENns=0;ew=0;nst=40;ewt=60;ELSEENDIFIF ns=40 THENnst=17ELSEENDIFIF ns=57 THENnst=3ELSEENDIFIF ns=60 THENnst=60ELSEENDIFIF ew=60 THENewt=40ELSEENDIFIF ew=100 THENewt=17ELSEENDIFIF ew=

9、117 THENewt=3ELSEENDIF/東西紅燈60秒IF ew>=0&&ew<60 THENer.pv=1;wr.pv=1;ELSEer.pv=0;wr.pv=0;ENDIF/東西綠燈40秒IF ew>=60&&ew<100 THENeg.pv=1;wg.pv=1;ELSEeg.pv=0;wg.pv=0;ENDIF/東西左轉(zhuǎn)綠燈20秒IF ew>=100&&ew<117 THENeg1.pv=1;wg1.pv=1;ELSEeg1.pv=0;wg1.pv=0;ENDIF/東西黃燈3秒IF ew>=1

10、17&&ew<120 THENey.pv=1;wy.pv=1;ELSEey.pv=0;wy.pv=0;ENDIF/南北綠燈40秒IF ns>=0&&ns<40 THENng.pv=1;sg.pv=1;ELSEng.pv=0;sg.pv=0;ENDIF/南北左轉(zhuǎn)綠燈17秒IF ns>=40&&ns<57 THENng1.pv=1;sg1.pv=1;ELSEng1.pv=0;sg1.pv=0;ENDIF/南北黃燈3秒IF ns>=57&&ns<60 THENny.pv=1;sy.pv=1;EL

11、SEny.pv=0;sy.pv=0;ENDIF/南北紅燈60秒IF ns>=60&&ns<120 THENnr.pv=1;sr.pv=1;ELSEnr.pv=0;sr.pv=0;ENDIFIF ns>=40&&ns<120 THENny1.pv=1;ELSEny1.pv=0;ENDIFIF ew>=0&&ew<60 THENey1.pv=1;ELSEey1.pv=0;ENDIFns=ns+1;ew=ew+1;ewt=ewt-1;nst=nst-1;3、仿真結(jié)果分析總結(jié)（1）信號(hào)燈控制1）實(shí)際系統(tǒng)南北方向?yàn)榱吮３植粫?huì)交叉通行，所以信號(hào)燈就必須要求南北紅燈時(shí)東西才能通行，同樣?xùn)|西紅燈時(shí)南北才能通行。人行道還要考慮到南北左轉(zhuǎn)時(shí)南北人行道是不能同行的，同樣?xùn)|西左轉(zhuǎn)時(shí)東西人行道是不能同行的。2）設(shè)計(jì)系統(tǒng)比較相比于實(shí)際系統(tǒng)，本實(shí)驗(yàn)?zāi)M了與交通信號(hào)等同步點(diǎn)亮的一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控交通燈正常或者異常的狀態(tài)。（2）時(shí)間控制1）實(shí)際模型為了保證不交叉，因此南北紅燈時(shí)間=東西綠燈時(shí)間+東西綠燈左轉(zhuǎn)時(shí)間+東西黃燈時(shí)間東西紅燈