三容水箱課程設計論文

1、機電信息工程學院課程設計報告實習地點:專業(yè)：成員：機電樓B座自動化吳森2008023127課題簡介液位是工業(yè)過程中的常見參數(shù)，具有便于直接觀察、容易測量和過程時間常 數(shù)一般比較小的特點。所以，以液位過程構(gòu)成實驗系統(tǒng)，可靈活的進行過程組 態(tài)和實施各種不同的控制方案。本課程設計將以三容水箱的液位控制為研究課 題。外部設備及硬件部分一、設備簡介三容水箱液位控制系統(tǒng)由水箱主題、檢測元件（液位傳感器）、水泵、數(shù)據(jù)采集 卡及工控計算機構(gòu)成，結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。水箱主體由3個圓柱型玻璃容 器、1個回收水槽（如圖1）、2個連接閥門、3個泄水閥門及2個電磁調(diào)節(jié)進水 閥（如圖2）組成。圖1 三容水箱圖2電磁調(diào)節(jié)

2、進水閥內(nèi)孔：1CI.D至4D.。亳米Kv值：1 .目至到一 口立方逑/小時理接接口；& HPT. Ru 1網(wǎng)至2閥體耕質(zhì)：黃銅密封材質(zhì)；EFDH聽質(zhì)溫度：EPJ1M -3口至 +12Q1C壓力范圍：口至ICibar供電電遍：?4V. 1107. 23WAC 5口或60Hz； 24VCB負載周期：1W邈續(xù)工作電氣淳播：電纜插座防護等綴：IF65使用RTU模塊作為通信。通過SDP104 （如圖3）上位機通信的端口來與工控PC 機相連接實現(xiàn)。圖3 SDP104模塊RTU模塊SDP104的使用方法：SDP104模塊有AI輸入I/O 口和VO輸出I/O 口，對于三容水箱而言，有三個液位AI輸入口和兩個V

3、O 口，我們用到的分別 是AI2、AI3、AI4作為液位信號的輸入口，VO1、VO2作為電磁閥門的電壓信號 輸出端口。在模塊使用中需自己連接24V電源，AI、VO 口需連接地線，在 SDP104中為AICOM和VOCOM。SDP104有一個與上位機通信的端口，需要在電腦 上安裝串口轉(zhuǎn)usb驅(qū)動，才能夠成功與工控計算機通信，當通信上的時候，通 訊數(shù)據(jù)等會亮，表示已連接上。二、工作原理三個玻璃容器通過兩個連接閥門依次連接。三個容器分別通過三個泄水閥 門排除容器里的水。排除的水流進容器下的水槽中，用來供水泵使用。水泵抽 出的水通過兩個進水閥門進入水箱1和水箱3,這樣就構(gòu)成了一個封閉的回路。三個容器中

4、分別裝有測量元件，用來測量液位。兩個進水閥門通過兩個步 進電機的轉(zhuǎn)動控制其開度，達到調(diào)節(jié)進水流量的目的。工控計算機通過數(shù)據(jù)采 集卡完成從液位傳感器采集的電壓信號的A/D轉(zhuǎn)換，同時，通過并行端口輸出 電流信號，改變電流的大小控制電磁閥的開度，從而調(diào)節(jié)進水流量，執(zhí)行各種 控制算法。三個泄水口可以保證實驗結(jié)束后完全放掉容器中的水。三、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖:圖4結(jié)構(gòu)圖四、系統(tǒng)接線圖:SDP1C4AB AICOM VO1V02圖5接線圖五、硬件的安裝和調(diào)試：由于三容水箱的各種部件常年未使用，導致許多部件生銹而無法工作，所 以硬件的調(diào)試和安裝需要熟悉其部件的原理和接線原理，才能知道具體是哪里 出現(xiàn)了問題。首先按

5、照上面的接線圖接好線，啟動控制箱的泵1、2，看水泵接 的水管處是否有水流出，如果沒有，檢查水泵是否發(fā)出聲響，如果有就說明是 水泵銹死，需要拆開水泵，用醋浸泡，然后再安裝，安裝水泵過程中需要對水 泵進行排氣處理，防止水泵空轉(zhuǎn)而抽不上水。接下來進行控制閥的調(diào)試和安裝， 對控制閥調(diào)試需要連接工控計算機，打開ModScan32ruan軟件，先進行參數(shù)設 置，如圖6所示：圖6參數(shù)設置再對相應的地址修改閥門的開度值，由于我們用的是VO1、VO2，所以只需 修改40003和40004的值，將其開度選最大，都賦值10000，此時檢查三容水 箱是否進水，如果未進水且閥門有聲響說明接線們沒有問題，只需對兩個閥門

6、進行除銹處理即可。最后需要做的是液位傳感器的調(diào)試，因為此時我們沒有上 位機顯示液位測量值，只有在SDP104的VO1和VO2端口測電壓，如果有電壓說 明傳感器正常工作。按照以上步驟就能成功的進行三容水箱硬件安裝。六、液位參數(shù)測量及調(diào)節(jié)1、參數(shù)的測量三容水箱中的液位為測量的對象記為L1、L2、L3，測量是通過容器內(nèi)的液 位傳感器把液位高度轉(zhuǎn)換成電壓信號給RTU，再由RTU傳給工控計算機，由力 控軟件進行處理，最后具體的給出液位高度。2、參數(shù)的調(diào)節(jié)通過ModScan32ruan軟件對液位測量值進行線性化，從而使測量液位高度 與實際液位高度一致。下圖為三個容器測量的線性表。從而得倒1號水箱量程上下限

7、為和裸數(shù)據(jù)上下限為28.000-786.000、2號水箱量程上 下限為和裸數(shù)據(jù)上下限為91.000-897.000、3號水箱量程上下 限為和裸數(shù)據(jù)上下限為49.000-749.000。圖7一號水箱線性圖圖8二號水箱線性圖醐1機1 2 3 4 5 E 7 3 = 101112 3334353637S83MO41圖9三號水箱線性圖工控PC軟件部分一、軟件簡介工控PC上位機控制采用力控軟件進行工程組態(tài)。力控監(jiān)控組態(tài)軟件(ForceControl)是-一個面向方案的 HMI/SCADA (human machine interface/ supervisory control and data acq

8、uisition)平臺軟件。采用分布式實時多 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可提供訪問工廠和企業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一個公共入口。內(nèi)置TCP/IP協(xié) 議的網(wǎng)絡服務程序，使用戶可以充分利用Intranet或Internet的網(wǎng)絡資源。二、監(jiān)控軟件組態(tài)(開發(fā))步驟1、啟動力控進入工程管理器2、新建工程項目類型：包括新建工程和模版工程。新建工程是未經(jīng)過任何處理的空 白工程，需要用戶自己從頭開發(fā)。模版工程已經(jīng)對工程做了相應的優(yōu)化，用戶 可以在生成的模版工程上進行修改、添加后得到自己的工程，從而縮短開發(fā)工 期。項目名稱：新建的工程的名稱。生成路徑：新建工程的路徑，默認路徑為 C:ProgramFilesPCAuto6Project

9、，可以點擊“確定”按鈕，此時在工程管理 器中可以看到添加了一個名為New App1的工程，工程名可以修改，然后再點 擊“開發(fā)系統(tǒng)”按鈕，進入力控的組態(tài)開發(fā)界面。3、進入開發(fā)系統(tǒng)4、IO設備組態(tài)-S#C!J Fig ali 工日心 堂 骨口!# Mki口由o & &電，5彳134口叫10 口易每囪安。# h 彩插胥拈徑曲囹H工mfl豆:i瑞&備質(zhì)目心 E H. 1!z JfllUI憐 割：噩 沖狀恐疆技器巖M d-J-J-iJJ-J-J.-_J個割 wmmmtfe-ti nrc 停mu片Lr.|2#Ji i!，l.r，Jirr 早，彼苗完童賣型廠衰型號公+ :K PCS匚 V WWIE-幽林畦珈詬 NOtKETC （ASCIE 手首口）IN MUi珈S ETU由行匚D NOMTC