給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控程序設(shè)計(jì)

1、東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)課程控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)題目給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)院系電氣信息工程學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)班級自動(dòng)化13-2班學(xué)生姓名高瑾學(xué)生學(xué)號130601140201指導(dǎo)教師霍鳳財(cái)劉玉敏2015年8月7日東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)題目給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)專業(yè)自動(dòng)化姓名高瑋學(xué)號130601140201主要內(nèi)容：1、熟練掌握Realinfo應(yīng)用；2、掌握組態(tài)軟件的點(diǎn)組態(tài)，硬件組態(tài)，報(bào)表設(shè)計(jì)格式和歷史數(shù)據(jù)分析等能；3、理解控制系統(tǒng)組態(tài)的基本思想?；疽螅?1)高位水箱與低位水箱中均設(shè)液位計(jì)，將水位信號送至B&RPCC2003控制器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；(2)回水泵應(yīng)同時(shí)接受這兩個(gè)水箱的制約。當(dāng)?shù)?/p>

2、位水箱處于低水位時(shí)，為了避免水泵的空轉(zhuǎn)，無論高水位水箱如何，回水泵都不能啟動(dòng)；(3)應(yīng)設(shè)有3臺電動(dòng)機(jī)運(yùn)行指示器及自動(dòng)鼓掌顯示、液位顯示。3抬電機(jī)均有過載保護(hù)，短路保護(hù)，對于變頻器啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)先是接觸器通電，然后變頻器通電；停止時(shí)，變頻器先停止運(yùn)行，然后接觸器斷電。主要參考資料：1魏先勛，陳信常.環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊M.湖南科技出版社，2002.2張瑞武，智能建筑M.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1991.3李哲英等，實(shí)用電子電路設(shè)計(jì)M.北京：電子工業(yè)出版社,1997.4王順晃，智能控制系統(tǒng)及應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,19955劉國林，建筑物自動(dòng)系統(tǒng)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002完成期限2015.

3、7.272015.8.7指導(dǎo)教師專業(yè)負(fù)責(zé)人2015年7月2日目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 第1章給排水處理控制系統(tǒng)工藝分析1.給排水系統(tǒng)概述1.給水排水系統(tǒng)功能1.給水排水系統(tǒng)控制要求2 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第2章給排水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3儀表的選擇3.傳感器的選擇3.控制方案分析4. HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 第3章基于紫金橋的給排水處理控制系統(tǒng)監(jiān)控程序設(shè)計(jì)5給水排水系統(tǒng)主控界面.5.給水排水

4、系統(tǒng)趨勢界面.8.給水排水系統(tǒng)儀表界面.8. HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 第4章結(jié)論與體會(huì)1.0 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 參考文獻(xiàn)參第1章給排水處理控制系統(tǒng)工藝分析給排水系統(tǒng)概述給排水系統(tǒng)是任何建筑都必不可少的重要組成部分。一般建筑物的給排水系統(tǒng)包括生活給水系統(tǒng)、生活排水系統(tǒng)和消防水系統(tǒng)，這幾個(gè)系統(tǒng)都是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)重要的監(jiān)控對象。由于消防水系統(tǒng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消防自動(dòng)滅火系統(tǒng)密切，國家技術(shù)規(guī)范規(guī)定消防給水應(yīng)由消防系統(tǒng)統(tǒng)一控制管理，因此，消防給水系統(tǒng)由消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。

5、生活給水系統(tǒng)主要是對給水系統(tǒng)的狀態(tài)、參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控與控制，保證系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)滿足建筑的供水要求以及供水系統(tǒng)的安全。19世紀(jì)后期，基于對城市公共衛(wèi)生重要性的認(rèn)識，在美國形成了衛(wèi)生工程學(xué)科，給排水工程是其主要組成部分。20世紀(jì)60年代在美國、80年代在中國形成環(huán)境工程學(xué)科，又從水環(huán)境的高度把給排水工程原有內(nèi)容的大部分包括在內(nèi)，使給排水工程和環(huán)境工程、水資源工程以及環(huán)境科學(xué)互相交叉，共同發(fā)展。電子計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)工程應(yīng)用于給排水工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理，使給水質(zhì)量與廢水處理進(jìn)入一個(gè)新階段。給水排水系統(tǒng)功能給水排水系統(tǒng)的監(jiān)控目的是確保管網(wǎng)中各水泵根據(jù)用戶用水量的變化能及時(shí)地改變其運(yùn)行方式，使水泵房中

6、的水泵處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的合理調(diào)度。智能建筑中給排水監(jiān)控系統(tǒng)主要功能是通過計(jì)算機(jī)控制及時(shí)地調(diào)整系統(tǒng)中水泵的運(yùn)行臺數(shù)，以達(dá)到供水量和需水量、來水量和排水量之間的平衡，實(shí)現(xiàn)泵房的最佳運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高效率、低能耗的最優(yōu)化控制，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。假設(shè)本設(shè)計(jì)為某智能建筑中的給排水監(jiān)控系統(tǒng)，其監(jiān)控對象主要是水池、水箱的水位和各類水泵的工作狀態(tài)，例如，水泵的啟停狀態(tài)，水泵故障報(bào)警以及水箱高低水位的報(bào)警等等。這些信號可以用文字及圖形在顯示屏上顯示及通過打印機(jī)把其記錄打印出來。給水排水系統(tǒng)控制要求給排水系統(tǒng)的監(jiān)控和管理由現(xiàn)場控制和集控中心來實(shí)現(xiàn)，其最終目的是實(shí)現(xiàn)給排水的合理調(diào)度，也就是說，無論用

7、戶用水量怎樣變化，水泵都能及時(shí)改變其運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)水泵的最佳運(yùn)行。給排水的監(jiān)控系統(tǒng)需隨時(shí)監(jiān)視大樓給排水系統(tǒng)，并自動(dòng)儲水及排水；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況或需要維護(hù)時(shí)，及時(shí)發(fā)出信號，通知管理人員處理。給排水系統(tǒng)監(jiān)控主要包括水泵的自動(dòng)啟?？刂?、水泵的故障報(bào)警、水泵的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、水箱水位監(jiān)測等，通過程序設(shè)計(jì)來滿足自動(dòng)控制要求，即根據(jù)水箱的高低水位信號來控制水泵的啟/停，并且進(jìn)行溢水和枯水預(yù)警。當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，立即發(fā)出報(bào)警信號，同時(shí)備用泵自動(dòng)投入運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，根據(jù)火災(zāi)信號的性質(zhì)立即啟動(dòng)消防泵。本系統(tǒng)的控制要求如下：(1)高位水箱與低位水箱中均設(shè)液位計(jì)，將水位信號送至B&RPCC2003制器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)

8、控制；(2)回水泵應(yīng)同時(shí)接受這兩個(gè)水箱的制約。當(dāng)?shù)臀凰涮幱诘退粫r(shí)，為了避免水泵的空轉(zhuǎn)，無論高水位水箱如何，回水泵都不能啟動(dòng)；(3)應(yīng)設(shè)有3臺電動(dòng)機(jī)運(yùn)行指示器及自動(dòng)鼓掌顯示、液位顯示。3抬電機(jī)均有過載保護(hù)，短路保護(hù)，對于變頻器啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)先是接觸器通電，然后變頻器通電；停止時(shí)，變頻器先停止運(yùn)行，然后接觸器斷電。(4)設(shè)手動(dòng)/自動(dòng)方式轉(zhuǎn)換，手動(dòng)時(shí)，可優(yōu)操縱者分別啟動(dòng)每臺水泵；自動(dòng)時(shí)，制定啟動(dòng)運(yùn)行后，由B&R空制器由!據(jù)高/低位水箱的液位計(jì)信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算判斷后，對3臺水泵運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；手動(dòng)十，3臺水泵可同時(shí)運(yùn)行，而自動(dòng)時(shí)，生活泵和消防泵不能同時(shí)運(yùn)行；(5)對生活泵要能實(shí)現(xiàn)包壓供水。手動(dòng)控制時(shí)

9、，變頻器解除；(6)實(shí)現(xiàn)集中控制臺、實(shí)驗(yàn)室、現(xiàn)場水泵三地控制；(7)當(dāng)消防信號引入后，自動(dòng)啟動(dòng)消防泵；自動(dòng)失效時(shí)，可手動(dòng)強(qiáng)迫啟動(dòng)。第2章給排水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)儀表的選擇“給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)”課題中主要采用兩個(gè)組合空調(diào)、四個(gè)普通空調(diào)、兩個(gè)水箱、一個(gè)除污器、一個(gè)過濾器、一個(gè)除氧器、一個(gè)補(bǔ)水泵、兩個(gè)循環(huán)泵、三個(gè)生產(chǎn)給水泵，可從圖庫中選擇。傳感器的選擇容器內(nèi)的水位傳感器，將感受到的水位信號傳送到控制器，控制器內(nèi)的計(jì)算機(jī)將實(shí)測的水位信號與設(shè)定信號進(jìn)行比較，得出偏差，然后根據(jù)偏差的性質(zhì)，向給水電動(dòng)閥發(fā)出開關(guān)的指令，保證容器達(dá)到設(shè)定水位。按傳感器原理分浮子式、跟蹤式、壓力式和反射式等。水位記錄方式主要有：記

10、錄紙描述，數(shù)據(jù)顯示或打字記錄,穿孔紙帶,磁帶和固體電路儲存等。浮子式水位計(jì)：其原理是由浮子感應(yīng)水位的升降。有用機(jī)械方式直接使浮子傳動(dòng)記錄結(jié)構(gòu)的普通水位計(jì)，有把浮子提供的轉(zhuǎn)角量轉(zhuǎn)換成增量電脈沖或二進(jìn)制編碼脈沖作遠(yuǎn)距離傳輸?shù)碾妭鳌?shù)傳水位計(jì)，還有用微型浮子和許多干簧管組成的數(shù)字傳感水位計(jì)等。應(yīng)用較廣的是機(jī)械式水位計(jì)。應(yīng)用浮子式水位計(jì)需有測井設(shè)備，只適合于岸坡穩(wěn)定、河床沖淤很小的低含沙量河段使用。跟蹤式水位計(jì)：又稱接觸式水位計(jì)，利用重錘上的電測針接觸水面發(fā)出電信號，使電機(jī)正轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)，隨時(shí)跟蹤水面點(diǎn)的位置，從而測定水位。一般在較陡岸坡上架設(shè)鐵管，懸錘和懸索在管道中升降，驅(qū)動(dòng)記錄或訊號裝置。鐵管進(jìn)水口需

11、有沉沙和靜水設(shè)施。力式水位計(jì)：它的工作原理是測量水壓力，推算水位。具特點(diǎn)是不需建靜水測井，可以將傳感器固定在河底，用引壓管消除大氣壓力，從而直接測得水位。壓力式水位計(jì)有兩類。一類為氣泡型，在引壓管中不斷輸氣，用自動(dòng)調(diào)節(jié)的壓力天平將水壓力轉(zhuǎn)換成機(jī)械轉(zhuǎn)角量，從而帶動(dòng)記錄機(jī)構(gòu)。另一類為電測型，它應(yīng)用固態(tài)壓阻器件作傳感器，可直接將水壓力轉(zhuǎn)變成電壓模量或頻率量輸出，用導(dǎo)線傳輸至岸上進(jìn)行處理和記錄。聲波式水位計(jì)：它是反射式水位計(jì)的一種，應(yīng)用聲波遇不同介面反射的原理來測定水位。分為氣介式和水介式兩類。氣介式以空氣為聲波的傳播介質(zhì)，換能器置于水面上方，由水面反射聲波，根據(jù)回波時(shí)間可計(jì)算并顯示出水位。儀器不接觸

12、水體，完全擺脫水中泥沙，流速?zèng)_擊和水草等不利因素的影響。水介式是將換能器安裝在河底，向水面發(fā)射聲波。聲波在水介質(zhì)中傳播速度高，距離大，也不需要建測井。兩種水位計(jì)均可用電纜傳輸至室內(nèi)顯示或儲存記錄控制方案分析(1)遠(yuǎn)程控制當(dāng)控制柜上方式選擇開關(guān)被切換到遠(yuǎn)程控制后，操作人員可選擇自動(dòng)或手動(dòng)控制方式。在自動(dòng)方式下，PCCR聯(lián)動(dòng)、聯(lián)鎖各種邏輯關(guān)系控制設(shè)備的啟動(dòng)停止。中控室操作人員可根據(jù)現(xiàn)場情況向下發(fā)出調(diào)度控制指令，調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到工藝要求。中控室操作人員也可以選擇遠(yuǎn)程手動(dòng)方式，直接手動(dòng)控制單個(gè)現(xiàn)場設(shè)備。(2)就地控制就地控制級別高于遠(yuǎn)程控制。當(dāng)控制柜上方式選擇開關(guān)被切換到就地自動(dòng)控制，控制中心的調(diào)

13、度控制指令被封鎖，設(shè)備在PCC的控制下自動(dòng)運(yùn)行。在就地手動(dòng)方式下，現(xiàn)場操作人員通過控制柜上手動(dòng)按鈕啟動(dòng)停止設(shè)備，控制柜提供基本控制聯(lián)鎖。通過應(yīng)用組態(tài)王軟件，可設(shè)計(jì)”給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)”，對給水、排水等一系列過程進(jìn)行監(jiān)控，提高工業(yè)生產(chǎn)效率。建立一個(gè)工程大致可分為一下幾個(gè)步驟：第一步：創(chuàng)建新工程。第二步：定義硬件設(shè)備并添加工程變量。第三步：制作圖形畫面并定義動(dòng)畫連接。第四步：編寫命令語言。第五步：進(jìn)行運(yùn)行系統(tǒng)的配置。第六步：保存工程并運(yùn)行：完成以上步驟后，一個(gè)可以拿到現(xiàn)場運(yùn)行的工程就制作完成了。第3章基于紫金橋的給排水處理控制系統(tǒng)監(jiān)控程序設(shè)計(jì)3.1給水排水系統(tǒng)主控界面.建立新畫面在工程瀏覽器左側(cè)的

14、工程目錄顯示區(qū)”中選擇畫面”選項(xiàng)，在右側(cè)視圖中雙擊新建”圖標(biāo)，彈出新建畫面對話框，如圖3-1所示曹口星住名亨：給排水處理盅控系統(tǒng)背曷邑：說明:安全區(qū)：無二.類部:殖/窗口T邊框；細(xì)邊幄菜單;禁止分辨率轉(zhuǎn)揄禁止縮放標(biāo)題H系統(tǒng)菜單全屏顯示常有裳動(dòng)條卜打開其他窗口時(shí)自動(dòng)關(guān)閉I最大化按鈕團(tuán)最小伙按鈕禁止移動(dòng)允許運(yùn)行墉輯I失去輸入焦點(diǎn)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉位置左上角X坐標(biāo)；0寬度：12配左上鬲Y坐標(biāo)：0高度：728二I中心與鼠標(biāo)位置對弁打印方向口報(bào)打印機(jī)設(shè)量縱向橫向碉認(rèn)刖消圖3-1新建主控界面.使用工具箱和調(diào)色板繪制圖素的主要工具放置在圖形編輯工具箱內(nèi)。當(dāng)畫面打開時(shí)，工具箱和調(diào)色板會(huì)自動(dòng)顯示。.使用圖庫管理器選擇圖

15、庫”菜單中打開圖庫”命令或按F2鍵打開圖庫管理器，使用圖庫管理器降低了工程人員設(shè)計(jì)界面的難度，用戶更加集中精力于維護(hù)數(shù)據(jù)庫和增強(qiáng)軟件內(nèi)部的邏輯控制，縮短開發(fā)周期；同時(shí)用圖庫開發(fā)的軟件將具有統(tǒng)一的外觀，方便工程人員學(xué)習(xí)和掌握；另外利用圖庫的開放性，工程人員可以生成自己的圖庫元素。如圖3-2所示。51XIDIB!?e?解吩囤圈Tf+0aWFcaBJl,理L/Uei&V，JJ|M附|產(chǎn)|_I含”自旦-|-d J1屬理礴 drawi春顏號IE裊敲R! 口國甲輛工施網(wǎng)門專電泵 口目達(dá)回忠0開關(guān)分越本心* 1:ili指示燈、柘警粉G校亮善時(shí)閆：1年甌*電力“付上口君石的云fi通陽上19k片I理星阿匡季H工

16、|小窘必囤船必罵，竟皆*融圖3-2圖庫管理器.編輯主控界面選擇工具欄中的按鈕來繪制管道。右鍵點(diǎn)管道可以對選中的管道設(shè)置參數(shù)。首先在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中繪制主控界面的管道。在本方案中，管道寬度設(shè)為? 土性*H10,流線寬度設(shè)為8。將上方一部分管道顏色改為綠色。如圖3-3所示。SftIKiMilLIfiBCVITJUD.IWPCOl4M或印狼!諭缸SMHHI1W H團(tuán)ElTIZI+OOGeFLa五MCjdn2主I卻!而口圖明1懈-”H工B志田金知成口tEAIIi通搏作遢番M園董商口閏三!.：amnh以田圖*“三1期標(biāo)心*。定/三營田豆圖3-3繪制管道在主控界面中添加組合空調(diào)。按F2打開圖庫管理器，選擇

17、其中可以代表組合空調(diào)的圖案，放在對應(yīng)位置，并且調(diào)整好大小。在界面中添加普通空調(diào)。按F2打開圖庫管理器，選擇其中可以代表普通空調(diào)的圖案，放在對應(yīng)位置，并且調(diào)整好大小。如圖3-4所示。帝電卡HX|laS已印喝口H%與片由*圖3-4添加普通空調(diào)在主控界面中添加閥門、儀表。按F2打開圖庫管理器，選擇其中可以代表閥門、儀表的圖案，放在對應(yīng)位置，并且調(diào)整好大小。在主控界面中添加文字。選擇工具欄中的丁來添加文字。如圖3-5所示。圖3-5給水排水處理系統(tǒng)主控界面給水排水系統(tǒng)趨勢界面發(fā)展趨勢：隨著節(jié)能技術(shù)不斷發(fā)展，加熱爐節(jié)能控制系統(tǒng)正日趨完善。以燃燒過程數(shù)學(xué)模型為依據(jù)建立的最佳燃燒過程計(jì)算機(jī)控制方案已進(jìn)入實(shí)用階

18、段。例如，按燃燒過程穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型組成的微機(jī)控制系統(tǒng)已開始在煉油廠成功使用。有時(shí)利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)約束控制，使加熱爐經(jīng)常維持在約束條件邊界附近工作，以保證最佳燃燒。隨著建立燃燒模型工作的進(jìn)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，加熱爐燃燒過程控制系統(tǒng)將得到進(jìn)一步的完善。圖3-6給排水處理系統(tǒng)歷史趨勢曲線給水排水系統(tǒng)儀表界面選擇“圖庫”菜單中甘T開圖庫”命令或按F2鍵打開圖庫管理器，選擇需要的儀表；通過工具箱中的工具畫相應(yīng)的儀表。給水排水處理系統(tǒng)儀表界面如圖3-7所示：j.n：三三仁坐：十匕才田一,i貼=、i同t/占m*-$*北能兩寸瑞方一出口邃H片口電彳不T4前泡鼻率廿J1市出*FH函*.HX和g5,華馬牛：T從皂”

19、“父-,1“兄黏此獷料如女融e機(jī)如機(jī)、V%V、%XVVV%Awixx=一1=fK值通匚11盅司會(huì)評r/f，三咋產(chǎn)此出土出人+A才淳+吊十*r*T.*f*rnv班江中汪洋注frllEMAURCF人口FHfft=.t砧皿；：IKd訴個(gè)憶*貼3建,工京，,=VtL站至Ett水回水溫里=#站苴*唐加4.七+任立=站離4;11也土木電，*二*3站高誑樂出*m-.tVi.ilr-1圖3-7給水排水處理系統(tǒng)儀表曲線第4章結(jié)論與體會(huì)整個(gè)給水排水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)束了。整個(gè)設(shè)計(jì)的過程雖然是艱難的，但自己受益匪淺，因?yàn)楫?dāng)自己設(shè)計(jì)的成果呈現(xiàn)在眼前的時(shí)候，那種成就感是無可比擬的。做課程設(shè)計(jì)是很有收獲的，因?yàn)樵诖髮W(xué)的生活中，太多的書本知識，太多的考試讓我們的實(shí)際動(dòng)手能力受到了很大的限制，沒有學(xué)到真正的知識，或者說是也就只是紙上談兵，那些理論知識沒有得到真正的利用。課程設(shè)計(jì)正好彌補(bǔ)了這一點(diǎn)的不足，給我們提供了一個(gè)時(shí)間理論知識的機(jī)會(huì)，盡管本次設(shè)計(jì)離實(shí)際情況還有一點(diǎn)距離，但是能夠獨(dú)立