組態(tài)軟件課程設(shè)計的報告-鍋爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

...wd......wd......wd...河南機電高等?？茖W(xué)校自動控制系?組態(tài)軟件及應(yīng)用?課程設(shè)計報告題目：鍋爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計系部:自動控制系專業(yè):電氣自動化技術(shù)班級: ccc姓名:XXX學(xué)號:1XXXX指導(dǎo)教師:xxx成績:二零一五年十二月二十五日目錄前言1第1章設(shè)計任務(wù)和目的2第2章總體方案設(shè)計2第3章硬件和軟件23.1PC系統(tǒng)23.2PLC23.3傳感器23.4液位計、壓力計33.5泵、閥33.6報警器33.7軟件3第4章軟件鍋爐組態(tài)界面設(shè)計34.1鍋爐的監(jiān)控界面34.2組態(tài)硬件設(shè)備和實時數(shù)據(jù)庫44.3設(shè)計動畫連接64.4設(shè)計報警及應(yīng)答64.5PID參數(shù)整定7第5章總結(jié)8第6章心得體會8參考文獻(xiàn)9前言隨著我國工業(yè)的開展，組態(tài)軟件是實現(xiàn)人機界面的好途徑。我國有三維力控、組態(tài)王、通用組態(tài)等。力控監(jiān)控組態(tài)軟件是北京三維力控科技根據(jù)當(dāng)前的自動化技術(shù)的開展趨勢，總結(jié)多年的開發(fā)、實踐經(jīng)歷和大量的用戶需求而設(shè)計開發(fā)的高端產(chǎn)品，是三維力控全體研發(fā)工程師集體智慧的結(jié)晶，該產(chǎn)品主要定位于國內(nèi)高端自動化市場及應(yīng)用，是企業(yè)信息化的有力數(shù)據(jù)處理平臺。鍋爐是機電一體化的產(chǎn)品，可將電能直接轉(zhuǎn)化成熱能，具有效率高，體積小，無污染，運行安全可靠，供熱穩(wěn)定，自動化程度高的優(yōu)點，是理想的節(jié)能環(huán)保的供暖設(shè)備。加上目前人們的環(huán)保意識的提高，鍋爐越來越受人們的重視，在工業(yè)生產(chǎn)和民用生活用水中應(yīng)用越來越普及。鍋爐目前主要用于供暖和提供生活用水。主要是控制水的溫度，保證恒溫供水。

力控組態(tài)軟件在秉承力控早期產(chǎn)品成熟技術(shù)的根基上，對歷史數(shù)據(jù)庫、人機界面、I/O驅(qū)動調(diào)度等主要核心局部進(jìn)展了大幅提升與改進(jìn)，重新設(shè)計了其中的核心構(gòu)件，力控6.1面向NET開發(fā)技術(shù)，開發(fā)過程采用了先進(jìn)軟件工程方法：“測試驅(qū)動開發(fā)〞，產(chǎn)品品質(zhì)將得到充分保證。

與力控早期產(chǎn)品相比，力控6.1產(chǎn)品在數(shù)據(jù)處理性能、容錯能力、界面容器、報表等方面產(chǎn)生了巨大飛躍。

本文從理論上說明了一個被測物體〔鍋爐〕，組態(tài)軟件及計算機之間的連接，為今后走向工作崗位打下堅實根基。第1章設(shè)計任務(wù)和目的本課程設(shè)計要求在修完?力控組態(tài)軟件應(yīng)用實踐?課程后，運用工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件，結(jié)合一個自動控制系統(tǒng)，完成該控制系統(tǒng)的上位機監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計。是學(xué)生掌握監(jiān)控軟件的設(shè)計和編程方法，得到計算機監(jiān)控系統(tǒng)程序設(shè)計與調(diào)試，以及編寫設(shè)計技術(shù)文件的初步訓(xùn)練。為從事計算機控制方面的工作打一下根基。要求系統(tǒng)實現(xiàn)與下位機(智能儀表)的通訊，動態(tài)顯示現(xiàn)場變量與設(shè)備工作狀態(tài)，顯示水溫、流量并進(jìn)展PID控制，出水溫度超過10%時進(jìn)展報警。第2章總體方案設(shè)計料量、減溫鍋爐設(shè)備是一個復(fù)雜的控制對象，主要的輸入變量是負(fù)荷、鍋爐給水、燃水、送風(fēng)和引風(fēng)等；主要的輸出變量是汽包水位、蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓、過剩空氣等。因輸入變量與輸出變量相互關(guān)聯(lián)，如果蒸汽負(fù)荷發(fā)生變化，必將會引起汽包水位、蒸汽壓力和過熱蒸汽溫度等變化，因此鍋爐是一個多輸入、多輸出且相互關(guān)聯(lián)的控制對象。第3章硬件和軟件本系統(tǒng)主要由PC、PLC、傳感器、液位計、壓力計、泵以及閥和報警器等來對硬件的設(shè)計和實現(xiàn)。3.1PC系統(tǒng)對于計算機來說在其上面主要是利用相應(yīng)的軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集、處理分析、遠(yuǎn)程的控制，比方力控組態(tài)軟件ForceContr-ol6.1來說，我們更是利用它與PLC的相聯(lián)系來進(jìn)展對鍋爐模擬的控制。3.2PLC主要對底層的設(shè)備進(jìn)展數(shù)據(jù)的采集及處理，并做出相應(yīng)的控制——西門子200〔PPI通信〕3.3傳感器它是一種檢測裝置能感受到被測量的信息并能將檢測感受到的信息按一定規(guī)律變換成為電信號或他所需形式的信息輸出以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等求3.4液位計、壓力計主要顯示實時的數(shù)據(jù)信息，對此來做出相應(yīng)調(diào)整。3.5泵、閥水泵是輸送液體或使液體增壓的機械。它將原動機的機械能或他外部能量傳送給液體，使液體能量增加主要用來輸送液體包括水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體。閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有截止、調(diào)節(jié)、流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或引流泄壓等功能。用流體控制系統(tǒng)的閥門從最簡單的截止閥到極為復(fù)雜的自控系統(tǒng)中所用的各種閥門其種和規(guī)格相當(dāng)繁多。3.6報警器報警器，是一種為防止或預(yù)防某事件發(fā)生所造成的后果，以聲光、氣壓等形式來提醒或警示我們應(yīng)當(dāng)采取某種行動的電產(chǎn)品。根據(jù)液位、溫度、壓力三種數(shù)據(jù)來設(shè)定的報警機制。當(dāng)加熱罐內(nèi)溫度、液位或壓力到達(dá)報警值，系統(tǒng)將會報警提示，紅燈閃爍.3.7軟件力控組態(tài)軟件：方便、靈活的開發(fā)環(huán)境，提供各種工程、畫面模板、可嵌入各種格式〔BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等〕的圖片，方便畫面制作，大大降低了組態(tài)開發(fā)的工作量；高性能實時、歷史數(shù)據(jù)庫，快速訪問接口在數(shù)據(jù)庫4萬點數(shù)據(jù)負(fù)荷時，訪問吞吐量可到達(dá)20000次/秒。第4章軟件鍋爐組態(tài)界面設(shè)計4.1鍋爐的監(jiān)控界面基于力控PCAuto組態(tài)軟件的設(shè)計與實現(xiàn)主要包括以下幾個步驟：畫面創(chuàng)立、動畫連接、I/O設(shè)備設(shè)置、創(chuàng)立實時數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)連接。根據(jù)本系統(tǒng)的特點，設(shè)計了鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)主界面，數(shù)據(jù)的采集、保存及查詢界面，報警信息，溫控曲線四個界面。主界面如圖4-1所示，主要包括了系統(tǒng)開關(guān)，鍋爐精靈，壓力、溫度的精靈，報警燈，加熱設(shè)備和一些控制閥門。圖4-14.2組態(tài)硬件設(shè)備和實時數(shù)據(jù)庫利用力控進(jìn)展的組態(tài)畫面需要有PLC的相連來實現(xiàn)組態(tài)的硬件，首先我們應(yīng)建設(shè)一個新的工程工程，之后我們才能建設(shè)實時的數(shù)據(jù)庫連接。數(shù)據(jù)的采集、保存及查詢界面如圖4-2、表4-1、圖4-3所示，說明了系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)信息，及相關(guān)歷史數(shù)據(jù)的查詢。主要包含趨勢曲線和歷史報表?！皻v史報表〞工具可以方便的實現(xiàn)報表打印功能。實時數(shù)據(jù)庫是整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心。它負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)處理和歷史數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理、報警信息處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請求處理，完成與過程數(shù)據(jù)采集的雙向數(shù)據(jù)通信。在本系統(tǒng)中，經(jīng)過創(chuàng)立點參數(shù)、定義I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)采集鏈接等幾個步驟便可以完成后數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)立。系統(tǒng)中采用的I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與回送時實時數(shù)據(jù)庫的一個最基本的功能。因為實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用所面向的監(jiān)控對象最終還是壓落實到具體的硬件設(shè)備。力控數(shù)據(jù)支持的I/O設(shè)備包括DOS、可編程控制器(PLC)、智能模塊、板卡、智能儀表、控制器、變頻器等。數(shù)據(jù)庫與I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換方式也相應(yīng)的有很多種。本系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫的建設(shè)過程如下所示：圖4-2以“temp〞點參數(shù)的建設(shè)、修改為例，包括基本參數(shù)、報警參數(shù)、數(shù)據(jù)連接、歷史參數(shù)等設(shè)置。NAMEDESC%IOLINK%HISChushihua初始化PV=gouluPLC:地址：0常量存放Sheding_wendu設(shè)定溫度PV=gouluPLC:地址：1常量存放Shiji_wendu實際溫度PV=gouluPLC:地址：1變量存放Sheding_yewei設(shè)定液位PV=gouluPLC:地址：2常量存放Shiji_yewei實際液位PV=gouluPLC:地址：2變量存放Sheding_yali設(shè)定壓力PV=gouluPLC:地址：3常量存放Shiji_yali實際壓力PV=gouluPLC:地址：3變量存放baojing報警PV=gouluPLC:地址：4狀態(tài)寄控制最?。?最大：100表4-1初始化：加熱罐內(nèi)首先將待測值清零。設(shè)定溫度：是額定設(shè)定好的溫度。實際溫度：加熱罐中的實際溫度。設(shè)定液位：是額定設(shè)定好的液位。實際液位：加熱罐中的實際液位。設(shè)定壓力：是額定設(shè)定好的壓力。實際壓力：加熱罐中的實際壓力。報警：當(dāng)加熱罐內(nèi)溫度、液位或壓力到達(dá)報警值，系統(tǒng)將會報警提示。圖4-34.3設(shè)計動畫連接動畫連接是指畫面中圖形對象與變量或表達(dá)式的對應(yīng)關(guān)系。建設(shè)了連接后，在監(jiān)控系統(tǒng)運行時，根據(jù)變量或表達(dá)式的數(shù)據(jù)變化，圖形對象改變顏色，大小等外觀，文本會進(jìn)展動態(tài)刷新。這樣就將現(xiàn)場真實的數(shù)據(jù)放映到計算機的監(jiān)控畫面中，從而到達(dá)監(jiān)控的目的。從控制系統(tǒng)中分別對開關(guān)精靈、警示燈、界面切換、加熱設(shè)備等進(jìn)展了相關(guān)的動畫連接。從而可以動態(tài)的實現(xiàn)系統(tǒng)的良好控制。4.4設(shè)計報警及應(yīng)答對于報警系統(tǒng)主要由傳感器，及小型的單片機構(gòu)成，在超過溫度的界限的話會進(jìn)展報警在該設(shè)計系統(tǒng)中報警裝置仍作為底層設(shè)備與PLC連接，由PC將信息處理后報警裝置作出相應(yīng)的應(yīng)答，相關(guān)的組態(tài)畫面顯示。圖4-4溫控曲線界面如圖4-4所示，主要有溫控曲線組件完成，便于更好的實現(xiàn)鍋爐內(nèi)溫度的控制與觀測。報警信息界面如圖4-5所示，有報警組態(tài)及相關(guān)報警設(shè)置來完成系統(tǒng)的報警任務(wù)。圖4-54.5PID參數(shù)整定在進(jìn)展這方面是我們需要用到力控的仿真驅(qū)動程序〔Simulator〕，因此對于前個階段的數(shù)據(jù)采集非常重要，我們所得到鍋爐水溫、水流量數(shù)據(jù)進(jìn)展數(shù)據(jù)報表然后對其進(jìn)展仿真；對于該階段的報表和仿真如圖；另外仿真驅(qū)動程序〔Simulator〕，并不是真實的硬件，因此，為了實現(xiàn)鍋爐的控制邏輯，在“應(yīng)用程序動作〞中實現(xiàn)，以到達(dá)邏輯控制仿真的效果。雙擊“工程工程導(dǎo)航欄〞中“動作〞下的“應(yīng)用程序動作〞，彈出腳本編輯器對話框，填寫相應(yīng)的程序。第5章總結(jié)利用力控PCAuto組態(tài)軟件所設(shè)計的鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)，可以很好的對鍋爐溫度、壓力和液位進(jìn)展監(jiān)控。但此次設(shè)計只是實現(xiàn)簡單的監(jiān)控功能，對于現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)的采集和科學(xué)的控制策略沒有實現(xiàn)。不過通過此次設(shè)計了解到力控PCAuto組態(tài)軟件畫面制作簡單，動畫連接方便；利用一些簡單的控制語句可以很方便的實現(xiàn)控制組態(tài)，而且自帶實時數(shù)據(jù)庫是一個高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性強、跨網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開放式實時數(shù)據(jù)庫?？傊?，組態(tài)軟件具有實時多任務(wù)、接口開放、使用靈活、功能多樣、運行可靠的特點。第6章心得體會本次課程設(shè)計我的是組態(tài)課程設(shè)計，在開場的前兩天中，主要是通過查找資料，或是在圖書館里查看書籍來學(xué)習(xí)有關(guān)鍋爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的基本要求和實驗所需要的器件，以及各實驗器件所實現(xiàn)怎樣的功能。并且也學(xué)會了組態(tài)軟件的有關(guān)設(shè)計的思想，由于制鍋爐溫度監(jiān)控的課程設(shè)計，所以在實驗中需要組態(tài)軟件和參數(shù)設(shè)定。還學(xué)習(xí)到了組態(tài)監(jiān)控軟件在使用的時候，如果有不能在線控制的話，就是參數(shù)沒有設(shè)置正確。大概