基于組態(tài)王的液位控制系統(tǒng)設(shè)計

1《控制系統(tǒng)分析與綜合》任務(wù)書題目：液位控制系統(tǒng)設(shè)計一、工程訓(xùn)練任務(wù)本實訓(xùn)綜合運用自動化原理、PLC技術(shù)以及組態(tài)軟件等相關(guān)課程，通過本實訓(xùn)的鍛煉，使學(xué)生掌握自動化系統(tǒng)的根底理論、技術(shù)與方法，穩(wěn)固和加深對理論知識的理解。本課題針對液位控制系統(tǒng)作初步設(shè)計和根本研究，該系統(tǒng)能對水箱液位信號進(jìn)行采集，以PLC為下位機(jī)，以工控組態(tài)軟件組態(tài)王設(shè)計上位機(jī)監(jiān)控畫面，運用PID控制算法對水箱液位進(jìn)行控制。二、工程訓(xùn)練目的通過本次工程訓(xùn)練使學(xué)生掌握運用組態(tài)王軟件及PLC構(gòu)建工業(yè)控制系統(tǒng)的能力，增強(qiáng)學(xué)生對PLC控制系統(tǒng)以及組態(tài)王軟件的應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，為今后從事工程技術(shù)工作、科學(xué)研究打下堅實的根底。三、工程訓(xùn)練內(nèi)容確定PLC的I/O分配表；根據(jù)PID控制算法理論，運用PLC程序?qū)崿F(xiàn)PID控制算法；編寫整個液位控制系統(tǒng)實訓(xùn)工程的PLC控制程序；在組態(tài)王中定義輸入輸出設(shè)備；在組態(tài)王中定義變量；設(shè)計上位機(jī)監(jiān)控畫面；進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。四、工程訓(xùn)練報告要求報告中提供如下內(nèi)容：目錄任務(wù)書正文收獲、體會參考文獻(xiàn)五、工程訓(xùn)練進(jìn)度安排周次工作日工作內(nèi)容第一周1布置課程設(shè)計任務(wù)，查找相關(guān)資料完成總體設(shè)計方案23完成PLC程序設(shè)計完成監(jiān)控畫面設(shè)計45第二周1調(diào)試23準(zhǔn)備訓(xùn)練報告4完成訓(xùn)練報告并于下午兩點之前上交5辯論六、工程訓(xùn)練考核方法本工程訓(xùn)練總分值為100分，從工程訓(xùn)練平時表現(xiàn)、工程訓(xùn)練報告及工程訓(xùn)練辯論三個方面進(jìn)行評分，其所占比例分別為20%、40%、40%。2總體設(shè)計方案2.1關(guān)于組態(tài)王的概述組態(tài)王軟件是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，它融過程控制設(shè)計、現(xiàn)場操作以及工廠資源管理于一體，將一個企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流聚集在一起，實現(xiàn)最優(yōu)化管理。它基于MicrosoftWindowsXP/NT/2000操作系統(tǒng)，用戶可以在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的所有層次的各個位置上都可以及時獲得系統(tǒng)的實時信息。采用組態(tài)王軟件開發(fā)工業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地增強(qiáng)用戶生產(chǎn)控制能力、提高工廠的生產(chǎn)力和效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少本錢及原材料的消耗。它適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運營管理和故障診斷，到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)。組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu)由工程管理器、工程瀏覽器及運行系統(tǒng)三局部構(gòu)成。工程管理器：工程管理器用于新工程的創(chuàng)立和已有工程的管理，對已有工程進(jìn)行搜索、添加、備份、恢復(fù)以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出等功能。工程瀏覽器：工程瀏覽器是一個工程開發(fā)設(shè)計工具，用于創(chuàng)立監(jiān)控畫面、監(jiān)控的設(shè)備及相關(guān)量、動畫鏈接、命令語言以及設(shè)定運行系統(tǒng)配置等的系統(tǒng)組態(tài)工具。運行系統(tǒng)：工程運行界面，從采集設(shè)備中獲得通訊數(shù)據(jù)，并依據(jù)工程瀏覽器的動畫設(shè)計顯示動態(tài)畫面，實現(xiàn)人與控制設(shè)備的交互操作。2.2組態(tài)王與I/O設(shè)備組態(tài)王軟件作為一個開放型的通用工業(yè)監(jiān)控軟件，支持與國內(nèi)外常見的PLC、智能模塊、智能儀表、變頻器、數(shù)據(jù)采集板卡等〔如：西門子PLC、莫迪康PLC、歐姆龍PLC、三菱PLC、研華模塊等等〕通過常規(guī)通訊接口〔如串口方式、USB接口方式、以太網(wǎng)、總線、GPRS等〕進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。組態(tài)王軟件與IO設(shè)備進(jìn)行通訊一般是通過調(diào)用*.dll動態(tài)庫來實現(xiàn)的，不同的設(shè)備、協(xié)議對應(yīng)不同的動態(tài)庫。工程開發(fā)人員無須關(guān)心復(fù)雜的動態(tài)庫代碼及設(shè)備通訊協(xié)議，只須使用組態(tài)王提供的設(shè)備定義向?qū)?，即可定義工程中使用的I/O設(shè)備，并通過變量的定義實現(xiàn)與I/O設(shè)備的關(guān)聯(lián)，對用戶來說既簡單又方便。2.3組態(tài)王的開放性組態(tài)王支持通過OPC、DDE等標(biāo)準(zhǔn)傳輸機(jī)制和其他監(jiān)控軟件〔如：Intouch、Ifix、Wincc等〕或其他應(yīng)用程序〔如：VB、VC等〕進(jìn)行本機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)交互。2.4A2.4.1系統(tǒng)簡介A3000過程控制教學(xué)與實驗系統(tǒng)包括以下局部：A3000-CS過程控制系統(tǒng)；A3000-FBS總線型現(xiàn)場系統(tǒng)或A3000-FS常規(guī)型現(xiàn)場系統(tǒng)。系統(tǒng)的消耗指標(biāo)：三相四線制電源(380VAC)，最大用電6kW；單相電源(220VAC)，最大用電1kW；自來水150升，重復(fù)使用?，F(xiàn)場系統(tǒng)組成A3000高級過程控制實驗系統(tǒng)獨創(chuàng)現(xiàn)場系統(tǒng)概念，而不是對象系統(tǒng)?，F(xiàn)場系統(tǒng)包括了實驗對象單元、供電系統(tǒng)、傳感器、執(zhí)行器(包括電動調(diào)節(jié)閥、變頻器及移相調(diào)壓器)、以及半模擬屏，從而組成了一個只需接受外部標(biāo)準(zhǔn)控制信號的完整、獨立的現(xiàn)場環(huán)境。它具備如下特點：現(xiàn)場系統(tǒng)通過一個現(xiàn)場控制箱，集成供電系統(tǒng)、變頻器、移相調(diào)壓器、以及現(xiàn)場繼電器，所有驅(qū)動電力由現(xiàn)場系統(tǒng)提供。它僅需通過標(biāo)準(zhǔn)接線端子接收標(biāo)準(zhǔn)控制信號即能完成所有實驗功能，從而實現(xiàn)了現(xiàn)場系統(tǒng)與控制系統(tǒng)完全獨立的模塊化設(shè)計。現(xiàn)場控制箱側(cè)面是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接線端子盒。這種標(biāo)準(zhǔn)信號接口可以使現(xiàn)場系統(tǒng)與用戶自行選定的DCS系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)、DDC系統(tǒng)方便連接，甚至用戶自己用單片機(jī)組成的系統(tǒng)都可以對現(xiàn)場系統(tǒng)進(jìn)行控制?，F(xiàn)場系統(tǒng)的設(shè)計另外的優(yōu)勢是保證動力線與控制線的電磁干擾隔離。現(xiàn)場系統(tǒng)的設(shè)計保證了控制系統(tǒng)只需要直流低壓就可以了，使得系統(tǒng)設(shè)計更模塊化，更平安、具有更大的擴(kuò)展性。每個學(xué)年實驗結(jié)束后，放空儲水箱的水，清洗各個水箱。拆下渦輪流量計濾網(wǎng)，進(jìn)行清洗。在做變?nèi)莼蚍蔷€性容積水箱實驗時，由于浮力特別大，需要一個人壓著三角柱體，盡量不要嘗試使用其他重物壓，以防止砸壞。根據(jù)本工程訓(xùn)練任務(wù)，在這決定采用A3000過程控制實驗系統(tǒng)作為實驗平臺進(jìn)行研究。該系統(tǒng)是一個只需接受外部標(biāo)準(zhǔn)控制信號的完整、獨立的現(xiàn)場環(huán)境，包括了測試對象單元、供電系統(tǒng)、傳感器、執(zhí)行器〔包括變頻器及移相調(diào)壓器〕。A3000測試平臺總體物理系統(tǒng)如圖1所示。圖1A3000測試平臺物理系統(tǒng)為到達(dá)工程要求，設(shè)計系統(tǒng)對中水箱右液位信號進(jìn)行采集，以PLC為下位機(jī)，以工控組態(tài)軟件組態(tài)王設(shè)計上位機(jī)監(jiān)控畫面，運用PID控制算法對水箱液位進(jìn)行控制。系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)系統(tǒng)工作時，水由泵P102從水箱V104中加壓獲得壓頭，經(jīng)由管路系統(tǒng)進(jìn)入水箱V102a，通過手閥QV-118、水箱V102b、手閥QV-117、水箱V103、手閥QV-116回流至水箱V104而形成水循環(huán)；其中，水箱V102b的液位由LT-104測得，用手閥QV-118調(diào)節(jié)水箱V102a流入V102b的水量。圖3現(xiàn)場系統(tǒng)示意圖3PLC的設(shè)計在這使用西門子S7-200PLC進(jìn)行研究，西門子PLC產(chǎn)品在國內(nèi)市場推廣較早，是國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的PLC產(chǎn)品之一，S7-200PLC是一種小型PLC，其結(jié)構(gòu)緊湊，功能強(qiáng)大，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨立運行中，或者連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。S7-200PLC控制器硬件系統(tǒng)由四局部組成：CPU模塊、擴(kuò)展模塊及PC/PPI電纜，還有計算機(jī)。系統(tǒng)連接如圖4所示圖4系統(tǒng)連接圖PLC模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖5所示，點劃線局部在PLC內(nèi)。在模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)中，被控量c(t)〔液位〕是連續(xù)變化的模擬量，某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)〔變頻器〕要求PLC輸出模擬信號M〔t〕,而PLC的CPU只能處理數(shù)字量。c(t)首先被測量元件〔傳感器〕和變送器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)量程的直流電流信號或直流電壓信號pv(t)，PLC的模擬量輸入模塊用A/D轉(zhuǎn)換器將它們轉(zhuǎn)換為數(shù)字量pv(n)。PLC按照一定的時間間隔采集反應(yīng)量，并進(jìn)行PID控制的計算。這個時間間隔為采樣周期。圖中的sp(n)、pv(n)、e(n)、M〔n〕均為第n次采樣時的數(shù)字量，pv(n)、M〔t〕、c(t)為連續(xù)變化的模擬量。圖5PLC模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖在中水箱右液位閉環(huán)控制系統(tǒng)中，用壓力傳感器檢測水箱液位，液位變送器將傳感器輸出的微弱的電壓信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)量程的電流或電壓，然后送給模擬量輸入模塊，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化后得到與液位成比例的數(shù)字量，CPU將它與液位設(shè)定值比擬，并按PID控制算法對誤差值進(jìn)行運算，將運算結(jié)果〔數(shù)字量〕送給模擬量輸出模塊，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后變?yōu)殡娏餍盘柣螂妷盒盘枺脕砜刂普{(diào)節(jié)閥控制量，通過它控制進(jìn)水流量，實現(xiàn)對液位的閉環(huán)控制。3.1外部接線本工程通過控制變頻器的控制量，從而使中水箱右液位到達(dá)并穩(wěn)定于設(shè)定值。其中涉及了調(diào)節(jié)閥的控制以及中水箱右液位，根據(jù)A3000過程控制實驗系統(tǒng)的使用指南，外部接線如下列圖。圖6PLC外部接線3.2程序編寫鑒于上述，采用PLC中的PID回路指令進(jìn)行程序的編寫，該指令利用回路表中的輸入信號和組態(tài)信息，進(jìn)行PID運算，使用方法非常方便。其中使用PID指令的關(guān)鍵有三步：建立PID回路表；對輸入采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理；對PID輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行工程量轉(zhuǎn)換。表1PID回路表變量名變量類型存放器數(shù)據(jù)類型讀寫屬性數(shù)據(jù)范圍描述PID0-PVI/O實數(shù)V300Float只讀0～1測量值PID0-SPI/O實數(shù)V417Float讀寫0～1設(shè)定值PID0-MVI/O實數(shù)V308Float讀寫0～1輸出值PID0-PI/O實數(shù)V312Float讀寫-1000~1000增益Kp，負(fù)數(shù)為副作用，正數(shù)為正作用PID0-II/O實數(shù)V320Float讀寫0～10000積分時間Ti，單位為分鐘PID0-DI/O實數(shù)V324Float讀寫0～10000微分時間Td，單位為分鐘自動手動I/O實數(shù)M0.1Bit讀寫0～1為0時自動，1時手動首先畫出程序流程圖：主程序中斷效勞子程序圖7程序流程圖由上述流程圖編寫梯形圖，分為三局部：MAIN(主程序)、SBR_0〔PID回路表初始化子程序〕、INT_0〔中斷效勞子程序〕。MAIN：調(diào)用初始化子程序初始化：建立PID回路表，裝入設(shè)定值、回路增益、積分時間以及微分時間〔地址參照表1進(jìn)行配置〕；設(shè)置時基0，每200ms產(chǎn)生中斷，并連接中斷事件。PID算法：4組態(tài)王4.1新建工程啟動“組態(tài)王〞工程管理器，選擇“文件/新建工程〞或單擊“新建〞按鈕，彈出歡送使用向?qū)?。單擊“下一步〞繼續(xù)。彈出“新建工程向?qū)еx擇工程所在路徑〞，在工程路徑文本框中輸入一個有效的工程路徑，或單擊“瀏覽…〞按鈕，在彈出的路徑選擇對話框中選擇一個有效的路徑。單擊“下一步〞繼續(xù)。彈出“新建工程向?qū)еこ堂Q和描述〞，在工程名稱文本框中輸入工程的名稱，該工程名稱同時將被作為當(dāng)前工程的名稱。在工程描述文本框中輸入對該工程的描述文字。單擊“完成〞完成工程的新建。4.2創(chuàng)立組態(tài)畫面進(jìn)入組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)后，就可以為每個工程建立數(shù)目不限的畫面，在每個畫面上生成互相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動態(tài)圖形對象。這些畫面都是由“組態(tài)王〞提供的類型豐富得圖形對象組成的。本工程創(chuàng)立了三個組態(tài)畫面：主畫面、報警窗口、歷史曲線。各畫面如下列圖所示。圖7主畫面圖7報警窗口圖8歷史曲線4.3定義IO設(shè)備定義IO設(shè)備包括指定設(shè)備驅(qū)動，地址，邏輯名等關(guān)鍵參數(shù)。選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“設(shè)備/COM1〞，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建〞圖標(biāo)，運行“設(shè)備配置向?qū)Ж?，選擇“PLC〞的“西門子〞“S7-200系列〞的“PPI〞項。圖9設(shè)備配置向?qū)螕簟跋乱徊建?，彈出“邏輯名稱〞窗口，輸入名稱“sim〞。單擊“下一步〞，彈出“選擇串口號〞窗口，選擇“COM1〞。單擊“下一步〞，彈出“設(shè)備地址設(shè)置指南〞，地址“2〞。最后“設(shè)備安裝向?qū)А畔⒖偨Y(jié)〞如下列圖。圖10設(shè)備安裝向?qū)?.4構(gòu)造數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)王〞軟件的核心局部，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送往生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“數(shù)據(jù)庫/數(shù)據(jù)詞典〞，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建〞圖標(biāo)，彈出“變量屬性〞對話框。此對話框可以對數(shù)據(jù)變量完成定義、修改等操作，以及數(shù)據(jù)庫的管理工作。在“變量名〞處輸入變量名，如：調(diào)整跨度；在“變量類型〞處選擇變量類型：內(nèi)存實數(shù)，單擊“確定〞即可。下面定義一個I/O變量。在“變量名〞處輸入變量名，如：P；在“變量類型〞處選擇變量類型：I/O實數(shù)；在“連接設(shè)備〞中選擇先前定義好的IO設(shè)備：sim；在“存放器〞中定義為：V112；在“數(shù)據(jù)類型〞中定義為：float類型。單擊“確定〞即可。圖11定義I/O變量同上述步驟，建立如下數(shù)據(jù)庫：表2組態(tài)王數(shù)據(jù)庫變量名變量類型連接設(shè)備存放器報警組描述開始停止I/O離散s7_200M0.0手/自動切換PID0_PI/O實數(shù)s7_200V312PID調(diào)節(jié)器比例系數(shù)PID0_II/O實數(shù)s7_200V320PID調(diào)節(jié)器積分系數(shù)PID0_DI/O實數(shù)s7_200V324PID調(diào)節(jié)器微分系數(shù)PID0_SPI/O實數(shù)s7_200V417RootNodePID調(diào)節(jié)器液位設(shè)定值PID0_MVI/O實數(shù)s7_200V308RootNode手動控制量PID0_PVI/O實數(shù)s7_200V300液位當(dāng)前值kuadu內(nèi)存實數(shù)用于創(chuàng)立歷史曲線juandong內(nèi)存實數(shù)用于創(chuàng)立歷史曲線畫面如下：4.5動畫連接定義動畫連接是指在畫面的圖形對象與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)變量之間建立一種關(guān)系，當(dāng)變量的值改變時，在畫面上以圖形對象的動畫效果表現(xiàn)出來。為實現(xiàn)在畫面中水箱右側(cè)矩形對象模擬水箱實際液位，可作如下操作。雙擊中水箱右側(cè)矩形對象，可彈出“動畫連接〞對話框，選擇“位置與大小變化〞中“填充〞，可彈出“填充連接〞對話框，其中表達(dá)式選擇“\\本站點\PV〞，其它最小填充高度等設(shè)置如圖15。圖12數(shù)據(jù)詞典4.5動畫連接定義動畫連接是指在畫面的圖形對象與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)變量之間建立一種關(guān)系，當(dāng)變量的值改變時，在畫面上以圖形對象的動畫效果表現(xiàn)出來。為實現(xiàn)在畫面中水箱右側(cè)矩形對象模擬水箱實際液位，可作如下操作。雙擊中水箱左側(cè)矩形對象，可彈出“動畫連接〞對話框，選擇“模擬值輸出〞，可彈出“模擬值輸出連接〞對話框，其中表達(dá)式選擇“\\本站點\PID0_PV-10〞，其設(shè)置如圖13。圖13模擬值的動畫連接創(chuàng)立模擬量輸入可作如下操作：雙擊按鈕“P設(shè)置〞，可彈出“動畫連接〞對話框，選擇“模擬量輸入〞，在彈出“模擬值輸入連接〞對話框中變量名選擇“\\本站點\PID0_P〞，其它設(shè)置如下列圖14所示。圖14模擬量輸入設(shè)置關(guān)于“命令語言〞設(shè)置如下：雙擊按鈕對象“開始〞，可彈出“動畫連接〞對話框，選擇“命令語言連接〞的“彈起時〞，在彈出“命令語言〞對話框中填入“\\本站點\開始停止=1;〞，單擊確定?？蓪崿F(xiàn)，按下該按鈕時，變量開始停止=1。圖15命令語言的使用又比方，雙擊按鈕對象“手動〞，可彈出“動畫連接〞對話框，選擇“命令語言連接〞的“彈起時〞，在彈出“命令語言〞對話框中填入“\\本站點\自動手動=0;\\本站點\電機(jī)正轉(zhuǎn)=1;〞，單擊確定。可實現(xiàn)，按下該按鈕時，變量自動手動=0，電機(jī)正轉(zhuǎn)=1。圖16命令語言的使用4.6實時趨勢曲線在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中制作畫面時，選擇“工具/實時趨勢曲線〞項或單擊工具箱中的“畫實時趨勢曲線〞按鈕，此時鼠標(biāo)在畫面中變?yōu)槭中?，在畫面中用鼠?biāo)畫出一個矩形，實時趨勢曲線就在這個矩形中繪出。雙擊實時趨勢曲線對象，對“曲線定義〞設(shè)置如圖17。圖17實時趨勢曲線4.7歷史曲線創(chuàng)立歷史趨勢曲線可使用歷史趨勢曲線控件，KVHTrend曲線控件是組態(tài)王以ActiveX控件形式提供的繪制歷史曲線和ODBC數(shù)據(jù)庫曲線的功能性工具。該曲線具有以下特點：1．即可以連接組態(tài)王的歷史庫，也可以通過ODBC數(shù)據(jù)源連接到其它數(shù)據(jù)庫上，如Access、SQLServer等。2．連接組態(tài)王歷史庫時，可以定義查詢數(shù)據(jù)的時間間隔，如同在組態(tài)王中使用報表查詢歷史數(shù)據(jù)時使用查詢間隔一樣。3．完全兼容了組態(tài)王原有歷史曲線的功能。最多可同時繪制16條曲線。4．可以在系統(tǒng)運行時動態(tài)增加、刪除、隱藏曲線。還可以修改曲線屬性。5．曲線圖表實現(xiàn)無級縮放。6．可實現(xiàn)某條曲線在某個時間段上的曲線比擬。7．?dāng)?shù)值軸可以使用工程百分比標(biāo)識，也可用曲線實際范圍標(biāo)識，二者之間自由切換。8．可直接打印圖表曲線。9．可以自由選擇曲線列表框中的顯示內(nèi)容。10．可以選擇移動游標(biāo)時是否顯示曲線數(shù)值。11．可以在曲線中顯示報警區(qū)域的背景色。圖18歷史曲線控件選擇菜單“圖庫/翻開圖庫〞項，彈出“圖庫管理器〞中的“歷史曲線〞，在圖庫窗口內(nèi)用鼠標(biāo)左鍵雙擊歷史曲線。從而生成歷史趨勢曲線對象，在對象上雙擊鼠標(biāo)左鍵，彈出“歷史趨勢曲線〞對話框。歷史曲線向?qū)υ捒蛴扇齻€屬性片“曲線定義〞、“坐標(biāo)系〞和“操作面板和平安屬性〞組成?！扒€定義〞設(shè)置向?qū)Э梢栽O(shè)定所有曲線的顏色，對應(yīng)的變量。相應(yīng)設(shè)置如圖19所示。圖19歷史曲線向?qū)е€定義對于要以歷史趨勢曲線形式顯示的變量，都需要對變量做記錄。在組態(tài)王工程瀏覽器中單擊“數(shù)據(jù)庫〞項，再選擇“數(shù)據(jù)詞典〞項，選中要作歷史記錄的變量，雙擊該變量，那么彈出“定義變量〞對話框，如圖20所示。圖20定義變量之記錄和平安區(qū)“操作面板和平安屬性〞向?qū)В憾xX軸〔時間軸〕縮放平移的參數(shù)，即操作按鈕對應(yīng)的參數(shù)。包括調(diào)整跨度和卷動百分比。如圖21所示。調(diào)整跨度：歷史趨勢曲線可以向左或向右平移一個時間段，利用該變量來改變平移時間段的大小。卷動百分比：歷史趨勢曲線的時間軸可以左移或右移一個時間百分比，百分比是指移動量與趨勢曲線當(dāng)前時間軸的長度的比值，利用該變量來改變該百分比的值大小。圖21歷史曲線向?qū)е僮髅姘搴推桨矊傩?.8報警窗口報警是指當(dāng)系統(tǒng)中某些量的值超過了所規(guī)定的界限時，系統(tǒng)自動產(chǎn)生相應(yīng)警告信息，說明該量的值已經(jīng)超限，提醒操作人員。在組態(tài)王工程瀏覽器“數(shù)據(jù)庫/數(shù)據(jù)詞典〞中選擇一個原有的變量雙擊它，在彈出的“定義變量〞對話框上選擇“報警定義〞屬性頁，如圖22所示設(shè)置報警定義。圖22定義變量之報警定義新建一個畫面，在工具箱中選中“報警窗口〞，用鼠標(biāo)左鍵在屏幕上拖動，在選定區(qū)域內(nèi)繪制報警窗口。雙擊報警窗口輸入“雙容水箱液位〞，選擇“實時報警窗〞，如圖23。圖23報警窗口配置屬性頁之通用屬性4.9調(diào)試運行及其結(jié)果4.9編寫控制器算法程序，下載調(diào)試；編寫測試組態(tài)工程，和控制器聯(lián)合調(diào)試。在現(xiàn)場系統(tǒng)上，翻開手閥QV-118、QV-117、QV-116，其余閥門關(guān)閉。在控制系統(tǒng)上，將IO面板的中水箱右液位輸出連接到AI0，IO面板的電動調(diào)節(jié)閥控制端連到AO0。翻開設(shè)備電源。啟動右邊水泵P102和調(diào)節(jié)閥。啟動計算機(jī)組態(tài)軟件，進(jìn)入測試工程界面。啟動調(diào)節(jié)器，設(shè)置各項參數(shù)，可將調(diào)節(jié)器的手動控制切換到自動控制。首先進(jìn)行純比例湊試。置積分時間最大Ti=∞,微分時間為零Td=0。選擇控制器的比例增益Kc的初值。將控制器投自動，對設(shè)定值施加一個偏移，記錄響應(yīng)曲線并觀察曲線形狀，盡量得到4：1的衰減響應(yīng)曲線。通常，加大增益Kc響應(yīng)曲線振蕩加強(qiáng)，減小Kc響應(yīng)曲線振蕩減弱。每改變一次Kc都要對設(shè)定值施加一個偏移，并記錄響應(yīng)曲線，觀察曲線形狀，直到滿足要求。第二步進(jìn)行積分作用湊試。先選擇一個初始積分時間值，減小積分時間，積分作用增強(qiáng)；加大積分時間，積分作用減弱。同比例湊試，每改變一次積分時間，都要施加階躍干擾，并觀察響應(yīng)曲線。由于參加積分作用后系統(tǒng)穩(wěn)定性有所降低，應(yīng)將比例增益Kc減小10~20%左右，以便補(bǔ)償參加積分作用后導(dǎo)致的系統(tǒng)穩(wěn)定性下降。最后參加微分作用。微分時間越大，微分作用越強(qiáng)。微分時間Td大約是積分時間Ti的1/3~1/4。參加微分作用后，可適當(dāng)加大Kc，減小Ti。選擇適宜的Kc、Ti和Td，使系統(tǒng)的輸出響應(yīng)為一條較滿意的過渡過程曲線。調(diào)試結(jié)果經(jīng)過以上的步驟，下面進(jìn)行調(diào)試。P、I、D參數(shù)分別為08、1555、00，系統(tǒng)相應(yīng)界面如圖24。圖24系統(tǒng)界面1P、I、D參數(shù)分別為30、1555、00，系統(tǒng)相應(yīng)界面如圖25。圖25系統(tǒng)界面2P、I、D參數(shù)分別為70、1555、00，系統(tǒng)相應(yīng)界面如圖26。圖26系統(tǒng)界面3這里發(fā)現(xiàn)曲線顯示有問題，只能觀察到局部曲線，所以在“實時趨勢曲線〞對話框中選擇“標(biāo)識定義〞，改變對應(yīng)的數(shù)值軸和時間軸對應(yīng)的數(shù)值。調(diào)整后的對應(yīng)系統(tǒng)界面和各參數(shù)數(shù)值如下列圖所