力控組態(tài)軟件設計實例

1、 XXX學院基于力控組態(tài)軟件的尿素生產(chǎn)監(jiān)控設計院 （系）： 專業(yè)班級： 姓 名： 學 號： 2013年 7月 17日摘要組態(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。它們處在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(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)軟件的應用領域很廣，可以應用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領域。隨著工業(yè)自動化水平的迅速

2、提高，計算機在工業(yè)領域的廣泛應用，人們對工業(yè)自動化的要求越來越高，種類繁多的控制設備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領域的應用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時，當工業(yè)被控對象一旦有變動，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個控制項目的不同而使其重復使用率很低，導致它的價格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時，倘若原來的編程人員因工作變動而離去時，則必須同其他人員或新手進行源程序的修改，因而更是相當困難。通用工業(yè)自動化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實際工程問題提供了一種嶄新的方法，因為它能夠很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題，

3、使用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動化控制工程。組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(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。其預設置的各種軟件模塊可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I/O產(chǎn)品，與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟硬件的全部接口，進行系統(tǒng)集成。 三維力控軟件的監(jiān)控設計在成本、開放性、靈活性、功能和界面等方面給用戶提供了最佳的控制系統(tǒng)解決方案。本文介紹了基于力控軟件

4、的加熱反應爐自動控制監(jiān)控設計，使用了力控軟件提供的基于力控軟件的SIMULATOR仿真驅(qū)動。關鍵詞：組態(tài)軟件；力控；數(shù)據(jù)采集；過程監(jiān)控目錄第一章 尿素生產(chǎn)的監(jiān)控組態(tài)設計11.1系統(tǒng)概述11.2系統(tǒng)要求11.2.1實習要求11.2.2生產(chǎn)要求11.3系統(tǒng)設計11.3.1實驗儀器11.3.2 AI調(diào)節(jié)器參數(shù)設計21.3.3上位機組態(tài)2第二章 尿素合成塔的運行監(jiān)控52.1 尿素合成塔溫度監(jiān)控52.2 尿素合成塔壓力監(jiān)控6第三章 心得體會8參考文獻9第一章 尿素生產(chǎn)的監(jiān)控組態(tài)設計 1.1系統(tǒng)概述北京三維力控科技有限公司（以下簡稱力控科技）是專業(yè)從事自主知識產(chǎn)權的企業(yè)信息化與自動化監(jiān)控平臺研發(fā)與服務的高

5、新技術軟件企業(yè)，是中國知名的工業(yè)IT軟件廠商，力控科技的系列自動化軟件可以為企業(yè)生產(chǎn)信息化提供“管控一體化”的整體解決方案，為企業(yè)MES系統(tǒng)提供核心實時和歷史數(shù)據(jù)“引擎”平臺，力控科技很早就深刻地認識到：軟件是自動化系統(tǒng)的核心與靈魂，并在自動化系統(tǒng)核心軟件領域耕耘10余年，不斷的研發(fā)新技術、推出新產(chǎn)品，力控科技以成為工業(yè)自動化領域中中國的西門子、中國的ABB為使命。該系統(tǒng)使用的是ForceControlV6.0監(jiān)控組態(tài)軟件，力控監(jiān)控組態(tài)軟件基本的程序和組件包括：工程管理器、人機界面VIEW、實時數(shù)據(jù)庫DB、I/O驅(qū)動程序、控制策略生成器以及各種數(shù)據(jù)服務及擴展組件等。組態(tài)軟件的設計思想是面向?qū)ο?/p>

6、（Object Oriented）的思想，它模擬控制工程師在控制過程中的思路，圍繞被控對象及控制系統(tǒng)的要求構(gòu)造“對象”，從而生成適用于不同應用系統(tǒng)的用戶程序。組態(tài)軟件的原理是將系統(tǒng)軟件的基本部分和工具固定，而將與應用有關的部分變成數(shù)據(jù)文件，這些數(shù)據(jù)文件由組態(tài)工具在屏幕上編輯而成。組態(tài)軟件具有通用性強、靈活性好和良好的通用性等特點，其畫面豐富、操作簡單，及多種功能于一體。1.2系統(tǒng)要求1.2.1實習要求該系統(tǒng)要求利用廈門宇電智能儀表并結(jié)合力控組態(tài)相關知識設計尿素生產(chǎn)的溫度及壓力監(jiān)控的上位機界面，并實現(xiàn)報警，歷史曲線，實時曲線，專家報表等基本功能。1.2.2生產(chǎn)要求 在通常采用的生產(chǎn)工藝中，凈化的

7、合成補充氣壓縮后在合成回路內(nèi)加至循環(huán)氣中，然后混合氣通過合成回路中的用水和冰機致冷的熱交換器，在那里本次循環(huán)通過催化床層所生成的氨被冷凝。冷凝的液氨用來洗滌新鮮的補充氣，脫除殘存的微量的水和二氧化碳?；静缓趸锏难h(huán)氣，通過與來自合成塔的熱氣體進行熱交換而重新加熱，然后進入合成塔的催化床層。尿素合成塔是一個大的連續(xù)生產(chǎn)的高壓釜，在其中壓縮的二氧化碳和被加熱的液氨在19.2至27.3兆帕和180至195攝氏度下反應。反應物化合生成尿素和氨基甲酸銨。1.3系統(tǒng)設計1.3.1實驗儀器 傳感檢測實驗臺一個，RS-232/RS-485 UT-201商業(yè)級袖珍型接口轉(zhuǎn)換器一個，YLXN-01型虛擬儀器

8、技術實驗箱一個，壓力傳感器模塊一個，AI系列人工智能調(diào)節(jié)器一個，PC機一臺，力控組態(tài)軟件一套，導線若干1.3.2 AI調(diào)節(jié)器參數(shù)設計1.3.2.1 壓力參數(shù)05V 對應0300MPaHIAL=280 DIL=0 DIH=100OPL=10 OPH=1001.3.2.1 溫度參數(shù)05V 對應0100HIAL=80 DIL=0 DIH=100OPL=0 OPH=1001.3.3上位機組態(tài)1.3.3.1 編輯上位機監(jiān)控界面 根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝流程建立上位機組態(tài)界面，尿素生產(chǎn)監(jiān)控的主界面如圖所示。圖一：尿素合成塔監(jiān)控界面1.3.3.2 定義外設I/O連接，選擇系統(tǒng)的通訊方式根據(jù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，進行系統(tǒng)

9、的I/O設備連接。系統(tǒng)采用力控軟件提供的SIMULATOR仿真驅(qū)動，系統(tǒng)I/O設備連接如圖所示。設備組態(tài)：智能儀表宇電儀器調(diào)節(jié)器AI518/708/808圖二：系統(tǒng)I/O設備連接1.3.2.3 定義數(shù)據(jù)庫變量，進行I/O數(shù)據(jù)連接在力控數(shù)據(jù)庫中建立變量如表所示，然后將力控的變量與PLC1的各地址進行I/O數(shù)據(jù)連接。表一：變量表1.3.3.4 建立智能儀表連接根據(jù)實際控制要求連接相應的智能儀表。1.3.3.5 報警界面 根據(jù)控制要求需要對反應爐的物位，溫度，壓力等數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控，需要對產(chǎn)生報警的點能夠進行飽經(jīng)查詢，界面如圖所示。圖三：報警界面1.3.3.6 實時趨勢曲線圖四：實時趨勢曲線界面1.3.3.7 歷史趨勢曲線圖五：歷史趨勢曲線界面1.3.3.8專家報表圖六：專家報表界面第二章 尿素合成塔的運行監(jiān)控 2.1 尿素合成塔溫度監(jiān)控圖七：溫度監(jiān)控上位機運行