组态软件双容水箱液位监控系统

组态软件课程设计报告书 题目：双容水箱液位监控系统组态一、课程设计目的 组态综合练习态是一项综合性的专业实践活动，目的是让学生将所学的基本理论和专业知识运用到具体的工程实践中，以培养学生综合运用知识能力、实际动手能力和工程实践能力，为此后的毕业设计打下良好的基本二、课程设计任务本课程设计规定在修完监控系统程序设计技术课程后，运用工业监控系统组态软件（MCGS ），结合一种双容水箱液位监控系统，完毕该控制系统的上位机监控系统组态设计。三、课程设计规定 1基本规定 （1） 监控系统总体设计：理解系统设计规定，进行需求分析，拟定组态软件输入输出点、内部变量等，构思监控系统的组态框架。 （2） 实时数据库组态：根据所拟定的输入输出点和内部变量点，建立监控系统实时数据库。 （3） 虚拟对象组态设计：采用脚本语言或其她软件工具建立虚拟对象模型，可以仿真实际的物理对象， 具有输入输出特性。 （4） 窗口界面组态：根据系统需求和实际生产过程中的对象工艺流程，设计监控系统的图形操作界 面，并同实时数据库IO 点链接。 （5） 运营方略组态：采用脚本语言建立监控系统的运营方略，控制所建立的软件系统的运营流程。 （6） 控制方略组态设计：选择和设计合适的控制算法并组态，实现对被控系统的控制规定。 （7） 历史和趋势记录报表设计：建立历史数据库，实现监控系统的历史数据记录和趋势显示。 （8） 实时和历史报警记录报表设计：拟定和建立参数的报警限值和报警数据存储特性，实现监控系统的实时报警显 示和历史报警数据查询。 （9） 主控窗口组态：通过系统菜单能对系统各个功能进行调度管理。（10）安全方略组态：建立监控系统的安全操作机制，对顾客设定不同的操作权限，保证监控系统的安全性。 （11）进行监控系统的调试、运营和改善。 （12）编写课程设计报告。 2具体规定 （1） 数据变量 所选课题系统应具有一定数量的开关量I/O 信号（至少 6 个）和模拟量I/O 信号（至少4 个）。 （2） 监控系统画面 所设计的监控系统画面应涉及下列内容，并具有动态显示和操作功能。 系统封面； 反映系统工艺的流程画面； 反映实时数据变化的趋势图画面； 反映实时数据变化的报表画面； 可查询历史数据的历史数据曲线画面； 可查询历史数据的历史数据报表画面； 反映数据实时报警状态的报警画面（或某画面上的局部画面）； 查询数据历史报警状态的报警画面； 能对系统参数进行设立的参数设立画面。 （3） 运营控制方略：通过方略脚本编写，可以实现系统的模拟运营。 （4） 安全方略：所设计的监控系统应具有登录后方可操作的安全方略功能。 （5） 系统菜单：所设计的监控系统应具有系统菜单，以实现对系统各个功能的运营调度。四.实时数据库组态 1. 建立的数据库对象图下表。对象名称类型注释泵IN开关型泵状态信号泵OUT开关型泵驱动信号测试标志开关型持续测试状态打开和关闭Getuser字符型保存登录顾客名上LH数值型中间变量，上水箱液位上限上LHH数值型中间变量，上水箱液位上上限上LL数值型中间变量，上水箱液位下限上LLL数值型中间变量，上水箱液位下下限上水箱液位数值型下LH数值型中间变量，下水箱液位上限下LHH数值型中间变量，下水箱液位上上限下LL数值型中间变量，下水箱液位下限下LLL数值型中间变量，下水箱液位下下限下水箱液位数值型阀1IN数值型阀1OUT数值型阀2IN数值型阀2OUT数值型阀3IN数值型阀3OUT数值型锅炉组对象组对象图1 实时数据库状态效果图2. 实时数据库效果如图1。五 监控界面设计 1. 设计的监控界面。2监控界面设计阐明。为保证系统的正常运营，罐1的水箱液位和罐2的液位、温度、压力作为数据对象进行检测和控制；界面有水箱液位、液位、温度和压力的填充比和数值显示。开关阀1、放气阀、进气开关作为执行期，调节阀1和调节阀1作为滑动输入，旋钮作为旋转输入放水阀。各阀门的工作状态与系统的控制决策有关。单步测试按钮和持续测试按钮对系统进行测试。运营界面有泵、开关阀1和进气开关的控制按钮。运营时控制规定如下：水箱液位和液位的控制范畴在1090米，而低于10米或高于90米时报警；压力正常状况应低于0.8Kpa，否则报警；温度正常范畴在2080之间，低于20或高于80时报警。同步在系统运营时可以反映系统目前运营时间。六运营方略程序设计与阐明1、启动方略上水箱液位 = 0.001下水箱液位 = 0.0012、循环方略3、模拟运营方略泵OUT = 泵IN阀1OUT = 阀1IN阀2OUT = 阀2IN阀3OUT = 阀3INIF 泵OUT THEN IF 上水箱液位 0 THEN IF 上水箱液位 0 THEN 上水箱液位 = 上水箱液位 - 0.05 * 阀2OUT ENDIFENDIFIF 阀2OUT 0 THEN IF 上水箱液位 0 THEN 下水箱液位 = 下水箱液位 + 0.05 * 阀2OUT ENDIFENDIFIF 阀3OUT 0 THEN IF 下水箱液位 0 THEN 下水箱液位 = 下水箱液位 - 0.05 * 阀3OUT ENDIFENDIF七 控制算法程序及阐明一般将系统中被控制的物理量称作被控变量，而被控变量所规定的抱负值被称作设定值或给定值。设定值是系统的输入变量，被控变量是系统的输出变量。系统的输入和输出是通过控制实现，设计控制器时规定采用一定的控制算法。本设计中采用的是增量式原则PID算式。控制算法如下： 偏差2=偏差1 上上次偏差 偏差1=偏差 上上次偏差 偏差=设定值-测量值 本次偏差 比例=比例系数*（偏差-偏差1） 比例作用IF 积分时间=0 THEN 积分=0ELSE 积分=比例系数*采样周期*偏差/积分时间ENDIF微分=比例系数*微分时间*（偏差-2*偏差1+偏差2）/采样周期 微分作用增量=比例+积分+微分 增量输出位置=前次位置+增量 位置输出IF 位置=位置最大值 THEN 位置=位置最大值超过位置最大值 ，位置=位置最大值IF 位置=位置最小值 THEN 位置=位置最小值超过位置最小值，位置=位置最小值前次位置=位置 为下次循环作准备八 安全方略设计及阐明在系统中，可以对需要限制使用的对象进行权限设立，来规范顾客的操作权限。在MCGS软件中定义了四种顾客权限，有管理员、工程师、操作员和所有顾客四种级别。其中，管理员只可以管理所有的权限分派；工程师仅可以对系统参数进行设立；操作员仅可以对系统运营进行操作。在该设计中，把参数维护窗口的权限设立为工程师组，因此只有工程师组的顾客才可以使用擦书维护窗口对参数进行修改设立；把单步测试按钮和持续测试按钮设立为操作员权限，因此只有属于操作员组的顾客才可以对系统进行单步测试和持续测试操作。其他窗口或构件的使用权限设立为因此顾客，因此所有顾客都可以使用这些窗口和构件。九 设备连接 模拟设备是供顾客调试工程的虚拟的设备。该构件可以产生原则的正弦波，方波，三角波和锯齿波信号。其幅值和周期都可以任意设立。十部分操作成果画面1. 主画面2.液位趋势画面3. 实时数据表5. 历史曲线. 报警与历史报警记录历史报警记录7. 参数维护窗口十一课程设计总结在本次课程设计中我收获诸多，在刚开始自己掌握的不是较好,做的不是较好，最后通过反复翻阅课本及参照资料和同窗们讨论，终于系统做了出来。在自己中得到了锻炼，再反过来看整体的系统设计，也更加明了。通过反复的调式，终于在最后完毕了这次课程设计。具体感受和总结如下：1. 在知识上,我对组态有了更加全面的理解知识也更加丰富。2. 在课程设计中，但是同步也看到了自己在动手能力上的缺陷。由于平常对做实验比较少，导致其做起课程设计来画图开始比较生疏，进而导致了在课程设计时间上有延误的背面作用，非常不好。因此，我后来应当多注重动手这一环节。3对于设计过程中的某些问题，我学会了如何设计历史数据等,这中间走了很些弯路，后来一定要注意。以上是我本次课程设计中的某些感受。十二:要参照资料 1 曹辉，马栋萍，王暄等主编组态软件技术及应用电子工业出版社 2 龚运新，方立友编著工业组态软件实用技术清华大学出版社 3 MCGS 组态软件顾客指南北京昆仑通态自动化软件科技有限公司 4 MCGS 培训教程北京昆仑通态自动化软件科技有限公司 5 MCGS 高档教程北京昆仑通态自动化软件科技有限公司