风机组监控组态软件设计.doc

山东建筑大学热能工程学院计算机控制技术课程设计说明书题目：新风机组监控组态软件设计专业： 建筑设施智能技术 班级： 建智121 姓名： 张珣珣 学号： 20120314004 指导教师： 李慧 热能工程学院目录摘要III1.工作原理- 1 -2.新风机组控制解决方案- 2 -3.组态软件概述- 3 -4.设计步骤说明- 5 -4.1.新建工程- 5 -4.2.与西门子S7-200联接- 5 -4.3.与仿真设备联接- 7 -4.4.确定该项目数据点- 8 -4.5.设置数字量输出点- 9 -4.6.外部设备编程- 11 -4.7.创建新画面- 13 -4.8.创建动画连接:- 20 -4.9.调试与运行- 22 -5.数字PID补充算法- 24 -课设小结- 25 -参考文献- 27 - 摘要衡量一个自控系统的先进程度，除能完成一定的自动化控制功能外，日常的生产管理功能也是其重要指标之一。在流程工艺生产中的物料消耗和产量的自动统计就是一个生产管理的基本功能。我国属于能源缺乏国，精确的自动化监控更加有必要去研究和实行。通过设置多个采集点，以硬件组态、数据组态、图像组态等功能实现上位机对新风机组的实时检测，为操作人员合理实时调度提供可靠技术保障，实现能源优化配置，提高机组稳定和对事故的预见性、降低了能耗。该系统运行正常，完全达到设计要求。力控软件的流量监控设计在成本、开放性、灵活性、功能和界面等方面给企业用户提供了最佳的控制系统解决方案。本文主要介绍了温湿度，阀门开关等监控系统的组成，工作原理，上位机的设计方法及连接以及系统的运行结果，采用先进的计算机控制技术，组态软件技术研究出的可控制的新风机组自动检测控制系统。温湿度控制系统的在线监控主要由两部分组成；在上位机中利用力控软件编制相应的程序，进行相应的动画连接，进行温度的实时测量以及阀门的开度控制。关键词：组态软件；新风机组监控系统；温湿度控制系统； 1. 工作原理新风机组监控系统由温度传感器2个、湿度传感器2个；换热器调节阀1个、加湿器调节阀1个、新风阀1个；防冻开关1个、压差开关1个、新风机状态1个、手/自动状态1个；新风机启停1个组成。 温度控制可以设定温度通过对设定值与温度传感器所测量值进行比较，经过比例、积分计算，对电动调节阀进行控制。 湿度控制器可以设定湿度， 通过对设定值与湿度传感器的测定的值进行比较，经过PID计算，对电动调节阀进行控制。从而改变加湿介质的流量 ，达到控制湿度的目的。 当过滤器阻塞时，压差开关给出开关信号。 2. 新风机组控制解决方案 新风机组控制系统由温控器和湿度控制器来控制换热器调节阀、加湿器调节阀、新风阀，此系统的主要作用就是给用户一个舒适的环境以及节能的目的。新风阀与风机联锁，用户在开机时只要打开新风阀，此时电动调节阀也打开，这样设置方便用户操作，同时也避免在风门打开时而电动调节阀没能及时打开及工作给设备造成不良后果。压差开关其作用就是检测过滤器两边的压力，以便在过滤器堵塞或两端压力不平衡时同样给设备造成不良后果。防冻开关就是当盘管内的温度过低时给一个开关信号使风机停止工作，防止盘管冻裂造成不必要的麻烦。3. 组态软件概述典型的计算机控制系统通常可以分为设备层、控制层、监控层、管理层四个层次结构;监控组态软件一般是位于监控层的专用组态软件，负责对下集中管理控制层，向上连接管理层;力控监控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件;力控监控组态软件能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯.（1） 工程管理器 用于创建、删除、备份、恢复、选择工程等。（2） 开发系统 是一个集成环境，可以完成创建工程画面、配置各种系统参数、脚本、动画、启动力控其它程序组件等功能。（3）界面运行系统 用来运行由开发系统创建的包括画面、脚本、动画连接等的工程，操作人员通过它来实现实时监控。（4）实时数据库 是力控软件系统的数据处理核心，构建分布式应用系统的基础，它负责实时数据处理、历史数据存储、统计数据、报警处理、数据服务请求处理等。（5） I/O 驱动程序 负责力控与控制设备的通信，它将I/O 设备寄存器中的数据读出后，传送到力控的实时数据库，最后界面运行系统会在画面上动态显示。（6）网络通信程序（NetClient/NetServer） 网络通信程序采用TCP/IP 通信协议，可利用Intranet/Internet 实现不同网络节点上力控之间的数据通信，可以实现力控软件的高效率通信。（7）远程通讯服务程序（CommServer） 该通信程序支持串口、以太网、移动网络等多种通信方式，通过力控在两台计算机之间实现通信，（8）Web 服务器程序 Web服务器程序可为处在世界各地的远程用户实现在台式机或便携机上用标准浏览器实时监控现场生产过程。（9）控制策略生成器（StrategyBuilder） 控制策略生成器是面向控制的新一代软逻辑自动化控制软件，采用图形化编程方式.4. 设计步骤说明4.1. 新建工程如图4-1图4-1 新建工程4.2. 与西门子S7-200联接打开开发环境Draw 的工程项目导航栏，左键双击项目中的IO设备组态。如图42图4-2 工程项目导航栏出现如图4-3，按照图4-4、4-5、4-6、4-7中的提示进行操作，从而完成与西门子S7-200联接。（1）点击PLC图4-3 I/O设备导航栏（2）点击西门子图4-4 PLC导航栏（3）点击S7-200，将设备地址设为2，其它根据需要进行修改，修改后点击下一步，最后点击完成。图4-5 S7-200设置1图4-6 S7-200设置2图4-7 S7-200设置34.3. 与仿真设备联接选择“力控”项；选择“仿真驱动”；双击“Simulator”， 如图4-8，将设备名称设置为Dev，设备地址为2，其余根据需要进行修改，最后点击确定，完成与仿真设备的连接。图4-8 仿真设备设置4.4. 确定该项目数据点双击数据库组态，如图4-9图4-9 数据库组态单击菜单条的“点”选项选择新建或双击单元格，出现“请指定区域、点类型”向导对话框，如图4-10图4-10 “请指定区域、点类型”对话框选择“模拟I/O 点”，然后双击该点类型，出现对话框，在“点名（NAME）” 输入框内键入点名“T1”，如图4-11图4-11 模拟I/O 点对话框4.5. 设置数字量输出点创建数据连接项：将已经创建的12个数据库点与dev 设备中的数据项联系起来，以使这12 个点的PV 参数值能显示当前设备采集的数据值，双击T1 所对的“数据连接”选项，在“设备”里选dev， 单击“增加”按钮。如图4-12和图4-13图4-14 仪表仿真驱动对话框图4-15 I/O点表4-1 I/O点统计表序号点名说明I/O1T1入口温度传感器AI2T2出口温度传感器AI3d1入口湿度传感器AI4d2出口湿度传感器AI5Ao1换热器调节阀AO6Ao2加湿器调节阀AO7Ao3新风阀AO8DI1防冻开关DI9DI2压差开关DI10DI3新风机状态DI11DI4手/自动状态DI12DO5新风机启停DO4.6. 外部设备编程“工程项目导航栏”中“动作”下的“应用程序动作”如图4-16，弹出脚本编辑器对话框，进行编程，如图4-17、图4-18图4-16 工程项目导航栏图4-17 进入程序/状态清零区域1单元1T1.PV=0;区域1单元1T2.PV=0;区域1单元1d1.PV=0;区域1单元1d2.PV=0;区域1单元1DI1.PV=0;区域1单元1DI2.PV=0;区域1单元1DI3.PV=0;区域1单元1DI4.PV=0;区域1单元1DO5.PV=1;区域1单元1Ao1.PV=0;区域1单元1Ao2.PV=0;区域1单元1Ao3.PV=0;图4-18 程序运行周期执行if 区域1单元1T1.PV40&区域1单元1d1.PV100& 区域1单元1T2.PV40&区域1单元1d2.PV=40&区域1单元1d1.PV=100&区域1单元1T2.PV=40&区域1单元1d2.PV=100 then 区域1单元1Ao1.PV=0;区域1单元1Ao2.PV=0;区域1单元1Ao3.PV=0;区域1单元1T1.PV=0;区域1单元1d1.PV=0;区域1单元1T2.PV=0;区域1单元1d2.PV=0;ELSE ENDIF4.7. 创建新画面点击“文件F”“新建”，将出现“新建”对话框，如图4-19图4-19 新建窗口点击创建空白界面的图画按钮，得到窗口属性对话框，如图4-20图4-20 窗口属性共需新建5个新窗口：流程画面、参数显示画面、报警画面、报表画面、趋势图（1）流程画面图4-21 流程画面图4-22 流程画面制作左键双击标准图库，在图库中选择合适的图，制作成如图4-21所示的新风机组流程画面图（2）参数显示画面点击工具箱中的文本，写入相应的字，如图4-23图4-23 参数显示画面（3）报警画面双击图形对象，将数据库点中的报警开关打开，设置报警上下限如图4-24图4-24 报警画面点击工具菜单栏中的常用组件中的报警，如图4-25图4-25 工具-报警左键双击报警图标，得到图4-26图4-26 报警属性方框图（4）趋势曲线点击工具菜单栏中的常用组件中的趋势曲线，如图4-27，得到图4-28图4-27 工具-趋势曲线图4-28趋势曲线图双击趋势曲线，进入属性画面，如图4-29图4-29 趋势曲线属性方框图（5）专家报表选择复合组件，双击专家报表，在窗口中显示专家报表。如图430，得到图4-31图4-30 工具-专家报表图4-31 专家报表右键点击对象属性，打开报表编辑环境，选择向导类型。按照图4-32、图433、图4-34的方法进行操作。图4-32 报表导向1图4-33 报表导向2图4-34 报表导向34.8. 创建动画连接:按照图4-35、图4-36的指示进行操作。图4-35 动画连接图4-36 颜色变化剩余其它元件都进行如下动画连接：2个温度传感器：数值输入的模拟连接2个湿度传感器：数值输入的模拟连接1个换热器调节阀：数值输入的模拟和颜色变化的实体文本连接1个加湿器调节阀：数值输入的模拟和颜色变化的实体文本连接1个新风阀：数值输入的模拟连接1个防冻开关：数值输入的开关连接1个压差开关：数值输入的开关连接1个新风机状态：数值输入的模拟和杂项中的流动属性连接1个新风机启停：颜色变化的条件和数值输入的开关连接按钮和文本均是与数值输出的模拟连接或与触敏动作的左键动作连接或与颜色变化的实体文本连接。4.9. 调试与运行图4-37流程画面运行图新风机启停按钮是绿色（运行），调节阀随温度的变化而有颜色上的变化，各个参数变化正确。图4-38 参数变化图图4-39报警画面运行图图4-40 报表画面运行图图4-41 趋势曲线运行图5. 数字PID补充算法流程图位置式算式：增量式算式:控制算法程序框图被控参数给定信号温度传感器A/D转换器换热器调节阀换热器D/A转换器微处理器计算机控制系统方框图课设小结经过1周的专业综合课程设计，我对力控组态软件和的学习，在老师的帮助和自己及队友的努力下，最终完成了新风机组监控组态软件设计。通过这为期一周的课程设计，我确实是学到了很多知识，拓展了自己的的视野，学到了力控组态软件的一般画面组态、控制组态设计操作过程及整个系统的仿真，增强了我的动手操作的能力，培养了我们的规范化的工作作风，也培养了我们的胆大、心细、谨慎的工作作风。还有学习到了在一个团队中应该进行分工合作，团队之间应同心协力、共同进退，还有队员之间要随时保持良好的沟通。 本次实习使我们对力控组态软件的学习有感性和理性熟悉，培养和锻炼我们的实际动手设计能力。使我们的理论知识与实践充分地结合，作到不仅具备专业知识，而且还具备较强的实践动手能力，以及具备团队合作的精神，能分析问题和解决问题的应用型技术人才，为以后的顺利就业作好准备。在设计中，我们遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了计算机组态的识别和测试；熟悉了力控软件的操作方法；我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。这对于我们的将来也有很大的帮助。在此，感谢曾经帮助我的李慧老师和我的队友们。参考文献【1】计算机控制技术，顾德英，北京邮电出版社，2012【2】计算机控制技术，刘川来，机械工业出版社，2013【3】PLC电气控制与组态设计.版周美兰，周封，王岳宇编著，科学出版社，2009【4】力控组态软件及编程资料