用IPC和组态王实现水箱水位监控系统课件

61、辍学如磨刀之石，不见其损，日有所亏。62、奇文共欣赞，疑义相与析。63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠深巷中，鸡鸣桑树颠。64、一生复能几，倏如流电惊。65、少无适俗韵，性本爱丘山。用IPC和组态王实现水箱水位监控系统用IPC和组态王实现水箱水位监控系统61、辍学如磨刀之石，不见其损，日有所亏。62、奇文共欣赞，疑义相与析。63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠深巷中，鸡鸣桑树颠。64、一生复能几，倏如流电惊。65、少无适俗韵，性本爱丘山。用IPC和组态王实现水箱水位监控系统学习项目5学习项目5用IPC和组态王实现水箱水位监控系统内容提要本章通过水位监控系统实例学习采用Kingview组态软件、PC和PLC构成计算机控制系统的方法首先提出系统控制要求,然后对水位对象进行分析,确定了控制方案。之后进行了接口部件的选型,确定使用凌华牛顿系列的ND-6018智能模块和三菱FX2N-48MRPLC作为◎接口设备,并根据其接线端子定义画出系统接线图。最后详细介绍了用Kingview进行监控画面制作、监控程序编写与调试的方法。学习项目55.1水箱水位监控系统的方案设计51.1水箱水位监控系统的控制要求水位监控系统组成如图5.1所示。水箱通过一台水泵(Pump)和相应进水管道为水箱供水,水箱出水管道连接到多个用户,为用户提供水源。为了保持水压的相对稳定,要求水箱的水位(LiquidLevel)在合适的范围内水箱水位有两个报警限,分别是上限和下限。已知水箱高30m,上限为6m,下限为1m。监控要求如下(1)进行水位控制:如果水位低于下限,则水泵工作,为水箱进水位上升到上限,则关闭水泵。(2)进行水位实时监测与显示。(3)报表输出:生成水位参数的实时报表和历史报表,供显示和打印(4)曲线显示:生成水位参数的实时趋势曲线和历史趋势曲线水位变话图5.1水位监控系统【基金项目】本文系“甘肃省教育科学规划课题研究成果”，课题立项号：GS[2017]GHB1342.笔者从事农村教学近二十年，通过实践发现，在生源条件较低的条件下，要引导学生思考，主动探索，合作交流，并在课堂上实施小组合作探究学习，是提高学生数学成绩的一种重要方法.一、组建合作学习小组农村学校初中数学课实行传统的教学方式，教师讲、学生听.遇到问题，学生不敢在课堂上主动提出，形成了机械的学习方式.改善现有教学现状，组建合理的合作小组是小组合作学习实施成功的关键.组建合理的合作小组应做到以下三点.1.分组前：通过多种方式与渠道，充分了解学生的知识水平、性格爱好、学习态度、家庭环境等.为了使所获得的资料更准确，常与学生聊天，并仔细观察.对于他们生活、学习存在的问题，主动帮助解决，让他们觉得老师是朋友，他们更愿意告诉老师真实情况，这样能方便分组.与学生相处中尽可能挖掘出数学思维较好的学生，关注其作业练习，尽量让其自主表达自己的想法，提高他们的表达能力.2.分组时：根据学生的知识水平、表达能力、性格爱好、学习态度、家庭环境，互助精神等方面的差异，以组间同质、组内互质的原则，将全班人数分成若干个小组，每组6人，排成会议的形式，并让小组的同学为小组起名.3.分组后：对组内的同学进行分工，选出记录者、发言者、计时者各一名.同时每个小组选出一名组长，条件是组长必须数学理解能力较强，领导能力强，有号召力，有爱心，对于学习能力较弱的同学主动提供?椭?.组长要负责好组内分工并保证每个成员都有参与机会.记录者负责本组实验操作过程的实验现象和数据的记录.发言者汇集本组的讨论结果、实验结论，代表小组在班内交流.计时者控制好每个组员发言的时间，保证组内讨论按时、有序完成.二、小组合作学习的实施小组合作学习的实施中，发现学生在交流过程出现了冷场的现象，对于问题的讨论有时不知所措，甚至发现聊天多于讨论，这样就失去了小组合作学习的实际意义.为了真正实施小组合作学习，可采取如下方法：1.设立竞争机制，实施评分标准.当今社会竞争是无处不在的，人类在竞争中不断发展，科技的进步、经济的增长都离不开竞争，只有把竞争引入课堂，在课堂教学中设立竞争机制，才能让小组合作学习真正得以实施.为了让小组公平竞争，应设计一个详细的评分标准，当教师在课堂提问时能主动回答，回答正确得2分，回答错但能参与得1分.同学们在回答过程中若能独立提出不同的见解得2分，小组讨论得出的结论最好的得5.小组中学习基础较差的经过小组的互助，成绩有所提高的得5分.每天小组得分情况由科代表公布，每星期统计一次，分数最高的一组进行适当的奖励，分数最低的给予适当的惩罚等.2.设计好小组合作探究的问题.小组合作探究的问题的设计，是小组合作探究的重点，也是激发学生学习兴趣的关键，但是设计的问题不能太难，也不能太简单，更不能千篇一律，否则会扼杀学生的好奇心，也会失去小组合作学习的意义.如，讲解“一次函数图像的性质”时，事先用多媒体展示一次函数图像：y=2x，y=x+1，y=-2x，y=-2x-1，然后让学生仔细观察、分组探究，根据展示的函数图像发现它们的性质.三、小组合作学习的效果自从实施小组合作学习之后，学生的思维活跃了，学习数学的主动性更强了.班级中出现了这样的现象：各组学习较强的学生会在办公室“偷偷”提前拿走数学练习卷先做完，常常因为练习的效果比其他同学好而开心.组内学习较弱的学生也不甘示弱，会为了本组的积分努力学习，遇到不理解的问题主动求助于本组理解能力强的同学.课堂提问时各组之间争先回答，力求解题的完整、简洁，在回答过程中各组成员能认真听，以便找出回答中的不足部分给予指出.总之，在农村初中数学教学中，采用小组合作探究的学习方式，取得了一定的成绩.学生的数学成绩逐渐进步，学习数学的兴趣越来越浓，已形成学数学、爱数学、比数学的好风气.农村中学的教学，只要能找到合适的教学方法，就能激发学生学习的兴趣，有效提高教学质量.【一、初中生竞争意识的培养体育的重要魅力之一就在于激烈的竞争性。教师应引导学生投入到激烈的竞争中，树立竞争意识，胜不骄、败不馁，奋发向上、顽强拼搏。1、正确引导培养学生的自信心是素质教育的要求，也是对学生各种能力培养的需要。体育教学可以通过激发学生运动兴趣、培养学生抗挫折能力以及老师的鼓励和关心等方法来培养学生的自信心。体育教学中，教师要对学生的技能战术进行指导，也要对其比赛心理进行正确的引导，让学生在紧张或落后的情况下，心理承受能力能够得到锻炼与提高。2、目标定向指导学生确立短期目标、中期目标、远期目标，让学生在目标的指引下不断挑战自己。比如：学习正面双手垫拍球。短期目标：掌握技术――熟练掌握并能控制好球;中期目标：自垫时，能达到规定高度且一定数量;最终目标：规定时间和区域内，在规定高度上达到满分的标准。3、榜样激励初中生可塑性强，喜欢模仿。体育教师在教学中要以身作则，率先垂范，起到榜样的作用。可以列举姚明、刘翔、李娜等体育明星，以他们的模范事迹来激励学生;可以在学生身边选取优秀的老师、学生作为表率，让他们感到“可望又可及，可模仿又可学习”，达到以点带面的效果。4、多元评价合理、及时的评价可以更好地培养学生的体育品质，改进学习方法，发挥个人特长，提高学习积极性，展示自我，促进竞争，达到自我教育和互相教育的效果。学生的多元化发展要求老师对其多元化评价。内容上对学生的学习态度、合作交往能力、运动知识和运动智能的掌握情况和进步幅度、体能素质等方面评价;方法上采用规则性与目标定量相结合、学习过程与结果相结合、绝对评价与相对评价相结合，实现评价方法的多样化。从而提高学习的积极性，促进竞争。二、公平竞争环境是培养竞争意识的前提体育教学中的比赛必须按照一定的规则和要求进行。这些规则和要求必须是公平的。教师应把规则和要求，相互进行监督，从而提高学生进行公平竞争的意识。教师应严格按照规则和要求，客观、公正地进行裁判。确保竞争公平、顺利地进行。应结合学生遵守规则和要求的情况，搞好总结讲评。保证参与竞争者的心理平衡和不断进取的决心。组织学生之间的竞争，一定要注意让学生赢得理直气壮，输的口服心服。三、培养初中生的合作意识是培养其竞争意识的基础体育学习中的竞争与合作是对立的统一体，二者以特殊的形式相互依存，体育学习活动中竞争与合作一样具有积极地互动作用。体育教学中，竞争双方虽然相互排斥以取得胜利，但这种竞争往往是竞争与合作的共存和互赖。在一个体育运动队中，队员们知道他们也许并非是最快或最强壮的选手，但他们有其他人不具备的技能，他们懂得自己的和他人的特点，彼此欣赏、彼此配合，在体育运动中形成必可分割的凝聚意识，依靠集体的力量战胜敌手。小组间的竞争与对抗，同时就要求小组内的协作与配合，离开合作的孤立的竞争情景并不存在。学习项目5学习项目5用IPC和组态王实现水箱水位监控系统内容提要本章通过水位监控系统实例学习采用Kingview组态软件、PC和PLC构成计算机控制系统的方法首先提出系统控制要求,然后对水位对象进行分析,确定了控制方案。之后进行了接口部件的选型,确定使用凌华牛顿系列的ND-6018智能模块和三菱FX2N-48MRPLC作为◎接口设备,并根据其接线端子定义画出系统接线图。最后详细介绍了用Kingview进行监控画面制作、监控程序编写与调试的方法。学习项目55.1水箱水位监控系统的方案设计51.1水箱水位监控系统的控制要求水位监控系统组成如图5.1所示。水箱通过一台水泵(Pump)和相应进水管道为水箱供水,水箱出水管道连接到多个用户,为用户提供水源。为了保持水压的相对稳定,要求水箱的水位(LiquidLevel)在合适的范围内水箱水位有两个报警限,分别是上限和下限。已知水箱高30m,上限为6m,下限为1m。监控要求如下(1)进行水位控制:如果水位低于下限,则水泵工作,为水箱进水位上升到上限,则关闭水泵。(2)进行水位实时监测与显示。(3)报表输出:生成水位参数的实时报表和历史报表,供显示和打印(4)曲线显示:生成水位参数的实时趋势曲线和历史趋势曲线水位变话图5.1水位监控系统学习项目55.1.2水箱水位监控系统对象分析由于用户用水量随时可能变化,造成水箱水位随之改变,应该采用闭环形式随时检测水位变化并实时调整供水量。此外,水位控制范围1~26m,范围较宽,控制品质要求较低,故可采用水位过低时接通水泵;水位过高时断开水泵的位式控制算法用图形描述以上控制规律,如图5.2所示。图5.3是水箱用水量从0突然变化为100%时,按照以上控制算法进行控制得到的水位变化曲用水量线图52带中间区的位式控制算法木图5.3罐2出水量阶跃变化情况下控制结果水箱用水量阶跃扰动下系统工作过程如下(1)系统刚开始工作时。水位H0,由于H1m,水泵接通,开始上水,H逐渐增加,直到水位达到上限,A26m时,水泵关断。2)用水阀打开后。H逐渐下降,H<1m后,水泵再次接通,由于进水量大于出水量,H重新上升,H26m后进水阀关断。之后H下降,不断重复本过程。学习项目5总结:被控对象——水箱。被控参数——水箱水位H。控制目标-使H保持在1~26m范围。控制变量——水泵的通断。控制算法带中间区的位式控制算法5.1.3水箱水位监控系统初方案制订水位监控系统方框图如图5.4所示。水位经检测后通过输入接口送计算机,计算杋根据水位高低发出控制命令,控制命令通过输出接口作用到水泵上,实现水位的闭环控制盘」用水量输人接口计算机出接口水位检测图5.4水箱水位监控系统方框图学习项目552水箱水位监控系统的软、硬件设备选型与电路设计521命令输入设备选型本系统命令有:启动、停止、手动、自动。本系统采用直接在计算机上输入命令。522传感器和变送器选型仅就控制而言,本系统采用带中间区的位式控制算法,水位检测使用简单的水位开关即可。当水位达到限位值时,水位开关动作。但考虑到水位实时监测的要求,需要选择模拟量输出的水位传感器。在这里选用与项目3相同的DBYG型压力变送器523执行器选型本系统水泵参数如下型号:25SG-10-30。口径:25mm。流量:10m3/h。扬程:30m效率:60%功率:15kW。电压:~380V,50Hz。转数:2800r/min。524MO接口设备选型1.储液罐系统O点基本情况水箱水位系统的O点见表5.1,共有1个A,1个DO。学习项目5表5.1储液雄系统MO情况表功能性1水位要送器出信号检测水箱水位水那控信号控系遥DO2.水箱水位系统的ⅣO设备选择选择凌华公司牛顿系列(Fudan)的ND-6018智能模块作为输入接口设备,接收压力变送器输出代表水位高低的4~20mA电流信号。选择三菱公司的FX2-48MR型PLC作为输出接口设备,输出|PC的控制命令,控制水泵的通断ND-6018是凌华科技(中国)有限公司生产的8通道模拟量输入模块。其外观和接线端子定义如图5.5所示。ND6018图5.5ND-6018模拟量输入模块外观及接线端子定义学习项目5526其他器件的选型1.通信模块的选型ND-6018模块将输入的模拟量转换为串行数字信号,此信号为RS485标准。为了能够与计算机的RS-232串行口沟通,在ND-6018和计算机之间需要一个RS-485到RS-232的转换模块。在凌华牛顿系列中ND-6520具有此功能。其外观及端子定义如图5.6所示。xx,ND△图56ND-6520转换模块(RS-485到RS232)外观及接线端子定义2.配电器选型配电器的作用有3个:(1)为两线制变送器提供24V电源(本系统为DBYG-4000A/STXX2型扩散硅压力变送器)。(2)接收变送器输出的4~20mA电流信号,转换为1~5V后送下一个接收装置(本系统为ND-6018)。学习项目5(3)将变送器输出信号与下一级信号接收装置(本系统为ND6018)进行电气隔离可选择DFP2100型配电器,其外观和接线端子定义如图5.7所示。A部分为变送器信号输入端子组,其中1、2为第路变送器输入端子3、4为第路变送器输入端子。B部分为电源供应和输岀端子组,其中11、12为Dc24V供电输入端,1、2为第I路变送器电压输出端子,3、4为第廑路变送器电流输出端子,5、6为第Ⅲ路变送器电压输岀端子