组态王水位课程设计

成绩 南京工程学院课程设计说明书(论文)题 目 组态王课程设计水位控制系统 课 程 名 称 集散控制系统 院 系 电力工程学院 专 业 电气工程及自动化 班 级 电气081 学 生 姓 名 张 鑫 伟 学 号 设 计 地 点 8-216 指 导 教 师 朱建忠 设计起止时间：2011年11月07日至2012年01月05日 目 录一、前言5二、工程设计5（一）设计要求5（二）设计过程51、新建工程52、新建画面63、建立仿真PLC64、完善数据词典75、画面单位具体设置与动画连接86、按钮参数设置87、多权限登录设置98、主画面外其余画面的设置99、总体命令语言设置13三、运行效果14四、课程设计体会17五、参考文献18南京工程学院课程设计任务书题目 组态王课程设计水位控制系统 课 程 名 称 集散控制系统 院（系、部、中心） 电力工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气081 起 止 日 期 2011.11.72011.12.31 指 导 教 师 朱建忠 1课程设计应达到的目的1、熟悉并熟练掌握组态王软件；2、通过组态王软件的使用，进一步掌握了解过程控制理论基础知识；3、培养自主查找资料、搜索信息的能力；4、培养实践动手能力与合作精神。2课程设计题目及要求用组态王对一个简单控制过程进行组态，要求画出组态画面，能进行动画连接，可以模拟查询数据报表、历史数据曲线以及报警画面。 题目是水位控制系统，是对象为一储水罐，用水泵从水源抽水作为进水端，阀门控制出水端，中间有水位传感器。3课程设计任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求按照课程设计说明书的格式规范撰写课程设计说明书，正文部分包括：（1）功能描述：对系统要实现的功能进行简明扼要的描述。（2）软件设计：将系统划分功能模块，分析各功能模块之间的衔接关系；详细说明各软件模块的实现过程等。（3）运行效果：说明系统的运行效果（附运行界面图片、系统运行结果照片）。（4）心得体会：谈谈自己在课程设计过程中的心得体会、存在哪些不足以及预期的解决办法。说明：（1）课程设计说明书用A4纸统一打印，按电力学院课程设计说明书规范统一要求书写并装订。（2）课程设计的程序上交，文件夹名称为学生姓名及学号的组合。（3）答辩：未经指导教师许可或无故不到者，缺勤率达50%的学生不能参加答辩。 答辩时，设计者在阐述自己的设计过程和结果，突出设计中遇到的主要问题和解决方法，回答教师提问。4主要参考文献1、 金以慧.过程控制.北京：清华大学出版社，20042、马国华.监控组态软件及其应用M.北京：清华大学出版社，20013、姜秀英.过程控制系统实训M.北京：化学工业出版社，20075课程设计进度安排起 止 日 期工 作 内 容2011年11月07日2012年01月05日需求分析，系统总体设计验收（交报告）6成绩考核办法课程设计成绩的组成： 课程总评成绩分项比例表工作表现设计成果考核测评30%40%30%课程设计成绩评定需综合考虑以下因素：（1）工作表现：独立工作能力及设计过程的表现。占总成绩的30%。（2）设计成果：设计说明书（计算书、论文）、图纸、程序、作品等的质量。占总成绩的40%。（3）考核测评：课程设计结束前，指导教师应采用考试或答辩等形式对所指导的学生进行测评。如采用答辩形式，需填写课程设计答辩记录，测评成绩占总成绩的30%。（4）有创新的设计可以根据情况适当加分。教研室审查意见：教研室主任签字： 年 月 日院（系、部、中心）意见：主管领导签字： 年 月 日水箱水位控制系统一、前言“组态王”是运行于microsoft windows 200/NT4.0.XP中文平台的中文界面软件，充分利用了windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，并且采用了多线程。COM组件等新技术，实现了实时多任务，软件运行稳定可靠。 “组态王”软件包括由工程浏览器(TouchExplorer)、工程管理器(Proj-Manager)和画面运行系统（TouchVew）三大部分组成。在工程浏览中可以查看工程的各个组成部分，也可以完成数据库构造、定义外部设备等工作；工程管理器中内嵌了画面管理系统，用于新工程的创建和已有工程的管理。画面的开发和运行由工程浏览器调用画面制作系统touchMak和运行系统touchVew来完成。二、工程设计（一）设计要求 做一水位控制系统的组态，要求：动画显示水流运动。当水位高于或低于警戒水位时，报警界面出现，提示报警，并记录在报警事件中。设置登录权限，只有管理员才能启动系统，只有在此时水泵才可启动，其余权限中人员只能观看不能操作。组态中有历史曲线与数据报表，用来记录长时间过程中水位的变化情况，同时在主监控画面中也显示有即时报警与数据记录的功能。（二）设计过程1、新建工程打开组态王6.53，首先新建工程“水位控制系统”，如下图所示：2、新建画面双击进入工程，点击新建工程画面，进入开发系统画面，确定背景属性，打开工具栏，使用图库（快捷键F2）创建所需的器件：水泵、水管、水箱、水位传感器等；并用作图工具绘制其他结构：水流等。最后，得到如下图：图上相关部件为：按钮、文字、水位实时曲线显示窗口、实时报警显示窗口。关于这一部分后面在做分析，先画好系统模型。3、建立仿真PLC选择系统设备，点击新建设备： 如图设置，最后点击确定，完成对仿真PLC元件的设置。4、完善数据词典 如图所示，建立组态系统所需数据变量：共计为：水位、水泵运行、启动运行、出水阀门、历史曲线跨度、历史曲线卷动量、行。下面做具体说明：（1）水位：新建水位变量，在弹出对话框中设置为内存整数，初始值30，最大值100。并且在报警定义中把报警限低与高打勾，底线为5，顶限为95.（2）水泵运行：设置为I/O离散，在连接设备中选择之前建立的新I/O设备，寄存器器选CommErr，数据类型为Bit，采集频率1000毫秒，只读。（3）启动运行：设置为内存离散（4）出水阀门：设置与水泵运行相同。（5）历史曲线跨度：设置为内存整数，初始值600，最大值。（6）历史曲线卷动量：设置为内存实数，初始值3.，最大值99999。（7）行：设置为内存整数，初始值27，最大值99999。注：水位是高度值，从0100的整数值，故变量选择内存整数。水泵运行与出水阀门是受仿真PLC控制的I/O离散量，寄存器的选择从下表中得出：寄存器格式寄存器范围读写属性数据类型变量类型寄存器含义INCREAdddd01000读写SHORTI/O整型自动加1DECREAdddd01000读写SHORTI/O整型自动减1RADOMdddd01000只读SHORTI/O整型随机寄存器STATICdddd01000读写SHORTBYTELONGFLOATI/O整型I/O实数常量寄存器STRINGdddd01000读写STRINGI/O字符串常量字符串寄存器CommErr读写BITI/O离散通讯状态寄存器历史曲线跨度与历史曲线卷动量是在历史趋势曲线中所用，后面在做介绍。5、画面单位具体设置与动画连接双击反应器模块，水泵模块，运行指示灯模块，阀门模块，阀门开关按钮模块，分别在弹出对话框中做如下设置： 双击水管模块，在弹出对话框中点击特殊动画效果为流动，并设置流动条件为-8，若水流方向相反，则可以改为+8。对于水箱水位的实时显示可以在水箱旁边写上“#L”并双击设置参数：点击模拟值输出，在弹出对话框中做图中所示设置。到此，模块部分设置完毕。6、按钮参数设置在工具中选择按钮工具，并在主画面中画出如图所示的按钮，分别为启动、停止、管理登陆、退出登录、主画面、水位报警、历史曲线、数据报表、退出。对于启动、停止按钮，双击选择按下时并写入命令语言：启动按钮为：本站点启动运行=1;停止按钮为：本站点启动运行=0;对于管理登陆、退出登录、主画面、水位报警、历史曲线、数据报表、退出这些按钮则是选择弹起时并写入命令语言：管理登陆：LogOn();退出登录：LogOff();主画面： ShowPicture(监控模型);水位报警：ShowPicture(水位报警);历史曲线：ShowPicture(历史曲线);数据报表：ShowPicture(数据报表);退出： Exit(0);在管理登陆中若要显示小键盘，则可以在系统配置设置运行系统中进行如下设置：如图，先设置恰当的运行系统基准频率为500，时间变量更新频率为 1000。把使用虚拟键盘与写变量时变化时下发前面打勾，如要有声音提示则把声音提示打勾。7、多权限登录设置在管理登录旁边写上登录的权限名称，为多权限登录做准备。名称中显示当前登录的用户名称，权限显示当前登录用户的权限。具体设置如下所示：（1）双击名称，点击字符串输出，在表达式中写入“$用户名”以连接到登录用户名；（2）双击权限，点击模拟值输出，在表达式中写入“$访问权限” 以连接到访问权限。然后进行用户权限设置：在系统配置中点击用户配置，在对话框中双击系统管理员，设置优先级为最高999，密码为1234。然后在无组中新建操作员1与操作员2权限，分别为：操作员1可进行出水阀门的操作与组态画面的观看，其余不能操作。操作员2只可进行组态画面的观看，其余不可进行操作。故设置操作员1密码为1，权限为99，操作员2密码为2，权限为9。并在模型中给予相应设置：在水泵、阀门、阀门开关中设置权限为90，在启动、停止中设置权限为100。对于主画面、水位报警、历史曲线、数据报表、退出的权限设置为0。如此，确保高权限可对低权限部分进行操作，而无法操作更高权限部分。8、主画面外其余画面的设置（1） 水位报警画面 新建一个画面，名称为“水位报警”，并用工具箱中“报警窗口”命令在画面中画出报警窗口。其余部分复制主画面中按钮粘贴即可如图所示： 同样，主画面中的实时报警窗口也是这样设置，不过窗体被缩小了。然后做如下设置：在工程中点击报警组，新建加入报警组水箱水箱液位，如图所示。在水位报警画面中右键点击，选择动画连接，做如图中所示设置： （2） 历史曲线画面 同样新建画面，命名为历史曲线，在画面中打开工具箱中的图库，选择历史曲线加入到画面中，如上图所示。查阅组态王帮助文档知道各按钮的意义：第一排最前面的两个按钮为时间轴左端向左卷动和时间轴左端向右卷动；第一排最后两个按钮为时间轴右端向左卷动和时间轴右端向右卷动。第二排前面四个按钮为：时间轴向左平移，时间轴向右平移，时间轴向左平移两倍，时间轴向右平移两倍。卷动百分比按钮对应卷动百分比量的输入，作用是使趋势曲线的时间轴左移或右移一个百分比，百分比是指移动量与趋势曲线当前时间轴长度的比值。比如移动前时间轴的范围是12:0014:00，时间长度120分钟，左移10%即12分钟后，时间轴变为11:4813:48。在此按钮后面有两个分别为时间轴百分比左移与时间轴百分比右移。 输入调整跨度按钮用以调整跨度时间，如输入7200，表示时间调整跨度为2小时。后面有四个不同的时间跨度可以选择。 时间轴缩放按钮显示时间轴的量程。可以缩小或者放大时间轴。后面有时间更新按钮，用以将历史曲线时间轴的右端设置为当前时间，以查看最新数据。最后是参数设置按钮，在软件运行时设置记录参数，包括记录起始时间、记录长度等。具体设置为： （3）数据报表画面 新建画面，命名为数据报表，在画面中用工具箱中的报表工具画出一张报表，如图所示：实际所用24行，表示一天24小时用以记录系统在各个时间段内的运行状态，包括：水位高度、水泵运行情况、出水阀门开合情况等。建立完毕后在画面中右击，进入画面属性，选择命令语言，写入相应的命令语言：if ($时=0)行=4;if ($时=1)行=5;if ($时=2)行=6;if ($时=3)行=7;if ($时=4)行=8;if ($时=5)行=9;if ($时=6)行=10;if ($时=7)行=11;if ($时=8)行=12;if ($时=9)行=13;if ($时=10)行=14;if ($时=11)行=15;if ($时=12)行=16;if ($时=13)行=17;if ($时=14)行=18;if ($时=15)行=19;if ($时=16)行=20;if ($时=17)行=21;if ($时=18)行=22;if ($时=19)行=23;if ($时=20)行=24;if ($时=21)行=25;if ($时=22)行=26;if ($时=23)行=27;/报表=1; 设置好报表所用各元素；string ss; 定义函数string；if (本站点启动运行=0) 判断系统运行状态；ss=关; elsess=开;ReportSetCellString(实时报表, 行, 2, ss); 将运行状态指定到报表第二列；ReportSetCellValue(实时报表, 行, 3, 本站点水位); 将水位状态指定到报表第三列；if (本站点水泵运行=0) 判断水泵运行状态；ss=关;elsess=开;ReportSetCellString(实时报表, 行, 4, ss); 将水泵状态指定到报表第四列；if (本站点出水阀门=0) 判断出水阀门状态；ss=关;elsess=开;ReportSetCellString(实时报表, 行, 5, ss); 将出水阀门状态指定到报表第五列；9、总体命令语言设置（1）在组态画面全部设置完毕之后，必须写入相应的程序语言，之后仿真PLC才会运行，整个组态才算是完成。所以，首先在系统命令语言中选择应用程序命令语言，将下面程序写入：if(启动运行=1) 判断系统运行状态；if(水位95) 若水位高于95，则关闭水泵；水泵运行=0;else水泵运行=0; 系统没启动，水泵不能运行；（2）关于报警命令语言在命令语言中选择事件命令语言，新建事件命令语言，事件描述为：本站点$新报警=1在发生时框中写入下面程序：ShowPicture(提示报警);本站点$新报警=0;用来实现到达报警条件时系统自动报警的效果。（3）主画面命令语言右击主画面，选择画面属性画面命令语言，写入：if(