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础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础二、 课程设计任务本课程设计要求在修完《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），结合一个双容水箱液位监控系统，完成该控制系统的上位机监控系统组态设计。三、课程设计要求1．基本要求（1） 监控系统总体设计：了解系统设计要求，进行需求分析，确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：根据所确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：采用脚本语言或其他软件工具建立虚拟对象模型，能够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10点链接。（5） 运行策略组态：采用脚本语言建立监控系统的运行策略，控制所建立的软件系统的运行流程。（6） 控制策略组态设计：选择和设计适当的控制算法并组态，实现对被控系统的控制要求。（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：确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） 安全策略组态：建立监控系统的安全操作机制，对用户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、运行和改进。（12）编写课程设计报告。2．具体要求（1）数据变量所选课题系统应具有一定数量的开关量I/0信号（至少6个）和模拟量I/0信号（至少4个）。（2）监控系统画面所设计的监控系统画面应包括下列内容，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置的参数设置画面。（3） 运行控制策略：通过策略脚本编写，能够实现系统的模拟运行。（4） 安全策略：所设计的监控系统应具有登录后方可操作的安全策略功能。（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行调度。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连续测试状态打开和关闭Getuser字符型保存登录用户名上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。

^■cGsa^环境-［工作台：］XMCGSWORKl自06-3崔阳课^.MCG] 匚□◎文件㈤编辑⑥查看②插入①工具①窗口迪帮助⑪-O1X口|爭旧］争|圈对翳圍刖斜玉|a|蛊属 會妙凰|\a主控窗口©设备窗口a用户窗口to实时数据库智运容策略名字gQlnputSTime|9lnputUserl|9lnputUser2轲累INOUT底已側试标志feSlINgQRlOUTS0H2INS0S2OUTSQS3INfefi3OUT底已駅炉组对象J0±LH名字gQlnputSTime|9lnputUserl|9lnputUser2轲累INOUT底已側试标志feSlINgQRlOUTS0H2INS0S2OUTSQS3INfefi3OUT底已駅炉组对象J0±LH的上LHH詬上LL|0±LLL底已上水箱菠粒詬下LH詬下LHH轲下LL詬下LLL底已下水箱祓粒类型注释型型型型型型型型型型型型象型型型型型型型型型型将将将芙粪类備備備備備備对備储備備備備備储備備字字字开开开数数数数数数组数数数数数数数数数数垂统内建数据对氛系统内建数据对氛垂统内建数据对氛测试标志.1连续测试状态.0-...中同变屋.上水緡襪位高僱中间变量.上水辅菠位高高限中闻变鏡.上水緡菠位低限中闻变屋.上水轲襪位低低晅中伺变屋.下水緡襪位高僱中同变屋.下水緡襪位高高晅中间变量.下水辅菠位低程中闻变鏡.下水緡菠位低低晅五．监控界面设计1.设计的监控界面。斤、口斤、口O■-■AarjAo_l0e-%屈丄^19H3if20t9f«1^1HlE31为保证系统的正常运行，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。单步测试按钮和连续测试按钮对系统进行测试。运行界面有泵、开关阀1和进气开关的控制按钮。运行时控制要求如下：水箱液位和液位的控制范围在10~90米，而低于10米或高于90米时报警；压力正常情况应低于0.8Kpa，否则报警；温度正常范围在20〜80之间，低于20°C或高于80C时报警。同时在系统运行时能够反映系统当前运行时间。六．运行策略程序设计与说明1、启动策略上水箱液位=0.001下水箱液位=0.0012、循环策略泵OUT=泵IN阀1OUT=阀1IN阀2OUT=阀2IN阀3OUT=阀3INIF泵OUTTHENIF上水箱液位<100THEN上水箱液位=上水箱液位+0.05*阀1OUTENDIFENDIFIF阀2OUT>0THENIF上水箱液位>0THEN上水箱液位=上水箱液位-0.05*阀2OUTENDIFENDIFIF阀2OUT>0THENIF上水箱液位>0THEN下水箱液位=下水箱液位+0.05*阀2OUTENDIFENDIFIF阀3OUT>0THENIF下水箱液位>0THEN下水箱液位=下水箱液位-0.05*阀3OUTENDIFENDIF七．控制算法程序及说明通常将系统中被控制的物理量称作被控变量，而被控变量所要求的理想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，设计控制器时要求采用一定的控制算法。本设计中采用的是增量式标准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=0THEN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‘超出位置最大值，位置=位置最大值IF位置<=位置最小值THEN位置=位置最小值‘超出位置最小值，位置=位置最小值前次位置=位置 ‘为下次循环作准备八．安全策略设计及说明在系统中，可以对需要限制使用的对象进行权限设置，来规范用户的操作权限。在MCGS软件中定义了四种用户权限，有管理员、工程师、操作员和所有用户四种级别。其中，管理员只可以管理所有的权限分配；工程师仅可以对系统参数进行设置；操作员仅可以对系统运行进行操作。在该设计中，把参数维护窗口的权限设置为工程师组，因此只有工程师组的用户才可以使用擦书维护窗口对参数进行修改设置；把单步测试按钮和连续测试按钮设置为操作员权限，因此只有属于操作员组的用户才可以对系统进行单步测试和连续测试操作。其它窗口或构件的使用权限设置为所以用户，因此所有用户都可以使用这些窗口和构件。液位趋势图液位趋势图3.实时数据表实时数据表上水箱襪也〔米〕下水箱襪也〔米）10.8192即沪10.81920.^1252^125.历史曲线历史数据曲线.报警与历史报警记录最新报警记录最新报警记录討闸 对蠢名界用鱼「養善•谨〒■A1Z-23血皈的上水植輩程歩瞽坊束9(36■鄭4151Z-231G：45=4D±jK«««LTTB^S章■产生9L3&4GH1D12-23iei«<1上*箱專程TTSW»槪*埔审5上＜9吕1D12-231E：C：41上相I箱悅THfliVU■产生10^951512-23 上*箱*蛊TOt和瓯21512-2316:*.41上*箱策也TTKfti®斡产生101Z-23lG；fi：4Z±^4r*«trrieafr投算坊東1U.EE771D12-23函価亚上*Iff址栓rew*章■产生1D.EE771512-2316：«：＜?上*箱葫穂9LDD11B12-2316L*K上*箱專柱TTSW»槪*产生9LDD11D12-231杞药：棉上*箱葫也i:1(1-49631012-231fr*.输上*箱*也TVW*并*产生1(1硕91512-231G;4G:43±^4i«tNf雪羽r8LB19T1S1B1Z-2316：fi：43上*摘单也rreijiff按算产生BLB19T1S1D12-231Q45H4上*；聃垂魁TTK^SIIJ3IM1D1J-2316L*tt上水箱案柱TV^¥槪*产生圖151J-231G：乐榊上*箱矯也TVWVU■结羞8L&37J7帖1；＜31G：药:榊上水箱it起TTB^f猝产生1012<31fr*.牴上 餐TTW^S1(1ms101Z-2316：4S:45上就箱堪慨TBIF^挟曹产主10-12221512-231心茄：昭上*幣*也TEWtH：丄&関弓1512-2316：«：«上*箱培也TTS#V餐■产生B：丄&関名1DV

历史报警记录历史报警记录Muill10AklhN«mcTlnneSTlimSMSTkneETimeEMSTlmATimeID亦V«lueLSmtlStolidVtiluc:Ifik120<9-12-0§1®-56：30375?W?-1?-09i8：5«r3l)7519M-1?-30<n：i：C0i)C191i?»50zZOi^OZ^D^|i»：5&：31375^VDfl-lZ-D91B；5^32S751BVfl-lE!-3DW；IQUDOiO192氐驯1CD32DI9-]^^5|ifl=5B：55375^Om-g-lf-DS1B!5E^5875im-l^DEO^IODDfl192f.3799rgIDD*20m£H031®：5fc55®75?m-1?-0918:57^1^137518S9-1^3D«0：00^01914J799t95052®<9-12-091®-5?:0d3752M!9-1^D9i19:57^437519M-1?-30<n：i;C0i)C19£5.339^1(1D52DD9-nZ^]^|iH=5ED4l375?[M,9-12-D9ilB：5T^]53751屈-1吐和100：(]0]：|0(]1911.379995D7IeB-572053752Mfl-12-0i9i1B：E7：fl537519i25.JI399rg1GDS2(X9-12-091S：5?：05375?MI3-12-O918：S7^6R51»9®-12-30»e：oo^o19150L2009-1^1O?:DS3752m-12-09lS;67^£37Bim-12-30IDU；0IDdD0192EJ39IM10Lid凹ID4唸划勺l£5J：DB375JtM-g-lS-DSlB：57rO7J751N9-12!-3DirDDdO1911.379995D991^.5720737E2MB-12-0i9i1B：E7Lfl7375im-1?-3DID0!(liDLiD(]19i25.339991GD箱闿2®<9-12-0^1®S?：07375?W?-12-09i8:57i)83751999-1?-30<n：i：00i)C1911J7999S013EIDI94唸划勺l«：5r；DB3752DCIQ-12-D91S；57rDQS7B1BVfl-lE!-3DW；IQUDOiO192B.3399rg1CD142皿4唸删1^：D«DB3442EHD^-1Z-(19119:04^98441IB'Srg-l^DEOlOIO^fl191I.BBS5DIS2(X9-12-0915:9*09即?MlS-12-0919：0^1lW1»9®-12-30»e：OOAO192«i.661(10H2®<9-12-0^If