组态技术项目化活页 项目6 恒压供水监控系统设计

组态技术项目化活页项目6恒压供水监控系统设计1/2任务单（6-1）项目编号6项目名称恒压供水监控系统设计任务描述：恒压供水监控系统，主要完成对用水部门的出水压力进行恒定控制，确保用户用水方便，一般采用PLC、变频器、交流异步电动机组、电控柜、压力传感器和上位机构成，本项目包含一台水泵电机，实现软启动和变频模拟量调速，压力传感器检测到出口压力，经PLC模拟通道采样后，与设定值进行比较后，经过PID控制算法得出输出值，以此来控制变频器的输出频率，改变水泵电机的转速来改变供水量，最终实现管网的水压维持在给定值附近，通过工控机和PLC的连接，采用MCGS组态软件完成系统监控，实现运行状态的动态显示及报警、曲线的查询。用s7-200编程实现恒压供水自动控制。恒压供水系统采用一台变频器和一台PLC加一台工控机实现，用MCGS组态软件实现在线监控和参数设置，具体控制要求：系统运行时，先通过组态桌面设置给水出口压力值、比例、积分、微分参数，并将其送给PLC；通过PLC模拟通道自动检测压力传感器传来的出水压力；当出口压力较小时，变频器满负荷运行，输出50HZ频率；当出口压力靠近给定值附近时，自动进入PID控制程序；组态系统可在桌面的设置各类参数，并可实时监控运行状态；组态系统需实现数据的报警，实时曲线监控和数据储存。学习目标知识目标：1.了解恒压供水系统的工艺流程；2.掌握恒压供水系统的硬件组成（PLC、变频器、压力传感器、电动机）；3.掌握组态与S7-200PLC设备连接及通讯参数的设置；4.掌握组态界面设计及动画效果设计；5.掌握输入框、指示灯、按钮、标签等构件的组态及动画设计；6.掌握历史曲线与实时曲线的定义及组态方法；7.熟练组态界面液位报警显示及输出的功能；8.熟练实时数据显示及历史数据查询，报表打印的功能；9.熟练组态数据库与PLC变量的连接及逻辑控制。技能目标：1.能够根据用户项目需求查阅相关资料，制定项目总体设计方案；2.能够熟练使用MCGS组态软件创建工程、窗口并进行运行界面设计；3.能够根据控制要求实现组态界面图形构件的动画组态及连接；4.能够实现组态与PLC设备通讯并连接；5.能够编写下位机程序，下载并调试诊断；6.能够实现组态界面报警显示、实时数据显示、历史数据查询；7.能够通过组态操作界面实现液位限值、PID参数的在线设置；8.能够连接变频器并正确设置其控制参数，实现PLC与变频器之间的数据通讯；9.能够实现控制系统的逻辑控制及联机运行。情感目标：1.培养学生理论联系实际的良好学习习惯；2.激发浓厚的学习兴趣，培养严谨的学习态度；3.培养良好的职业道德；4.培养学生团队合作能力与沟通能力；备注：项目导入时使用，确定学习目标，项目要求，每组一份。任务单（6-2）项目编号6项目名称恒压供水监控系统设计姓名学号班级小组日期一、资讯（一）技能方面1.查阅相关恒压供水控制系统的工艺流程；2.调查了解恒压供水的应用；（二）知识方面（参考书及知识链接内容）（1）实时曲线是用曲线显示一个或多个数据对象数值的动画图形，数据对象值的变化情况。它可以用绝对时间为横轴标度，此时构件显示的是与的函数关系。（2）实时曲线的类型有“”和“”两类。（3）历史曲线的功能是实现的曲线浏览。运行时，历史曲线能够根据需要画出相应历史数据的趋势效果图，描述历史数据的变化。（4）与实时曲线不同，历史曲线必须指明历史曲线对应的存盘数据的来源，即来源可以是、标注的Access数据库文件等。（5）MCGS组态软件的安全管理机制和WindowsNT类似，引入和的概念来进行权限的控制。（6）给正在组态或已完成的工程设置密码，可以保护该工程不被别人打开使用或修改。设置密码的方法是：在组态工程环境下，选择“工具”菜单的“”→“”命令即可，（7）按照如下的安全机制要求，简述实现步骤：设置用户组：管理员组、操作员组；用户：负责人、张工；负责人属于管理员组；张工属于操作员组；负责人才能进行用户和用户组管理；只有负责人才能进行“复位”和“退出”操作；对工程文件进行加密。二、计划每3人一组，每组选出一名负责人，负责人对小组任务进行分配。组员按负责人要求完成相关任务内容，并将分配结果填入表1中。表1任务计划表序号任务概述承担成员备注三、决策根据任务内容制定实施方案，在规定时间内完成工作，并填入表2中。表2任务实施方案表步骤工作内容计划时间实际时间完成情况1工程创建并保存2数据库变量创建3用户窗口静态界面设计4用户窗口构件动画连接及调试5脚本程序编写及调试6设置与模拟设备建立连接的参数7MCGS数据库变量与模拟设备建立连接8控制要求优化及整体调试9资料整理10作品展示及评价工作单项目编号6项目名称恒压供水监控系统设计成绩班级小组日期小组成员四、实施1、工程分析恒压供水系统需要1个用户窗口用于体现数据报警、实时曲线、PID参数设定等功能，参考组态画面如图6-6所示。其中画面制作中主要涉及工具箱中的标签、流动块、标准按钮、输入框、实时曲线、历史曲线、报警显示，以及图形元件库中的按钮、指示灯、传感器等。需要1个用户策略，用于报警数据浏览2个脚本程序构件，1个用于出水压力上下限设定值，1个用于启停控制2.实施计划并完成对应的内容（1）工程建立存盘信息为：D：\。注意事项：工程文件名及保存路径中不能出现空格，否则无法运行。（不能存桌面）（2）创建数据库对象变量名称类型注释（3）新建窗口:设置窗口基本属性，并设为启动窗口。a.窗口名称：b.窗口标题：c.窗口背景颜色：d.窗口位置：d.窗口边界：（4）监控界面设计窗口中添加水罐、水泵、调节阀、出水阀、流动管道、显示输出标签、输入框、按钮、指示灯等构件，方法同前几个项目。3.报警定义、显示及处理（同项目5）4.实时曲线（1）实时曲线构件的基本属性设置：a.最小值：；b.最大值：；c.时间单位：；（2）实时曲线构件的画笔属性设置：a.曲线1：；颜色：；线型：；b.曲线2：；颜色：；线型：；5.历史趋势（1）历史趋势构件的基本属性设置：曲线名称：；（2）历史趋势构件的存盘数据设置：组对象对应的存盘数据：；（3）历史趋势构件的曲线标识设置：曲线1：颜色：；线型：；6.实时报表（1）自由表格，F9直接进入连接连接状态，选取要连接的变量：水位等（2）主控窗口，新增普通菜单，选择“打开窗口”，连接“数据显示”窗口7.历史报表（1）运行策略中新建“用户策略”，命名为“历史数据”；（2）新增策略行，添加“存盘数据浏览”，设置如下：a.窗口显示标题：；b.数据来源：；（前提是已经创建数据组对象）8.设备连接（1）PLC,EM235模拟量输入输出模块提供：模拟量输出：AQW0：变频器输出4-20MA模拟量输入：AIW0:出口压力0-10V（2）与PLC通讯参数设置：（3）PLC设备I/O地址通道与组态数据对象建立连接输入部分输出部分序号PLC地址组态数据对象序号PLC地址组态数据对象（4）下位机程序设计（另附页）五、成果展示与考核PPT汇报，成果演示六、总结技术资料、知识点等归纳总结。项目6恒压供水监控系统设计考核评价项目名称评分内容评分标准分值自评得分师评得分方案设计项目任务解读正确。小组讨论制定系统控制方案。5软件组态创建工程，并按照要求保存5界面设计符合设计要求、整齐美观。5数据对象定义正确，建立完整实时数据库。5能实现流动管道、阀门、水泵、变频器的动画连接。5实现出水压力数值显示5PID控制的参数在线设置