力控組態(tài)軟件實(shí)例

1、實(shí)驗(yàn)報告姓名:胡文千學(xué)號:班級: 專業(yè)：電氣工程及其自動化 學(xué)院：電氣與信息工程學(xué)院江蘇科技大學(xué)（張家港）二零一六年六月實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉DCS系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì);2、熟悉使用組態(tài)軟件對工藝流程圖的繪制;3、熟悉使用組態(tài)軟件生成多種報表。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)（一） 1、自行設(shè)計(jì)一個小型的工程現(xiàn)場;2、繪制工藝流程圖;3、在力控中模擬設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，仿真實(shí)現(xiàn)基本功能。實(shí)驗(yàn)（二） 1、在實(shí)驗(yàn)（一）基礎(chǔ)上，完成在力控中生成報表;2、運(yùn)用DCS知識分析所設(shè)計(jì)的系統(tǒng);3、仿真結(jié)果分析總結(jié)。實(shí)驗(yàn)（一）1、方案題目交通系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)。2、方案背景現(xiàn)在的交通變得越來越繁忙， 交通系統(tǒng)變得越來越重要， 對交通系統(tǒng)實(shí)時必要的監(jiān)控

2、 能夠維持交通安全，若出現(xiàn)交通信號等混亂時能夠及時準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)。3、組態(tài)軟件1）概念組態(tài)軟件，又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。譯自英文SCADA即卩Sup ervisory Co ntroland Data Acquisition （數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制）。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專 用軟件。它們處在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方 式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟(RTU件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠(yuǎn)動系統(tǒng)Syste

3、m,Remote Terminal Unit) 。組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件， 它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶 開發(fā)界面和簡捷的使用方法，它解決了控制系統(tǒng)通用性問題。其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，并能同時支持各種硬件廠家的計(jì)算機(jī)和I/O 產(chǎn)品，與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合， 可向控制層和管理層提供軟硬件的全 部接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成。2）組態(tài)軟件的功能組態(tài)軟件通常有以下幾方面的功能：（1）強(qiáng)大的界面顯示組態(tài)功能。目前，工控組態(tài)軟件大都運(yùn)行于Win dows環(huán)境下,充分

4、利用Windows的圖形功能完善界面美觀的特點(diǎn)，可視化的m風(fēng)格界面、豐富的工具欄，操作人員可以直接進(jìn)人開發(fā)狀態(tài)，節(jié)省時間。豐富的圖形控件和工況圖庫，既提供所需的組件，又是界面制作向?qū)?。提供給用戶豐富的作圖工具，可隨心所欲地繪制出各 種工業(yè)界面，并可任意編輯，從而將開發(fā)人員從繁重的界面設(shè)計(jì)中解放出來，豐富的動 畫連接方式，如隱含、閃爍、移動等等，使界面生動、直觀。2）良好的開放性。社會化的大生產(chǎn)，使得系統(tǒng)構(gòu)成的全部軟硬件不可能出自一家公司的產(chǎn)品，“異構(gòu)”是當(dāng)今控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)之一。開放性是指組態(tài)軟件能與多種 通信協(xié)議互聯(lián)，支持多種硬件設(shè)備。開放性是衡量一個組態(tài)軟件好壞的重要指標(biāo)。組態(tài)軟件向下應(yīng)

5、能與低層的數(shù)據(jù)采集設(shè)備通信， 向上能與管理層通信， 實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與 下位機(jī)的雙向通信。3）豐富的功能模塊。提供豐富的控潲功能庫，滿足用戶的測控要求和現(xiàn)場要求。DCS利用各種功能模塊，完成實(shí)時監(jiān)控 產(chǎn)生功能報表 顯示歷史曲線、實(shí)時曲線、提醒報警 等功能，使系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，易于操作，系統(tǒng)既可適用于單機(jī)集中式控制、 分布式控制，也可以是帶遠(yuǎn)程通信能力的遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)。4）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫。配有實(shí)時數(shù)據(jù)庫，可存儲各種數(shù)據(jù)，如模擬量、離散量、字符型等，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。5）可編程的命令語言。 有可編程的命令語言， 使用戶可根據(jù)自己的需要編寫程序，增強(qiáng)圖形界面（6）周密的系統(tǒng)安全防范，對不同的操作

6、者，賦予不同的操作權(quán)眼，保證整個系統(tǒng) 的安全可靠運(yùn)行。7）仿真功能捉供強(qiáng)大的仿真功能使系統(tǒng)并行設(shè)計(jì)，從而縮短開發(fā)周期。本次實(shí)驗(yàn)使用由北京三維力控科技有限公司開發(fā)（核心軟件產(chǎn)品初創(chuàng)于1992年）的三維力控組態(tài)軟件進(jìn)行仿真。3、系統(tǒng)基本功能本實(shí)驗(yàn)過程模擬了交通系統(tǒng)監(jiān)控部分， 目標(biāo)實(shí)現(xiàn)對時間， 信號燈亮情況等數(shù)據(jù)的實(shí)時 監(jiān)控。4、工藝流程啟動系統(tǒng)后，假設(shè)南北方向允許通行，以南北方向信號燈運(yùn)行情況為例設(shè)計(jì)方案運(yùn) 行步驟如下：1）南北方向信號燈：直行綠燈 40 秒，人行道綠燈 40 秒，開始倒計(jì)時；2）上述倒計(jì)時結(jié)束后信號燈變?yōu)椋喝诵械兰t燈 20 秒，左轉(zhuǎn)綠燈 17 秒加黃燈 3 秒，開 始倒計(jì)時；3）

7、上述倒計(jì)時結(jié)束后信號燈變?yōu)椋航雇ㄐ屑t燈 60 秒，人行道紅燈 60秒。東西方向信號燈運(yùn)行情況與南北方向信號燈運(yùn)行情況完全相反，兩者相互結(jié)合構(gòu)成了一 個簡單的交通信號燈系統(tǒng)。5、工藝流程圖南北方向都為綠燈直行時的信號燈情況圖如下所示： 南北方向?yàn)榫G燈左轉(zhuǎn)，人行道為紅燈時的信號燈情況圖如下所示： 南北方向?yàn)辄S燈，人行道為紅燈時的信號燈情況圖如下所示： 東西方向都為綠燈直行時的信號燈情況圖如下所示： 東西方向其余左轉(zhuǎn)與黃燈情況與南北方向一致。實(shí)驗(yàn)（二）1、報表畫面本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使用了兩個報表，實(shí)時數(shù)據(jù)報表和歷史報表。實(shí)時數(shù)據(jù)報表顯示了數(shù)據(jù)點(diǎn)點(diǎn)名及測量值的實(shí)時數(shù)據(jù)和變量說明如圖 1 所示：圖 1 實(shí)時

8、數(shù)據(jù)報表歷史報表記錄了從運(yùn)行開始以來的所有檢測數(shù)據(jù)， 并可以通過設(shè)定時間范圍進(jìn)行查詢 如圖 2 所示：圖2 歷史報表2、方案程序設(shè)計(jì)進(jìn)入程序：nst=40;/ 南北秒數(shù)ewt=60;/ 東西秒數(shù) 程序運(yùn)行周期執(zhí)行：IF ns=120 THEN ns=0;ew=0;nst=40;ewt=60;ELSEENDIFIF ns=40 THENnst=17ELSEENDIFIF ns=57 THENnst=3ELSEENDIFIF ns=60 THENnst=60ELSEENDIFIF ew=60 THENewt=40ELSEENDIFewt=17IF ew=100 THENELSEENDIFIF ew

9、=117 THEN ewt=3ELSEENDIF / 東西紅燈 60 秒IF ew>=0&&ew<60 THEN =1;=1;ELSE =0;=0;ENDIF / 東西綠燈 40 秒=1;ELSE =0;=0;ENDIF / 東西左轉(zhuǎn)綠燈 20 秒IF ew>=100&&ew<117 THEN =1;=1;ELSE =0;=0;ENDIF / 東西黃燈 3 秒IF ew>=117&&ew<120 THEN =1;=1;ELSE =0;=0;ENDIF / 南北綠燈 40 秒IF ns>=0&&am

10、p;ns<40 THEN =1;=1;ELSE =0;=0;ENDIF / 南北左轉(zhuǎn)綠燈 17 秒IF ns>=40&&ns<57 THEN =1;=1;ELSE=0;=0;ENDIF / 南北黃燈 3 秒IF ns>=57&&ns<60 THEN =1;=1;ELSE =0;=0;ENDIF / 南北紅燈 60 秒IF ns>=60&&ns<120 THEN =1;=1;ELSE=0;=0;ENDIFIF ns>=40&&ns<120 THEN =1;ELSE =0;ENDI

11、FIF ew>=0&&ew<60 THEN =1;ELSE =0;ENDIF ns=ns+1;ew=ew+1;ewt=ewt-1;nst=nst-1;3、仿真結(jié)果分析總結(jié)1）信號燈控制1）實(shí)際系統(tǒng)南北方向?yàn)榱吮３植粫徊嫱ㄐ校?所以信號燈就必須要求南北紅燈時東西才能通行，同樣?xùn)|西紅燈時南北才能通行。人行道還要考慮到南北左轉(zhuǎn)時南北人行道是不能同行的，同樣?xùn)|西左轉(zhuǎn)時東西人行道是不能同行的。2）設(shè)計(jì)系統(tǒng)比較相比于實(shí)際系統(tǒng)，本實(shí)驗(yàn)?zāi)M了與交通信號等同步點(diǎn)亮的一個系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)控交通燈正常或者異常的狀態(tài)。2）時間控制1）實(shí)際模型為了保證不交叉，因此 南北紅燈時間 =東西綠燈時間 +東西綠燈左轉(zhuǎn)時間 +東西黃燈時間東西紅燈時間 =南北綠燈時間 +