組態(tài)軟件雙容水箱液位監(jiān)控系統(tǒng)

組態(tài)軟件課程設(shè)計報告書題目：雙容水箱液位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)一、 課程設(shè)計目的組態(tài)綜合練習(xí)態(tài)是一項綜合性的專業(yè)實踐活動，目的是讓學(xué)生將所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識運用到具體的工程實踐中，以培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識能力、實際動手能力和工程實踐能力，為此后的畢業(yè)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)二、 課程設(shè)計任務(wù)本課程設(shè)計要求在修完《監(jiān)控系統(tǒng)程序設(shè)計技術(shù)》課程后，運用工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件（MCGS），結(jié)合一個雙容水箱液位監(jiān)控系統(tǒng)，完成該控制系統(tǒng)的上位機監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計。三、課程設(shè)計要求1．基本要求（1） 監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計：了解系統(tǒng)設(shè)計要求，進行需求分析，確定組態(tài)軟件輸入輸出點、內(nèi)部變量等，構(gòu)思監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)框架。（2） 實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)：根據(jù)所確定的輸入輸出點和內(nèi)部變量點，建立監(jiān)控系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫。（3）虛擬對象組態(tài)設(shè)計：采用腳本語言或其他軟件工具建立虛擬對象模型，能夠仿真實際的物理對象，具有輸入輸出特性。（4） 窗口界面組態(tài)：根據(jù)系統(tǒng)需求和實際生產(chǎn)過程中的對象工藝流程，設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)的圖形操作界面，并同實時數(shù)據(jù)庫10點鏈接。（5） 運行策略組態(tài)：采用腳本語言建立監(jiān)控系統(tǒng)的運行策略，控制所建立的軟件系統(tǒng)的運行流程。（6） 控制策略組態(tài)設(shè)計：選擇和設(shè)計適當(dāng)?shù)目刂扑惴ú⒔M態(tài)，實現(xiàn)對被控系統(tǒng)的控制要求。（7） 歷史和趨勢記錄報表設(shè)計：建立歷史數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)記錄和趨勢顯示。（8） 實時和歷史報警記錄報表設(shè)計：確定和建立參數(shù)的報警限值和報警數(shù)據(jù)存儲特性，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的實時報警顯示和歷史報警數(shù)據(jù)查詢。（9） 主控窗口組態(tài)：通過系統(tǒng)菜單能對系統(tǒng)各個功能進行調(diào)度管理。（10） 安全策略組態(tài)：建立監(jiān)控系統(tǒng)的安全操作機制，對用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限，保證監(jiān)控系統(tǒng)的安全性。（11） 進行監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試、運行和改進。（12）編寫課程設(shè)計報告。2．具體要求（1）數(shù)據(jù)變量所選課題系統(tǒng)應(yīng)具有一定數(shù)量的開關(guān)量I/0信號（至少6個）和模擬量I/0信號（至少4個）。（2）監(jiān)控系統(tǒng)畫面所設(shè)計的監(jiān)控系統(tǒng)畫面應(yīng)包括下列內(nèi)容，并具有動態(tài)顯示和操作功能。系統(tǒng)封面；反映系統(tǒng)工藝的流程畫面；反映實時數(shù)據(jù)變化的趨勢圖畫面；反映實時數(shù)據(jù)變化的報表畫面；可查詢歷史數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)曲線畫面；可查詢歷史數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)報表畫面；反映數(shù)據(jù)實時報警狀態(tài)的報警畫面（或某畫面上的局部畫面）；查詢數(shù)據(jù)歷史報警狀態(tài)的報警畫面；能對系統(tǒng)參數(shù)進行設(shè)置的參數(shù)設(shè)置畫面。（3） 運行控制策略：通過策略腳本編寫，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的模擬運行。（4） 安全策略：所設(shè)計的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有登錄后方可操作的安全策略功能。（5） 系統(tǒng)菜單：所設(shè)計的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有系統(tǒng)菜單，以實現(xiàn)對系統(tǒng)各個功能的運行調(diào)度。四.實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)1.建立的數(shù)據(jù)庫對象圖下表。對象名稱類型注釋泵IN開關(guān)型泵狀態(tài)信號泵OUT開關(guān)型泵驅(qū)動信號測試標志開關(guān)型連續(xù)測試狀態(tài)打開和關(guān)閉Getuser字符型保存登錄用戶名上LH數(shù)值型中間變量，上水箱液位上限上LHH數(shù)值型中間變量，上水箱液位上上限上LL數(shù)值型中間變量，上水箱液位下限上LLL數(shù)值型中間變量，上水箱液位下下限上水箱液位數(shù)值型下LH數(shù)值型中間變量，下水箱液位上限下LHH數(shù)值型中間變量，下水箱液位上上限下LL數(shù)值型中間變量，下水箱液位下限下LLL數(shù)值型中間變量，下水箱液位下下限下水箱液位數(shù)值型閥1IN數(shù)值型閥1OUT數(shù)值型閥2IN數(shù)值型閥2OUT數(shù)值型閥3IN數(shù)值型閥3OUT數(shù)值型鍋爐組對象組對象圖1實時數(shù)據(jù)庫狀態(tài)效:果圖2.實時數(shù)據(jù)庫效果如圖1。

^■cGsa^環(huán)境-［工作臺：］XMCGSWORKl自06-3崔陽課^.MCG] 匚□◎文件㈤編輯⑥查看②插入①工具①窗口迪幫助?-O1X口|爭舊］爭|圈對翳圍刖斜玉|a|蠱屬 會妙凰|\a主控窗口?設(shè)備窗口a用戶窗口to實時數(shù)據(jù)庫智運容策略名字gQlnputSTime|9lnputUserl|9lnputUser2軻累INOUT底已側(cè)試標志feSlINgQRlOUTS0H2INS0S2OUTSQS3INfefi3OUT底已駅爐組對象J0±LH名字gQlnputSTime|9lnputUserl|9lnputUser2軻累INOUT底已側(cè)試標志feSlINgQRlOUTS0H2INS0S2OUTSQS3INfefi3OUT底已駅爐組對象J0±LH的上LHH詬上LL|0±LLL底已上水箱菠粒詬下LH詬下LHH軻下LL詬下LLL底已下水箱祓粒類型注釋型型型型型型型型型型型型象型型型型型型型型型型將將將芙糞類備備備備備備對備儲備備備備備儲備備字字字開開開數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)組數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)垂統(tǒng)內(nèi)建數(shù)據(jù)對氛系統(tǒng)內(nèi)建數(shù)據(jù)對氛垂統(tǒng)內(nèi)建數(shù)據(jù)對氛測試標志.1連續(xù)測試狀態(tài).0-...中同變屋.上水緡襪位高僱中間變量.上水輔菠位高高限中聞變鏡.上水緡菠位低限中聞變屋.上水軻襪位低低晅中伺變屋.下水緡襪位高僱中同變屋.下水緡襪位高高晅中間變量.下水輔菠位低程中聞變鏡.下水緡菠位低低晅五．監(jiān)控界面設(shè)計1.設(shè)計的監(jiān)控界面。斤、口斤、口O■-■AarjAo_l0e-%屈丄^19H3if20t9f?1^1HlE31為保證系統(tǒng)的正常運行，罐1的水箱液位和罐2的液位、溫度、壓力作為數(shù)據(jù)對象進行檢測和控制；界面有水箱液位、液位、溫度和壓力的填充比和數(shù)值顯示。開關(guān)閥1、放氣閥、進氣開關(guān)作為執(zhí)行期，調(diào)節(jié)閥1和調(diào)節(jié)閥1作為滑動輸入，旋鈕作為旋轉(zhuǎn)輸入放水閥。各閥門的工作狀態(tài)與系統(tǒng)的控制決策有關(guān)。單步測試按鈕和連續(xù)測試按鈕對系統(tǒng)進行測試。運行界面有泵、開關(guān)閥1和進氣開關(guān)的控制按鈕。運行時控制要求如下：水箱液位和液位的控制范圍在10~90米，而低于10米或高于90米時報警；壓力正常情況應(yīng)低于0.8Kpa，否則報警；溫度正常范圍在20?80之間，低于20°C或高于80C時報警。同時在系統(tǒng)運行時能夠反映系統(tǒng)當(dāng)前運行時間。六．運行策略程序設(shè)計與說明1、啟動策略上水箱液位=0.001下水箱液位=0.0012、循環(huán)策略泵OUT=泵IN閥1OUT=閥1IN閥2OUT=閥2IN閥3OUT=閥3INIF泵OUTTHENIF上水箱液位<100THEN上水箱液位=上水箱液位+0.05*閥1OUTENDIFENDIFIF閥2OUT>0THENIF上水箱液位>0THEN上水箱液位=上水箱液位-0.05*閥2OUTENDIFENDIFIF閥2OUT>0THENIF上水箱液位>0THEN下水箱液位=下水箱液位+0.05*閥2OUTENDIFENDIFIF閥3OUT>0THENIF下水箱液位>0THEN下水箱液位=下水箱液位-0.05*閥3OUTENDIFENDIF七．控制算法程序及說明通常將系統(tǒng)中被控制的物理量稱作被控變量，而被控變量所要求的理想值被稱作設(shè)定值或給定值。設(shè)定值是系統(tǒng)的輸入變量，被控變量是系統(tǒng)的輸出變量。系統(tǒng)的輸入和輸出是通過控制實現(xiàn)，設(shè)計控制器時要求采用一定的控制算法。本設(shè)計中采用的是增量式標準PID算式?？刂扑惴ㄈ缦拢浩?=偏差1 ‘上上次偏差偏差1=偏差 ‘上上次偏差偏差=設(shè)定值-測量值 ‘本次偏差比例=比例系數(shù)*（偏差-偏差1） ‘比例作用IF積分時間=0THEN積分=0ELSE積分=比例系數(shù)*采樣周期*偏差/積分時間ENDIF微分=比例系數(shù)*微分時間*（偏差-2*偏差1+偏差2）/采樣周期‘微分作用增量=比例+積分+微分 ‘增量輸出位置=前次位置+增量 ‘位置輸出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 ‘為下次循環(huán)作準備八．安全策略設(shè)計及說明在系統(tǒng)中，可以對需要限制使用的對象進行權(quán)限設(shè)置，來規(guī)范用戶的操作權(quán)限。在MCGS軟件中定義了四種用戶權(quán)限，有管理員、工程師、操作員和所有用戶四種級別。其中，管理員只可以管理所有的權(quán)限分配；工程師僅可以對系統(tǒng)參數(shù)進行設(shè)置；操作員僅可以對系統(tǒng)運行進行操作。在該設(shè)計中，把參數(shù)維護窗口的權(quán)限設(shè)置為工程師組，因此只有工程師組的用戶才可以使用擦?xí)S護窗口對參數(shù)進行修改設(shè)置；把單步測試按鈕和連續(xù)測試按鈕設(shè)置為操作員權(quán)限，因此只有屬于操作員組的用戶才可以對系統(tǒng)進行單步測試和連續(xù)測試操作。其它窗口或構(gòu)件的使用權(quán)限設(shè)置為所以用戶，因此所有用戶都可以使用這些窗口和構(gòu)件。液位趨勢圖液位趨勢圖3.實時數(shù)據(jù)表實時數(shù)據(jù)表上水箱襪也〔米〕下水箱襪也〔米）10.8192即滬10.81920.^1252^125.歷史曲線歷史數(shù)據(jù)曲線.報警與歷史報警記錄最新報警記錄最新報警記錄討閘 對蠢名界用魚「養(yǎng)善?謹〒■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■產(chǎn)生9L3&4GH1D12-23iei?<1上*箱專程TTSW?槪*埔審5上＜9呂1D12-231E：C：41上相I箱悅THfliVU■產(chǎn)生10^951512-23 上*箱*蠱TOt和甌21512-2316:*.41上*箱策也TTKfti?斡產(chǎn)生101Z-23lG；fi：4Z±^4r*?trrieafr投算坊東1U.EE771D12-23函価亞上*Iff址栓rew*章■產(chǎn)生1D.EE771512-2316：?：＜?上*箱葫穂9LDD11B12-2316L*K上*箱專柱TTSW?槪*產(chǎn)生9LDD11D12-231杞藥：棉上*箱葫也i:1(1-49631012-231fr*.輸上*箱*也TVW*并*產(chǎn)生1(1碩91512-231G;4G:43±^4i?tNf雪羽r8LB19T1S1B1Z-2316：fi：43上*摘單也rreijiff按算產(chǎn)生BLB19T1S1D12-231Q45H4上*；聃垂魁TTK^SIIJ3IM1D1J-2316L*tt上水箱案柱TV^￥槪*產(chǎn)生圖151J-231G：樂榊上*箱矯也TVWVU■結(jié)羞8L&37J7帖1；＜31G：藥:榊上水箱it起TTB^f猝產(chǎn)生1012<31fr*.牴上 餐TTW^S1(1ms101Z-2316：4S:45上就箱堪慨TBIF^挾曹產(chǎn)主10-12221512-231心茄：昭上*幣*也TEWtH：丄&関弓1512-2316：?：?上*箱培也TTS#V餐■產(chǎn)生B：丄&関名1DV

歷史報警記錄歷史報警記錄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氐馴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唸劃勺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唸劃勺l?：5r；DB3752DCIQ-12-D91S；57rDQS7B1BVfl-lE!-3DW；IQUDOiO192B.3399rg1CD142皿4唸刪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