组态王恒压供水系统.docx
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组态王恒压供水系统
自动化应用软件实训设计
题目：
自动供水系统
班级：
自动化082班
姓名：
杨丽霞
学号：
200808523
指导教师：
缪仲翠
设计时间：
2011-7-19
评语：
成绩
一、系统需求分析
经过资料查阅得知，现实生活中无处不存在着自动供水系统，其实自动供水系统的深层含义就是：
利用水泵组实现恒压的楼宇供水，而且每一个泵又是可以利用变频调速实现扬程控制的这么一个过程，其输入信号为管网压力，一般的控制器都是PLC，控制算法为PID算法，控制对象为电机，为了实现控制目的，还有测量管网压力的压力传感器，这些，就可以满足，自动调节，满足每一层搂的恒压供水，该系统的具体其它需求，列入泵组中泵的个数，泵的类型，PLC类型都得依据实际情况而定，这里不再赘述。
为了可以实时的反应我们自己所设计的系统可行性以及合理性、可靠性的分析，有必要借助一些软件，可以做一些简单的界面，通过软件实现动态画面，来实现我们我们所设计系统的上述性质，有利于设计的进一步完善，并且，大大的降低了实验的成本，本次课程设计，采用北京亚控公司所开发的一款名为“组态王”的软件实现整个模拟系统的搭建与模拟仿真。
二、组态王软件介绍
组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。
组态王具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。
通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。
其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。
尤其考虑三方面问题：
画面、数据、动画。
通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。
组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。
而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。
它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。
三、系统方案论证
1．恒压供水方法
由水泵－管道供水原理可知，调节供水流量，原则上有二种方法；一是节流调节，开大供水阀，流量上升；关小供水阀，流量下降。
调节流量的第二种方法是调速调节，水泵转速升高，供水流量增加；转速下降，流量降低，对于用水流量经常变化的场合（例如生活用水），采用调速调节流量，具有优良的节能效果。
我国国家科委和国家经贸委在《中国节能技术政策大纲》中把泵和风机的调速技术列为国家九五计划重点推广的节能技术项目。
应当指出，变频恒压供水节能的效果主要取决于用水流量的变化情况及水泵的合理选配，为了使变频恒压供水具有优良的节能效果，变频恒压供水宜采用多泵并联的供水模式。
由多泵并联恒压变频供水理论可知多泵并联恒压供水，只要其中一台泵是变频泵，其余全是工频泵，可以实现恒压变量供水。
在变频恒压变量供水当中，变频泵的流量是变化的，当变频泵是各并联泵中最大，即可保证恒压供水。
2．多泵并联恒压供水
通常在同一路供水系统中，设置多台常用泵，供水量大时多台泵全开，供水量小时开一台或两台。
在采用变频调速进行恒压供水时，有两种方式，其一是所有水泵配用一台变频器；其二是每台水泵配用一台变频器。
后种方法根据压力反馈信号，每个泵的工作状态都不一样，会增加程序的复杂程度。
3．恒压供水的优点
（1）节水：
根据实际用水情况设定管网压力，自动控制水泵出水量，减少了水的跑、漏现象；
（2）运行可靠：
由变频器实现泵的软起动，使水泵实现由工频到变频的无冲击切换，防止管网冲击、避免管网压力超限，管道破裂。
（3）联网功能：
采用全中文工控组态软件，实时监控各个站点，如电机的电压、电流、工作频率、管网压力及流量等。
并且能够累积每个站点的用电量，累积每台泵的出水量，同时提供各种形式的打印报表，以便分析统计。
（4）控制灵活：
分段供水，定时供水，手动选择工作方式。
四、系统监控界面设计
1．建立恒压供水系统新工程
打开组态王6.53软件的工程管理器，点击“工程管理器”窗口工具栏上的“新建”按钮，或者可以点击下拉式菜单“文件”中的“新建工程”弹出一个“新建工程向导”对话窗，根据提示建立一个新的工程，命名为“恒压供水系统”，并将其设置为组态王的当前工程，如图1所示。
图1建立名为“恒压供水系统”的新工程
2．恒压供水工程浏览器
进入开发模式，新建登陆界面、错误提示、恒压供水、报警画面、历史曲线以及报表画面，如图2所示。
图2工程浏览器窗口
3．恒压供水模拟系统界面设计
在工程浏览器中建立新画面，创建如图3所示的恒压供水模拟系统画面。
图3恒压供水系统画面
4．报警事件以及实时历史曲线
为了完成报警事件记录与历史数据之间关系的比较，设计了实时历史曲线图与实时报警数据表，用来反应数据情况与系统的状况，分别如图4和图5所示。
图4报警事件记录图表
图5历史数据曲线图
5.管理员登陆界面
为了人性化的设计，在本次设计中，还特意设计了管理员登陆，在系统动态的运行过程中，一些阀门是需要动态的改变的，所以普通的用户，只能观看，只有登陆之后的管理员才可以进行数据的修改于系统调试。
登陆界面以及错误提示界面如图6和图7所示。
图6管理员登陆界面
图7错误提示图
6．动态画面效果图
当四个用户同时有用水要求时，系统的四个泵需要同时工作，假定这会电动机为过载，此时最右边的等为红色，并且，设定管道有水流即为蓝色，动态效果图如图8所示。
图8系统运行状态图
五、数据字典设计
打开工程浏览器，点击左侧树目录中的“数据词典”，在右侧会显示当前工程所定义的变量，双击“新建”图标，弹出“定义变量”属性对话框。
组态王的变量属性由基本属性、报警配置、记录配置三个属性页组成。
采用这种卡片式管理方式，用户只需要用鼠标单击卡片顶部的属性标签，则该属性卡片有效，用户可以定义相应的属性。
单击“确定”按钮，则工程人员定义的变量有效时保存新建的变量名到数据库的数据词典中。
若变量名不合法，会弹出提示对话框提醒工程人员修改变量名。
单击“取消”按钮，则工程人员定义的变量无无效，并返回“数据词典”界面。
本次设计任务中，总共用到了三种数据类型，这三种数据类型是：
内存实数、内存离散、内存字符串。
这也是在编写程序与需求分析是所需求时建立的，并不是可以的去设计数据字典的，所以说，整个组态模型的设计过程是一个相辅相成的过程。
恒压供水模拟系统的数据词典如图9所示。
图9恒压供水模拟系统的数据词典
具体的变量名称、数据类型、作用见表1所示。
表1数据字典
变量名称
数据类型
作用
用户1
内存离散
指示一楼用户用水需求
用户2
内存离散
指示二楼用户用水需求
用户3
内存离散
指示三楼用户用水需求
用户4
内存离散
指示四楼用户用水需求
泵阀1
内存离散
控制一号泵入水
泵阀2
内存离散
控制二号泵入水
泵阀3
内存离散
控制三号泵入水
泵阀4
内存离散
控制四号泵入水
泵1
内存离散
一号泵工作状态
泵2
内存离散
二号泵工作状态
泵3
内存离散
三号泵工作状态
泵4
内存离散
四号泵工作状态
扬程1
内存实数
一号泵扬程保存
扬程2
内存实数
一号泵扬程保存
扬程3
内存实数
一号泵扬程保存
扬程4
内存实数
一号泵扬程保存
水压1
内存实数
一楼管网水压
水压2
内存实数
二楼管网水压
水压3
内存实数
三楼管网水压
水压4
内存实数
四楼管网水压
入水阀
内存实数
总进水通断管理
水塔水位
内存实数
水源水位
账号
内存字符串
保存管理员输入账号
密码
内存字符串
保存管理员输入密码
报警指示
内存离散
紧急事件标志位
六、心得体会
经过一个星期的努力，终于完成了基于组态王的自动化软件应用实训设计，学会了很多东西。
在对组态王的应用过程中，使我对组态王的功能以及作用有了更加具体和深入的了解，并且学会了如何设计一个过程控制系统。
而且，使我不仅掌握了组态王的一些基本功能，比如监控画面的设计以及动态模拟，数据字典的含义作用以及在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量，监控系统的实时、历史曲线显示，参数报表打印等，而且还学会了报警信息的显示及提示这些重要功能。
同时，也使我逐步掌握了组态王画面的组态、动画连接以及组态王相关命令语言的使用和编写。
通过对基于组态王的化工车间反应系统的设计，也使我学会了很多与设计相关的知识。
总之，这次课程设计使我受益匪浅，从中增强了动手能力，让我认识到了将理论应用到实践中的重要性。
七、参考文献
[1]曹辉.组态软件技术及应用.北京：
电子工业出版社，2009.
[2]王亚民.组态软件设计也开发.西安：
西安电子科技大学出版社，2003.
[3]汪志锋.工业组态软件.北京：
电子工业出版社，2007.
[4]王善斌.组态软件应用指南.北京：
化学工业出版社，2011.
附录程序代码
恒压供水系统中的命令语言
起动时：
\\本站点\泵阀1=0;
\\本站点\泵阀2=0;
\\本站点\泵阀3=0;
\\本站点\泵阀4=0;
\\本站点\用户1=0;
\\本站点\用户2=0;
\\本站点\用户3=0;
\\本站点\用户4=0;
\\本站点\入水阀1=0;
\\本站点\水塔水位=0;
\\本站点\扬程1=0;
\\本站点\扬程2=0;
\\本站点\扬程3=0;
\\本站点\扬程4=0;
\\本站点\水压1=0;
\\本站点\水压2=0;
\\本站点\水压3=0;
\\本站点\水压4=0;
\\本站点\账号="000000";
\\本站点\密码="111111";
运行时：
LONGA;
LONGB;
LONGC;
LONGD;
LONGE;
if（\\本站点\账号=="ylx"&&\\本站点\密码=="000000"&&flag==1）
{
if（\\本站点\水塔水位<=90）\\本站点\水塔水位=\\本站点\水塔水位+10;
if（\\本站点\用户1==1）A=1;
if（\\本站点\用户1==0）A=0;
if（\\本站点\用户2==1）B=1;
if（\\本站点\用户2==0）B=0;
if（\\本站点\用户3==1）C=1;
if（\\本站点\用户3==0）C=0;
if（\\本站点\用户4==1）D=1;
if（\\本站点\用户4==0）D=0;
E=A+B+C+D;
if（\\本站点\水塔水位>=40）
{
\\本站点\入水阀1=1;
}
else
{
\\本站点\入水阀1=0;
}
if（\\本站点\入水阀1==0）
{
\\本站点\泵阀1=0;
\\本站点\泵阀2=0;
\\本站点\泵阀3=0;
\\本站点\泵阀4=0;
}
else
{
\\本站点\泵阀1=1;
\\本站点\泵阀2=1;
\\本站点\泵阀3=1;
\\本站点\泵阀4=1;
}
if（E==0）
{
\\本站点\泵1=0;
\\本站点\泵2=0;
\\本站点\泵3=0;
\\本站点\泵4=0;
\\本站点\扬程1=0;
\\本站点\扬程2=0;
\\本站点\扬程3=0;
\\本站点\扬程4=0;
\\本站点\水压1=0;
\\本站点\水压2=0;
\\本站点\水压3=0;
\\本站点\水压4=0;
}
if（E==1）
{
if（A==1&&B==0&&C==0&&D==0）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=0;
\\本站点\泵3=0;
\\本站点\泵4=0;
\\本站点\扬程1=1;
\\本站点\扬程2=0;
\\本站点\扬程3=0;
\\本站点\扬程4=0;
\\本站点\水压1=40;
\\本站点\水压2=0;
\\本站点\水压3=0;
\\本站点\水压4=0;
}
if（A==0&&B==1&&C==0&&D==0）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=1;
\\本站点\泵3=0;
\\本站点\泵4=0;
\\本站点\扬程1=2;
\\本站点\扬程2=1;
\\本站点\扬程3=0;
\\本站点\扬程4=0;
\\本站点\水压1=0;
\\本站点\水压2=40;
\\本站点\水压3=0;
\\本站点\水压4=0;
}
if（A==0&&B==0&&C==1&&D==0）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=1;
\\本站点\泵3=1;
\\本站点\泵4=0;
\\本站点\扬程1=1;
\\本站点\扬程2=1;
\\本站点\扬程3=1;
\\本站点\扬程4=0;
\\本站点\水压1=0;
\\本站点\水压2=0;
\\本站点\水压3=40;
\\本站点\水压4=0;
}
if（A==0&&B==0&&C==0&&D==1）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=1;
\\本站点\泵3=1;
\\本站点\泵4=1;
\\本站点\扬程1=1;
\\本站点\扬程2=1;
\\本站点\扬程3=1;
\\本站点\扬程4=1;
\\本站点\水压1=0;
\\本站点\水压2=0;
\\本站点\水压3=0;
\\本站点\水压4=40;
}
}
if（E==2）
{
if（A==1&&B==1&&C==0&&D==0）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=1;
\\本站点\泵3=0;
\\本站点\泵4=0;
\\本站点\扬程1=2;
\\本站点\扬程2=2;
\\本站点\扬程3=0;
\\本站点\扬程4=0;
\\本站点\水压1=40;
\\本站点\水压2=40;
\\本站点\水压3=0;
\\本站点\水压4=0;
}
if（A==1&&B==0&&C==1&&D==0）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=1;
\\本站点\泵3=1;
\\本站点\泵4=0;
\\本站点\扬程1=2;
\\本站点\扬程2=2;
\\本站点\扬程3=1;
\\本站点\扬程4=0;
\\本站点\水压1=40;
\\本站点\水压2=0;
\\本站点\水压3=40;
\\本站点\水压4=0;
}
if（A==1&&B==0&&C==0&&D==1）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=1;
\\本站点\泵3=1;
\\本站点\泵4=1;
\\本站点\扬程1=2;
\\本站点\扬程2=2;
\\本站点\扬程3=1;
\\本站点\扬程4=1;
\\本站点\水压1=40;
\\本站点\水压2=0;
\\本站点\水压3=0;
\\本站点\水压4=40;
}
if（A==0&&B==1&&C==1&&D==0）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=1;
\\本站点\泵3=1;
\\本站点\泵4=0;
\\本站点\扬程1=2;
\\本站点\扬程2=2;
\\本站点\扬程3=2;
\\本站点\扬程4=0;
\\本站点\水压1=0;
\\本站点\水压2=40;
\\本站点\水压3=40;
\\本站点\水压4=0;
}
if（A==0&&B==1&&C==0&&D==1）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=1;
\\本站点\泵3=1;
\\本站点\泵4=1;
\\本站点\扬程1=2;
\\本站点\扬程2=2;
\\本站点\扬程3=2;
\\本站点\扬程4=1;
\\本站点\水压1=0;
\\本站点\水压2=40;
\\本站点\水压3=0;
\\本站点\水压4=40;
}
if（A==0&&B==0&&C==1&&D==1）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=1;
\\本站点\泵3=1;
\\本站点\泵4=1;
\\本站点\扬程1=2;
\\本站点\扬程2=2;
\\本站点\扬程3=2;
\\本站点\扬程4=2;
\\本站点\水压1=0;
\\本站点\水压2=0;
\\本站点\水压3=40;
\\本站点\水压4=40;
}
}
if（E==3）
{
if（A==1&&B==1&&C==1&&D==0）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=1;
\\本站点\泵3=1;
\\本站点\泵4=0;
\\本站点\扬程1=3;
\\本站点\扬程2=3;
\\本站点\扬程3=3;
\\本站点\扬程4=0;
\\本站点\水压1=40;
\\本站点\水压2=40;
\\本站点\水压3=40;
\\本站点\水压4=0;
}
if（A==1&&B==1&&C==0&&D==1）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=1;
\\本站点\泵3=1;
\\本站点\泵4=1;
\\本站点\扬程1=3;
\\本站点\扬程2=3;
\\本站点\扬程3=3;
\\本站点\扬程4=1;
\\本站点\水压1=40;
\\本站点\水压2=40;
\\本站点\水压3=00;
\\本站点\水压4=40;
}
if（A==1&&B==0&&C==1&&D==1）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=1;
\\本站点\泵3=1;
\\本站点\泵4=1;
\\本站点\扬程1=3;
\\本站点\扬程2=3;
\\本站点\扬程3=3;
\\本站点\扬程4=2;
\\本站点\水压1=40;
\\本站点\水压2=0;
\\本站点\水压3=40;
\\本站点\水压4=40;
}
if（A==0&&B==1&&C==1&&D==1）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=1;
\\本站点\泵3=1;
\\本站点\泵4=1;
\\本站点\扬程1=3;
\\本站点\扬程2=3;
\\本站点\扬程3=3;
\\本站点\扬程4=3;
\\本站点\水压1=0;
\\本站点\水压2=40;
\\本站点\水压3=40;
\\本站点\水压4=40;
}
}
if（E==4）
{
\\本站点\泵1=1;
\\本站点\泵2=1;
\\本站点\泵3=1;
\\本站点\泵4=1;
\\本站点\扬程1=4;
\\本站点\扬程2=4;
\\本站点\扬程3=4;
\\本站点\扬程4=4;
\\本站点\水压1=40;
\\本站点\水压2=40;
\\本站点\水压3=40;
\\本站点\水压4=40;
}
if（\\本站点\扬程1==4&&\\本站点\扬程2==4&&\\本站点\扬程3==4&&\\本站点\扬程4==4）
{
\\本站点\报警指示=0;
}
else\\本站点\报警指示=1;
if（\\本站点\水塔水位==100）\\本站点\水塔水位=0;
结束时：
\\本站点\泵阀1=0;
\\本站点\泵阀2=0;
\\本站点\泵阀3=0;
\\本站点\泵阀4=0;
\\本站点\用户1=0;
\\本站点\用户2=0;
\\本站点\用户3=0;
\\本站点\用户4=0;
\\本站点\入水阀1=0;
\\本站点\扬程1=4;
\\本站点\扬程2=4;
\\本站点\扬程3=4;
\\本站点\扬程4=4;
\\本站点\水压1=0;
\\本站点\水压2=0;
\\本站点\水压3=0;
\\本站点\水压4=0;
\\本站点\水塔水位=0;
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