组态王水位课程设计.docx

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组态王水位课程设计

成绩

南京工程学院

课程设计说明书（论文）

题目组态王课程设计—水位控制系统

课程名称集散控制系统

院系电力工程学院

专业电气工程及自动化

班级电气081

学生姓名张鑫伟

学号206080944

设计地点8-216

指导教师朱建忠

设计起止时间：

2011年11月07日至2012年01月05日

目录

一、前言5

二、工程设计5

（一）设计要求5

（二）设计过程5

1、新建工程5

2、新建画面6

3、建立仿真PLC6

4、完善数据词典7

5、画面单位具体设置与动画连接8

6、按钮参数设置8

7、多权限登录设置9

8、主画面外其余画面的设置9

9、总体命令语言设置13

三、运行效果14

四、课程设计体会17

五、参考文献18

南京工程学院

课程设计任务书

题目组态王课程设计—水位控制系统

课程名称集散控制系统

院（系、部、中心）电力工程学院

专业电气工程及其自动化

班级电气081

起止日期2011.11.7～2011.12.31

指导教师朱建忠

1．课程设计应达到的目的

1、熟悉并熟练掌握组态王软件；

2、通过组态王软件的使用，进一步掌握了解过程控制理论基础知识；

3、培养自主查找资料、搜索信息的能力；

4、培养实践动手能力与合作精神。

2．课程设计题目及要求

用组态王对一个简单控制过程进行组态，要求画出组态画面，能进行动画连接，可以模拟查询数据报表、历史数据曲线以及报警画面。

题目是水位控制系统，是对象为一储水罐，用水泵从水源抽水作为进水端，阀门控制出水端，中间有水位传感器。

3．课程设计任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求〕

按照课程设计说明书的格式规范撰写课程设计说明书，正文部分包括：

（1）功能描述：

对系统要实现的功能进行简明扼要的描述。

（2）软件设计：

将系统划分功能模块，分析各功能模块之间的衔接关系；详细说明各软件模块的实现过程等。

（3）运行效果：

说明系统的运行效果（附运行界面图片、系统运行结果照片）。

（4）心得体会：

谈谈自己在课程设计过程中的心得体会、存在哪些不足以及预期的解决办法。

说明：

（1）课程设计说明书用A4纸统一打印，按《电力学院课程设计说明书规范》统一要求书写并装订。

（2）课程设计的程序上交，文件夹名称为学生姓名及学号的组合。

（3）答辩：

未经指导教师许可或无故不到者，缺勤率达50%的学生不能参加答辩。

答辩时，设计者在阐述自己的设计过程和结果，突出设计中遇到的主要问题和解决方法，回答教师提问。

4．主要参考文献

1、金以慧.过程控制.北京：

清华大学出版社，2004

2、马国华.监控组态软件及其应用[M].北京：

清华大学出版社，2001

3、姜秀英.过程控制系统实训[M].北京：

化学工业出版社，2007

5．课程设计进度安排

起止日期

工作内容

2011年11月07日

2012年01月05日

需求分析，系统总体设计

验收（交报告）

6．成绩考核办法

课程设计成绩的组成：

课程总评成绩分项比例表

工作表现

设计成果

考核测评

30%

40%

30%

课程设计成绩评定需综合考虑以下因素：

（1）工作表现：

独立工作能力及设计过程的表现。

占总成绩的30%。

（2）设计成果：

设计说明书（计算书、论文）、图纸、程序、作品等的质量。

占总成绩的40%。

（3）考核测评：

课程设计结束前，指导教师应采用考试或答辩等形式对所指导的学生进行测评。

如采用答辩形式，需填写课程设计答辩记录，测评成绩占总成绩的30%。

（4）有创新的设计可以根据情况适当加分。

教研室审查意见：

教研室主任签字：

年月日

院（系、部、中心）意见：

主管领导签字：

年月日

水箱水位控制系统

一、前言

“组态王”是运行于microsoftwindows200/NT4.0.XP中文平台的中文界面软件，充分利用了windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，并且采用了多线程。

COM组件等新技术，实现了实时多任务，软件运行稳定可靠。

“组态王”软件包括由工程浏览器（TouchExplorer）、工程管理器（Proj-Manager）和画面运行系统（TouchVew）三大部分组成。

在工程浏览中可以查看工程的各个组成部分，也可以完成数据库构造、定义外部设备等工作；工程管理器中内嵌了画面管理系统，用于新工程的创建和已有工程的管理。

画面的开发和运行由工程浏览器调用画面制作系统touchMak和运行系统touchVew来完成。

二、工程设计

（一）设计要求

做一水位控制系统的组态，要求：

动画显示水流运动。

当水位高于或低于警戒水位时，报警界面出现，提示报警，并记录在报警事件中。

设置登录权限，只有管理员才能启动系统，只有在此时水泵才可启动，其余权限中人员只能观看不能操作。

组态中有历史曲线与数据报表，用来记录长时间过程中水位的变化情况，同时在主监控画面中也显示有即时报警与数据记录的功能。

（二）设计过程

1、新建工程

打开组态王6.53，首先新建工程“水位控制系统”，如下图所示：

2、新建画面

双击进入工程，点击新建工程画面，进入开发系统画面，确定背景属性，打开工具栏，使用图库（快捷键F2）创建所需的器件：

水泵、水管、水箱、水位传感器等；并用作图工具绘制其他结构：

水流等。

最后，得到如下图：

图上相关部件为：

按钮、文字、水位实时曲线显示窗口、实时报警显示窗口。

关于这一部分后面在做分析，先画好系统模型。

3、建立仿真PLC

选择系统—设备，点击新建设备：

如图设置，最后点击确定，完成对仿真PLC元件的设置。

4、完善数据词典

如图所示，建立组态系统所需数据变量：

共计为：

水位、水泵运行、启动运行、出水阀门、历史曲线跨度、历史曲线卷动量、行。

下面做具体说明：

（1）水位：

新建水位变量，在弹出对话框中设置为内存整数，初始值30，最大值100。

并且在报警定义中把报警限低与高打勾，底线为5，顶限为95.

（2）水泵运行：

设置为I/O离散，在连接设备中选择之前建立的新I/O设备，寄存器器选CommErr，数据类型为Bit，采集频率1000毫秒，只读。

（3）启动运行：

设置为内存离散

（4）出水阀门：

设置与水泵运行相同。

（5）历史曲线跨度：

设置为内存整数，初始值600，最大值200000。

（6）历史曲线卷动量：

设置为内存实数，初始值3.000000，最大值99999。

（7）行：

设置为内存整数，初始值27，最大值99999。

注：

水位是高度值，从0—100的整数值，故变量选择内存整数。

水泵运行与出水阀门是受仿真PLC控制的I/O离散量，寄存器的选择从下表中得出：

寄存器格式

寄存器范围

读写属性

数据类型

变量类型

寄存器含义

INCREAdddd

0~1000

读写

SHORT

I/O整型

自动加1

DECREAdddd

0~1000

读写

SHORT

I/O整型

自动减1

RADOMdddd

0~1000

只读

SHORT

I/O整型

随机寄存器

STATICdddd

0~1000

读写

SHORT\BYTE

LONG\FLOAT

I/O整型

I/O实数

常量寄存器

STRINGdddd

0~1000

读写

STRING

I/O字符串

常量字符串寄存器

CommErr

——

读写

BIT

I/O离散

通讯状态寄存器

历史曲线跨度与历史曲线卷动量是在历史趋势曲线中所用，后面在做介绍。

5、画面单位具体设置与动画连接

双击反应器模块，水泵模块，运行指示灯模块，阀门模块，阀门开关按钮模块，分别在弹出对话框中做如下设置：

双击水管模块，在弹出对话框中点击特殊动画效果为流动，并设置流动条件为-8，若水流方向相反，则可以改为+8。

对于水箱水位的实时显示可以在水箱旁边写上“###L”并双击设置参数：

点击模拟值输出，在弹出对话框中做图中所示设置。

到此，模块部分设置完毕。

6、按钮参数设置

在工具中选择按钮工具，并在主画面中画出如图所示的按钮，分别为启动、停止、管理登陆、退出登录、主画面、水位报警、历史曲线、数据报表、退出。

对于启动、停止按钮，双击选择按下时并写入命令语言：

启动按钮为：

\\本站点\启动运行=1;

停止按钮为：

\\本站点\启动运行=0;

对于管理登陆、退出登录、主画面、水位报警、历史曲线、数据报表、退出这些按钮则是选择弹起时并写入命令语言：

管理登陆：

LogOn（）;

退出登录：

LogOff（）;

主画面：

ShowPicture（"监控模型"）;

水位报警：

ShowPicture（"水位报警"）;

历史曲线：

ShowPicture（"历史曲线"）;

数据报表：

ShowPicture（"数据报表"）;

退出：

Exit（0）;

在管理登陆中若要显示小键盘，则可以在系统配置—设置运行系统中进行如下设置：

如图，先设置恰当的运行系统基准频率为500，时间变量更新频率为1000。

把使用虚拟键盘与写变量时变化时下发前面打勾，如要有声音提示则把声音提示打勾。

7、多权限登录设置

在管理登录旁边写上登录的权限名称，为多权限登录做准备。

名称中显示当前登录的用户名称，权限显示当前登录用户的权限。

具体设置如下所示：

（1）双击名称，点击字符串输出，在表达式中写入“$用户名”以连接到登录用户名；

（2）双击权限，点击模拟值输出，在表达式中写入“$访问权限”以连接到访问权限。

然后进行用户权限设置：

在系统配置中点击用户配置，在对话框中双击系统管理员，设置优先级为最高999，密码为1234。

然后在无组中新建操作员1与操作员2权限，分别为：

操作员1可进行出水阀门的操作与组态画面的观看，其余不能操作。

操作员2只可进行组态画面的观看，其余不可进行操作。

故设置操作员1密码为1，权限为99，操作员2密码为2，权限为9。

并在模型中给予相应设置：

在水泵、阀门、阀门开关中设置权限为90，在启动、停止中设置权限为100。

对于主画面、水位报警、历史曲线、数据报表、退出的权限设置为0。

如此，确保高权限可对低权限部分进行操作，而无法操作更高权限部分。

8、主画面外其余画面的设置

（1）水位报警画面

新建一个画面，名称为“水位报警”，并用工具箱中“报警窗口”命令在画面中画出报警窗口。

其余部分复制主画面中按钮粘贴即可如图所示：

同样，主画面中的实时报警窗口也是这样设置，不过窗体被缩小了。

然后做如下设置：

在工程中点击报警组，新建加入报警组水箱—水箱液位，如图所示。

在水位报警画面中右键点击，选择动画连接，做如图中所示设置：

（2）历史曲线画面

同样新建画面，命名为历史曲线，在画面中打开工具箱中的图库，选择历史曲线加入到画面中，如上图所示。

查阅组态王帮助文档知道各按钮的意义：

第一排最前面的两个按钮为时间轴左端向左卷动和时间轴左端向右卷动；第一排最后两个按钮为时间轴右端向左卷动和时间轴右端向右卷动。

第二排前面四个按钮为：

时间轴向左平移，时间轴向右平移，时间轴向左平移两倍，时间轴向右平移两倍。

卷动百分比按钮对应卷动百分比量的输入，作用是使趋势曲线的时间轴左移或右移