畢業(yè)設計（論文）基于組態(tài)軟件Intouch的空壓機試驗控制設計

1、基于組態(tài)軟件intouch的空壓機試驗控制設計摘要：隨著自動化技術的不斷發(fā)展，空壓機在人們的生活中的應用也越來越廣泛，同時對空壓機的各項性能要求也越來越嚴格，這就要求我們對空壓機進行各項性能參數(shù)測試。由于現(xiàn)場測試具有一定的危險性，所以我們使用遠程的監(jiān)控系統(tǒng)來進行。intouch組態(tài)軟件是出現(xiàn)的比較早的一種過程可視化的組態(tài)軟件，具有豐富的工控界面、數(shù)據(jù)庫處理、對象連接等數(shù)據(jù)管理控制功能。本文就是以intouch組態(tài)軟件為基礎，在windows環(huán)境下建立對空壓機進行性能測試的人機界面，對空壓機在試驗過程中的各項參數(shù)（壓力、溫度）進行監(jiān)視，并進行記錄以便分析和判斷是否符合技術要求。試驗的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過

2、現(xiàn)場傳感器送入swp-s80型智能儀表處理，再通過rs-485/rs-232接口轉換器與pc機相連接，通過用vb編寫的儀表數(shù)據(jù)通信程序實現(xiàn)組態(tài)軟件與外部儀表間的通信，完成了現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的采集。同時監(jiān)控界面也能生動地反應現(xiàn)場的實際情況，從而更好實現(xiàn)測試的安全性和準確性。關鍵詞：intouch組態(tài)軟件；人機界面；空壓機試驗；智能儀表 ；通訊the design of air compressor test base on intouchabstract: with the continuous development of automation technology, air compressor

3、 in peoples lives are increasingly being used in applications, while the performance requirements of air compressor are increasingly stringent, which requires us to carry out the air compressor key performance parameters. as the field test has some risk, so we used to conduct remote monitoring syste

4、ms. intouch configuration software is relatively early emergence of a process of visual configuration software, has a rich industrial control interfaces, database processing, object linking and other data management control functions. this is to intouch configuration software as the foundation, esta

5、blished under the windows environment to conduct performance tests on the air compressor machine interface, air compressor in the testing process on the parameters (pressure, temperature) were monitored and recorded to analyze and determine compliance with technical requirements. field test data thr

6、ough the on-site sensors into the swp-s80 smart meter deal with, and through the rs-485/rs-232 interface converter is connected with the pc, by written instrument with the vb program to achieve data communication with the external configuration software communication between devices, and completed o

7、n-site real-time data acquisition. interface can also control the scene vividly reflect the actual situation, in order to better achieve the safety and accuracy of the test. key word: configuration software ；man-machine interface；air compressor test ；intelligent instrument; communication目 錄緒論 1第一章 組

8、態(tài)軟件21.1組態(tài)軟件介紹21.1.1組態(tài)軟件產(chǎn)生的背景 21.1.2 組態(tài)軟件的結構劃分21.1.3 組態(tài)軟件的組態(tài)內(nèi)容21.2 intouch組態(tài)軟件介紹 31.2.1 組態(tài)軟件intouch概述 31.2.2 intouch的系統(tǒng)結構31.2.3 組態(tài)軟件的特點4第二章 空壓機試驗介紹52.1 空壓機試驗的主要用途 52.2 空壓機的工作條件和技術參數(shù) 52.3 空壓機試驗檢測內(nèi)容 52.4 空壓機的電路原理 62.5 空壓機的氣路原理 7第三章 硬件系統(tǒng) 83.1 swp系列智能儀表介紹 83.1.1 swp系列智能儀表主要功能及用途 83.1.2 swp-s803型壓力儀表 83.1

9、.3 開機自檢流程流程圖 93.2 rs232與rs485總線及接口轉換器 103.2.1 計算機通信 103.2.2 rs-232總線 113.2.3 rs-485總線 113.2.4 rs-232/rs-485接口轉換器11第四章 監(jiān)控界面設計 134.1 監(jiān)控界面的設計原則134.2 監(jiān)控界面軟件設計134.2.1 圖形界面設計 134.2.2 現(xiàn)場界面設計 144.2.3 顯示界面設計 164.2.4 控制界面設計 164.2.5 輔助界面設計 174.3 建立標記名 184.4 動畫鏈接設計194.4.1 概述 204.4.2 動畫的建立 20第五章 串口通信及程序設計 215.1

10、支持的通信協(xié)議215.2工控軟件的通信 215.3 程序設計225.3.1 串口通信實現(xiàn)方法 22 5.3.2 dde通信的實現(xiàn)方法 23 5.3.3 通信程序的編寫 24 5.3.4程序的應用 24第六章 調(diào)試 256.1 硬件制作調(diào)試256.2 硬件串口調(diào)試256.3 intouch與儀表間的通訊 26結 論28致 謝29參考文獻30附 錄一 31附 錄二 33緒 論自20世紀80年代初期誕生至今，自動化軟件（組態(tài)軟件）已有20年的發(fā)展歷史?！?組態(tài)” 的概念最早來自英文configuration， 其含義是使用軟件工具對計算機及軟件的各種資源進行配置(包括進行對象的定義、制作和編輯，并設

11、定其狀態(tài)特征屬性參數(shù))，達到使計算機或軟件按照預先設置，自動執(zhí)行特定任務，滿足使用者要求的目的。對于“組態(tài)軟件”是指為了使用戶在不需要編碼的情況下，便可生成適合自己需求的應用系統(tǒng)所使用的模塊化、對象化的軟件。將使用模塊化、對象化的應用軟件設計并生成獲得目標工程項目的監(jiān)視和控制系統(tǒng)的過程稱為“組態(tài)”。它是伴隨著集散型控制系統(tǒng)(distributed control system,簡稱dcs)的出現(xiàn)而引入工業(yè)控制系統(tǒng)的。流行的工控組態(tài)軟件目前世界上有近百種之多。組態(tài)軟件提供了豐富的工控界面、數(shù)據(jù)庫處理、對象連接等數(shù)據(jù)管理控制功能，為使用者帶來了極大的方便。intouch組態(tài)軟件是國內(nèi)外最早出現(xiàn)的一

12、款組態(tài)軟件，是現(xiàn)代所有工控軟件的“鼻祖”。intouch有著相當多的功能環(huán)境如：項目管理、開發(fā)編輯環(huán)境、運行監(jiān)控。經(jīng)過二十多年的發(fā)展其功能不斷的完善和增強，通過intouch可以創(chuàng)建性能強勁、功能齊全的應用程序。由于該軟件是由國外公司開發(fā)的，在提供的外部設備服務程序時，主要是針對國外知名大企業(yè)的設備 ，而對于國內(nèi)的自動化設備則基本沒有，所以在使用國內(nèi)的自動化設備與intouch組態(tài)軟件進行連接時怎樣將外部數(shù)據(jù)連入到intouch開發(fā)的監(jiān)控界面成為一大難題。通過intouch，可以創(chuàng)建性能強勁、功能齊全的應用程序。intouch在與外部數(shù)據(jù)連接的過程中支持多種通信協(xié)議，大多是基于windows系

13、統(tǒng)環(huán)境的所以充分利用microsoft windows的各項主要功能，包括activex控件、ole、dde、圖形及聯(lián)網(wǎng)等，通過添加自定義的activex控件、向導、一般對象以及intouch quickscript等擴展intouch的功能。其中dde是一個相對簡單且實用的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，應用dde協(xié)議能很好的在windows環(huán)境下與其他應用程序間進行通信。本文中就是使用該協(xié)議結合vb程序設計語言來完成的與外部設備的通信驅動程序。隨著自動化技術的不斷發(fā)展，門機在人們的生活中的應用也越來越廣泛，人們與門機的關系也越來越緊密，對門機的各種性能要求也越來越嚴格，門機只有擁有了良好的工作性能才能給我們

14、生活帶來安全便捷的服務，因此對門機各項性能的檢測就顯得尤其重要，特別是操作性和安全性。由于現(xiàn)場測試具有一定的危險性，所以我們使用遠程的監(jiān)控系統(tǒng)來進行。本文就以各方面都較成熟的intouch組態(tài)軟件為基礎在windows環(huán)境下建立對門機進行各種性能測試的一個門機試驗系統(tǒng)人機界面，對門機在試驗過程中的各項參數(shù)進行監(jiān)視，并進行記錄以便分析和判斷是否符合技術要求。試驗的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場傳感器送入swp-s80型智能儀表處理，再通過rs-485/rs-232接口轉換器與pc機相連接，通過用vb編寫的儀表數(shù)據(jù)通信程序實現(xiàn)組態(tài)軟件與外部儀表間的通信，完成了現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的采集。由于工控組態(tài)軟件在實現(xiàn)工業(yè)控制的

15、過程中免去了大量煩瑣的編程工作，解決了長期以來控制工程人員缺乏計算機專業(yè)知識與計算機專業(yè)人員缺乏控制工程現(xiàn)場操作技術和經(jīng)驗的矛盾，極大地提高了自動化工程的工作效率。在工業(yè)控制領域，組態(tài)軟件正得到越來越廣泛的使用。近年來在中小型工業(yè)過程控制工程、工業(yè)自動化工程中越來越受到歡迎。第一章 組態(tài)軟件1.1 組態(tài)軟件簡介1.1.1 組態(tài)軟件產(chǎn)生的背景在工業(yè)控制技術的不斷發(fā)展和應用過程中，pc(包括工控機)相比以前的專用系統(tǒng)具有的優(yōu)勢日趨明顯。這些優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：pc技術保持了較快的發(fā)展速度，各種相關技術已相當成熟；由 pc構建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對較低的擁有成本；pc的軟件資源和硬件資源豐富，軟件之間的

16、互操作性強；基于 pc的控制系統(tǒng)易于學習和使用，可以容易地得到技術方面的支持。在 pc技術向工業(yè)控制領域的滲透中，組態(tài)軟件占據(jù)著非常特殊而且重要的地位。雖然目前國內(nèi)對于組態(tài)軟件還缺乏權威的定義，但可以做一個描述性的定義：組態(tài)軟件是使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構建工業(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)軟件應該能支持各種工控設備和常見的通信協(xié)議，并且通常應提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡功能。對應于原有的hmi(人機接口軟件，human machine interface)的概念，組態(tài)軟件應該是一個使用戶能快速建立自己的hmi的軟件工具或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領域的用戶通過

17、手工或委托第三方編寫hmi應用，開發(fā)時間長，效率低，可靠性差；或者購買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進行數(shù)據(jù)交互，升級和增加功能都受到嚴重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來，可以利用組態(tài)軟件的功能構建一套最適合自己的應用系統(tǒng)。1.1.2 組態(tài)軟件的結構劃分目前絕大數(shù)工控組態(tài)軟件都可運行在windowsnt/2000/xp環(huán)境下，界面友好，易于操作。自動化工程設計師首先利用系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，通過一定工作量的系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試，生成目標應用程序，并最終將目標程序在系統(tǒng)運行環(huán)境中投入實時運行，完成一個工程項目。以使用軟件的工作階段來劃分，也可以說

18、是按照系統(tǒng)環(huán)境劃分，從總體結構上講，組態(tài)軟件一般都是由系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境(或稱組態(tài)環(huán)境)和系統(tǒng)運行環(huán)境兩大部分構成。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境是自動化工程設計師為實施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進行應用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境，通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標應用系統(tǒng)，既組態(tài)結果，供系統(tǒng)運行環(huán)境運行時使用。系統(tǒng)運行環(huán)境將目標應用程序裝入計算機內(nèi)存并投入實時運行。系統(tǒng)運行環(huán)境根據(jù)工程界面上圖元的動畫連接實時更新圖形畫面，將現(xiàn)場工程運行狀況以組態(tài)圖形的方式顯示出來。有些工控組態(tài)軟件雖然系統(tǒng)組成上包含多種部件，但就其功能結構來說均可以認為是組態(tài)環(huán)境與運行環(huán)境的統(tǒng)合。維系組態(tài)環(huán)境與運行環(huán)境的

19、紐帶是實時數(shù)據(jù)庫。1.1.3 組態(tài)軟件的組態(tài)內(nèi)容組態(tài)軟件的使用者是自動化工程設計人員，組態(tài)軟件的主要目的是使使用者在生成適合自己需要的應用系統(tǒng)時不需要修改軟件程的源代碼，因此在設計組態(tài)軟件時應充分了解自動化工程設計人員的基本要求，并加以總結提煉、重點集中解決共性問題。如何與采集、控制設備間進行數(shù)據(jù)交換；處理數(shù)據(jù)報警及系統(tǒng)報警；存儲歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢；各類報表的生成和打印輸出；為使用者提供靈活、多變的組態(tài)工具，可以適應不同應用領域的需求；具有與第三方程序的接口，方便數(shù)據(jù)共享等問題。為了形成一個適合于某具體應用的dcs系統(tǒng)，組態(tài)軟件要針對該具體應用進行一系列定義，在工程師站，組態(tài)軟件要做

20、的組態(tài)定義有：（1）系統(tǒng)硬件配置定義確定系統(tǒng)硬件，包括系統(tǒng)中各個站的數(shù)量、每個站的網(wǎng)絡參數(shù)、各個現(xiàn)場i/o站的i/0量配置(如各種i/0模塊的數(shù)量、是否冗余、與主控單元的連接方式等)以及各個站的功能定義等。（2）實時數(shù)據(jù)庫的定義實時數(shù)據(jù)庫是整個現(xiàn)場控制軟件系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)。實時數(shù)據(jù)庫的定義包括對現(xiàn)場物理i/0點的定義和中間變量點的定義。實時數(shù)據(jù)庫在系統(tǒng)的運行過程中不斷刷新，它的內(nèi)容直接反映了現(xiàn)場控制站所控對象的運行狀況。從各信道采集來的資料，以及網(wǎng)絡上傳來的資料都存儲在實時數(shù)據(jù)庫中，當其它模塊需要資料時，可直接到實時數(shù)據(jù)庫中去取。（3）歷史數(shù)據(jù)庫的定義歷史數(shù)據(jù)庫定義主要包括：要進入歷史數(shù)據(jù)庫的實

21、時數(shù)據(jù)；歷時數(shù)據(jù)存儲的周期；各個數(shù)據(jù)在歷史數(shù)據(jù)庫中的保存時間以及對歷史數(shù)據(jù)庫進行轉儲的時間周期等內(nèi)容。（4）控制回路的定義控制回路定義就是利用某種方法將適當?shù)目刂扑惴üδ苣K連接起來，以完成特定的控制功能，需要確定的主要內(nèi)容包括：確定控制目標系統(tǒng)、控制方法、控制周期；定義與控制相關的控制變量、控制參數(shù)等。1.2 intouch組態(tài)軟件介紹1.2.1 組態(tài)軟件intouch概述intouch組態(tài)軟件是wonderware公司的專業(yè)自動化軟件，用來實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)的可視化、監(jiān)控、操作和管理功能。為工程師提供了一種易用的通用開發(fā)環(huán)境、靈活的體系結構和廣泛的功能，使工程師能快速地建立、測試和部

22、署連接和傳遞實時信息的自動化應用，是一個開放的、可擴展的人機界面，為定制應用程序設計提供了靈活性，同時為工業(yè)中的各種自動化設備提供了連接能力，具有在線組態(tài)、實時和歷史趨勢、數(shù)據(jù)采集和處理、靈活的用戶定義報表、報警和管理、可擴展的組態(tài)向導等intouch應用足夠的靈活，可以確保 intouch 應用程序滿足客戶目前的需求，并可根據(jù)將來的需求進行擴展，同時還能保留原來的工程投資和成果。這些通用的intouch 應用程序可以從移動設備、客戶端、計算機節(jié)點、以及通過 internet 進行訪問。此外，intouch hmi 具備相當?shù)拈_放性和可擴展性，提供了無與倫比的連接功能，可以同行業(yè)內(nèi)的廣泛的自動

23、化設備相連接。1.2.2 intouch的系統(tǒng)結構intouch總體結構由開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)服務、驅動程序庫和運行環(huán)境構成。開發(fā)環(huán)境：是一個工程開發(fā)設計工具，用于創(chuàng)建監(jiān)控虛擬現(xiàn)實場景（圖頁）、監(jiān)控的設備及相關變量、動畫連接、設定運行系統(tǒng)配置等的系統(tǒng)組態(tài)。數(shù)據(jù)服務：作為數(shù)據(jù)處理的核心，用于根據(jù)開發(fā)環(huán)境的設計進行與硬件設備通訊的調(diào)度和數(shù)據(jù)的加工處理以及網(wǎng)絡的傳輸。驅動程序庫：負責與外部設備的數(shù)據(jù)信息交換，每一種通訊驅動程序支持相應類型的外部硬件設備。運行環(huán)境：運行界面。從數(shù)據(jù)服務獲得通訊數(shù)據(jù)，并依據(jù)由開發(fā)環(huán)境的動畫設計顯示動畫畫面，實現(xiàn)人與控制設備的交互操作。1intouch組態(tài)體系結構如圖1-1所示

24、：圖1-1 intouch組態(tài)體系結構1.2.3 組態(tài)軟件的特點：（1）延續(xù)性和可擴充性，用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應用程序，當現(xiàn)場（包括硬件設備或系統(tǒng)結構）或用戶需求發(fā)生改變時，不需作很多修改即可方便地完成軟件的更新和升級；（2）封裝性（易學易用），通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，用戶不需掌握太多的編程語言技術（甚至不需要編程技術），就能很好地完成一個復雜工程所要求的所有功能；（3）通用性，每個用戶根據(jù)工程實際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設備（plc、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的io driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具。就能完成一個具有動畫效果、

25、實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡功能的工程，不受行業(yè)限制1。第二章：空壓機試驗介紹空氣壓縮機是氣源裝置中的主體，它是將原動機（通常是電動機）的機械能轉換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置。2.1 空壓機試驗的主要用途空壓機試驗臺用于對安裝在重慶輕軌車上的日本nabco公司生產(chǎn)的hs10-4型空氣壓縮機進行性能試驗。也可用于空氣壓縮機維修后進行磨合試驗和性能試驗。2.2 空壓機的工作條件和技術參數(shù)工作條件： 工作環(huán)境溫度: 室內(nèi) -1040 。工作環(huán)境相對濕度: 工作環(huán)境的相對濕度40 時（20 85） rh。 安裝海拔高度: 1000m 。工作電源：工作電源為交

26、流三相，工作電壓為342v410v,工作頻率為45hz55hz，具有保護接地線（pe）。電源容量：10 kva 空壓機試驗主要技術參數(shù)：a) 輸入電源： 三相ac380v/50hz 15kvab) 輸出三相變頻電源： 15kva/12kw 0100hzc) 輸出直流電源：110v 10 3ad) 儲氣罐容量： 100 le) 儲氣罐最大壓力： 1.58mpaf) 儲氣罐最高溫度：150g) 工業(yè)控制計算機： p4 2.0/40g/256m/cd/15”液晶h) 測試方式： 手動測試/自動測試i) 機組保護： 排氣溫度高、排氣壓力高、潤滑油壓低j) 設備保護： 穩(wěn)壓氣罐、儲氣罐壓力過壓、輸入電壓

27、過壓欠壓、短路、過載等。2.3 空壓機試驗檢測內(nèi)容空壓機試驗臺的可進行的試驗項目有磨合試驗、泄漏試驗、排量測試、超負荷試驗、保護裝置整定等。2試驗項目測試參數(shù)關鍵指標磨合試驗人工檢測按制定階梯型轉速-時間曲線控制電機轉速調(diào)整范圍01700r/min最大階梯數(shù)8級時間控制精度10s轉速控制精度5%泄漏試驗儲氣罐壓力時間管路系統(tǒng)的總泄漏：所有氣閥完全關閉，達到氣壓0.9mpa，經(jīng)3分鐘后儲氣罐壓力不低于0.89mpa排氣量測試排氣溫度排氣壓力儲氣罐壓力儲氣罐溫度時間空壓機組轉速控制誤差1%穩(wěn)壓氣罐壓力控制誤差5儲氣罐總容積誤差2管路系統(tǒng)總泄漏 3l/min負載試驗和超負荷試驗排氣溫度排氣壓力儲氣罐

28、壓力儲氣罐溫度時間空壓機組轉速控制誤差1%穩(wěn)壓氣罐壓力控制誤差5穩(wěn)壓氣罐最大壓力900kpa保護裝置保護值整定人工同負載試驗和超負荷試驗4 空壓機的電路原理本試驗的電氣原理圖如圖2-1所示,圖2-1 空壓機試驗電氣原理圖2.5 門機的氣路的原理 本次設計中的圖形配置和氣路安排都是按照門機試驗氣路原理圖來完成的，門機試驗氣路原理圖如圖2-2所示：圖2-2空壓機試驗氣路原理圖第三章：硬件系統(tǒng) 本論文涉及的空壓機試驗中主要的硬件及設備有，空壓機試驗臺、swp系列智能儀表、現(xiàn)場的各種傳感器、rs-232/rs-485接口轉換器以及pc機。由于本論文做的設計沒有實際的測試對象，只能用電動機轉速和熱電阻分

29、別作為信號輸入，電動機機組測試發(fā)電機輸出電信號作為壓力表輸入（通過變頻器改變轉速），熱電阻作為溫度表輸入。下面就用到的幾種主要的硬件作介紹。3.1 swp系列智能儀表介紹3.1.1 swp系列智能儀表主要功能及用途swp系列顯示控制儀適用于各種溫度、壓力、液位、速度、長度等的測量顯示和控制。 采用微處理器進行數(shù)學運算，可對各種非線性信號進行高精度的線性矯正。swp系列智能測量顯示控制儀向用戶開放了所有內(nèi)部設定參數(shù)，使用更為簡單、方便。真正做到低價格、高性能。swp 系列顯示控制儀向用戶開啟了儀表內(nèi)部參數(shù) ( 包括輸入類型 、運算方式、輸出參數(shù)、通訊參數(shù)等 ) 的設定界面。 swp系列顯示控制儀

30、可切換輸入多種分度號。采用先進的無跳線技術，更改輸入分度號時，不用更改跳線或開關。整個儀表改型過程不需斷電，只需設定儀表的分度號及相關參數(shù)，即可在線完成輸入分度號的更改。 swp系列顯示控制儀支持多機通訊，具有多種標準串行雙向通訊功能，可選擇多種通訊接口方式（如rs-232c、rs-485、rs-422等），通訊波特率3009600bps儀表內(nèi)部參數(shù)自由設定?？膳c各種帶串行輸入輸出的設備（如電腦、可編程控制器、plc等）進行通訊，構成智能管理系統(tǒng)。配用swp系列數(shù)據(jù)采集器和基于windows9x平臺的全中文swp工控組態(tài)軟件，可方便的實現(xiàn)多臺儀表與上位機進行聯(lián)網(wǎng)管理。主要特點 : 測量值零點遷

31、移功能 . 測量值增益放大功能 冷端補償值零點遷移功能 . 冷端補償增益放大功能 變送輸出值零點遷移功能 . 變送輸出值增益放大功能 清晰明確的測量值顯示 高清晰led數(shù)字顯示測量值 高亮度光柱測量值顯示 支持多機網(wǎng)絡通訊 , 通訊協(xié)議可任意自由設定 獨特的全開放式用戶自設定界面3.1.2 swp-s803型壓力儀表1.儀表型號及技術參數(shù)。本次使用的儀表的型號為：swp-s803-82-12-hl-p型號說明如表：表3-1 型號說明型 號代碼說明swp-外形特征 s豎式外形尺寸 880x160mm控制作用 03三位式控制通訊方式 8 rs-485 輸出方式 2420ma模擬量輸入類型 1242

32、0ma模擬量第一報警方式 h上限報警第二報警方式 l下限報警饋電輸出 pdc24v饋電輸出2.主要技術參數(shù)：（1）swp系列顯示控制儀主要技術參數(shù)：輸入信號 模擬量 熱電偶：標準熱電偶b、s、k、.e、j、t、wre等 電 阻：標準熱電阻pt10、pt100、cu50等遠傳壓力電阻電 流：010ma、420ma、020ma等輸入阻抗250k電 壓：05v、15v等輸入阻抗250k測量范圍 -19999999字測量精度 0.2%fs 1字或0.5%fs 1字分 辨 率 1、0.1、0.01或0.001字溫度補償 050顯示方式 .-19999999測量值顯示 .-19999999設定值顯示 .0

33、100%測量值光柱顯示 .發(fā)光二極管工作狀態(tài)顯示光柱精度 光柱顯示精度為1%控制方式 位式on/off 帶回差輸出信號 模擬量輸出 dc 010ma（負載能力750）dc 420ma（負載能力500） dc 05v （輸出能力250）dc 15v （輸出能力250）開關量輸出 繼電器控制輸出繼電器on/off帶回差。 觸點容量：ac220v/3a；dc24v/6a（阻性負載） 可控硅控制輸出scr（可控硅過零觸發(fā)脈沖）輸出，可觸發(fā)可控硅：400v/100a 固態(tài)繼電器輸出ssr（固態(tài)繼電器控制信號）輸出，624v/30ma（電壓不可調(diào)）通訊輸出 接口方式標準串行雙向通信接口：rs-485、rs

34、-232c、rs-422等 波 特 率3009600bps內(nèi)部自由設定饋電輸出 dc24v，負載能力30ma控制方式 可選擇14限控制，led指示?？刂品绞綖槔^電器on/off帶回差（用戶可自由設定）控制精度 1字報警方式 可選擇14限報警，led指示?？刂品绞綖槔^電器on/off帶回差（用戶可自由設定）報警精度 1字溫度補償 050數(shù)字式溫度自動補償參數(shù)設定 面板輕觸式按鍵數(shù)字設定 參數(shù)設定值斷電后永久保存 參數(shù)設定值密碼鎖定保護方式 輸入回路斷線報警（熱電偶或電阻輸入時），繼電器輸出狀態(tài)led指示 輸入超/欠量程報警 電源欠壓自動復位 工作異常自動復位（watch dog）聯(lián)機通訊 通訊接

35、口為二線制、三線制或四線制（如rs-232c、rs-485、rs-422等），亦可由用戶特殊要求，波特率3009600bps可由儀表內(nèi)部參數(shù)自由設定。接口和主機采用光電隔離，通訊距離可達1.2公里。系統(tǒng)采用主從通訊方式，整個控制回路只需一根二（三、四）芯電纜（依據(jù)實際通訊方式而定），即可實現(xiàn)與上位機通訊，上位微機可呼叫用戶設定的儀表設備號，隨時調(diào)用各臺儀表的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并可進行儀表內(nèi)部參數(shù)設定，配用swp數(shù)據(jù)采集器和swp工控組態(tài)軟件，可實現(xiàn)多臺swp儀表與一臺或多臺微機進行聯(lián)機通訊。使用環(huán)境 環(huán)境溫度 050 相對濕度 85rh 避免強腐蝕氣體供電電壓 常規(guī)型 ac 220v+10-15%（5

36、0hz2hz）線性電源供電 特殊型 ac 90260v開關電源供電 dc 24v2v開關電源供電功 耗 5w（ac220v線性電源供電） 4w（ac90265v開關電源供電） 4w（dc24v開關電源供電）結 構 標準卡入式重 量 420g（ac 220v線性電源供電） 260g（開關電源供電）3.1.3 開機自檢流程流程圖 開機自檢流程流程圖 如圖3-1： 圖 3-1 開機自檢流程圖從開機自檢的過程中我們可以了解到儀表的當前內(nèi)部參數(shù)，當然也可以進行修改。本次試驗中就要對該儀表進行相應的改變，如：將設備號de設置為01，將分度號p設為1，波特率bt設置為2即1200bps，設置完后再改變clk

37、的值將參數(shù)進行鎖定3。3.2 rs232與rs485總線及接口轉換器 3.2.1 計算機通信 計算機的通信可分為數(shù)據(jù)各位同時傳送的并行通信方式和數(shù)據(jù)各位依次傳送的串行通信方式。并行通信是使用幾條數(shù)據(jù)線，將數(shù)據(jù)分段同時進行傳輸，傳輸速度快，信息率高。以計算機的字長，通常是8位、16位或32位為傳輸單位，一次傳送一個字長的數(shù)據(jù)適合于外部設備與微機之間進行近距離、大量和快速的信息交換 。串行通信時數(shù)據(jù)是一位一位按順序傳送的，只用很少幾根通信線，串行傳輸?shù)乃俾实?，但傳輸?shù)木嚯x可以很長，因此串行適用于長距離而速率要求不高的場合。從通信雙方信息的交互方式看，串行通信方式可以分為以下3種：1）單工通信。只有

38、一個方向的通信而沒有反方向的交互。2）半雙工通信。通信雙方都可以發(fā)送（接收）信息，但不能同時雙向發(fā)送。半雙工通信線路簡單，有兩條通信線就可以了，這種方式得到了廣泛的應用。3） 全雙工通信。通信雙方可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，雙方的發(fā)送和接收裝置同時工作。全雙工通信的效率最高，但控制相對復雜一些，系統(tǒng)造價也較高，通信線至少需要三條。串行通信中，傳輸速率用每秒鐘傳送的位數(shù)（位/秒）來表示，稱為波特率（bps，用b/s表示）。常用的標準波特率有300b/s、600b/s、1200b/s、2400b/s、4800b/s、9600b/s和19200b/s等。 串行通信又分為兩大類：同步串行通信和異步串行通信

39、。同步通信：同步通信是一種比特同步通信技術，要求發(fā)收雙方具有同頻同相的同步時鐘信號，只需在傳送報文的最前面附加特定的同步字符，使發(fā)收雙方建立同步，此后便在同步時鐘的控制下逐位發(fā)送/接收。異步通信：異步通信是一種很常用的通信方式。異步通信是以幀作為發(fā)送單位的，在發(fā)送字符時，所發(fā)送的字符之間的時間間隔可以是任意的。發(fā)送端可以在任意時刻開始發(fā)送字符，因此必須在每一個字符的開始和結束的地方加上標志，即加上開始位和停止位，以便使接收端能夠正確地將每一個字符接收下來。異步通信的好處是通信設備簡單、便宜，但傳輸效率較低（因為開始位和停止位的開銷所占比例較大）。3.2.2 rs-232總線 目前rs-232是

40、pc機與通信工業(yè)中應用最廣泛的一種串行接口。rs-232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號是相對于信號地，如從dte設備發(fā)出的數(shù)據(jù)在使用db25連接器時是2腳相對7腳（信號地）的電平。典型的rs-232信號在正負電平之間擺動，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端驅動器輸出正電平在+5+15v，負電平在-5-15v電平。當無數(shù)據(jù)傳輸時，線上為ttl，從開始傳送數(shù)據(jù)到結束，線上電平從ttl電平到rs-232電平再返回ttl電平。接收器典型的工作電平在+3+12v與-3-12v。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2v至3v左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約15米

41、，最高速率為20kb/s。rs-232是為點對點（即只用一對收、發(fā)設備）通訊而設計的，其驅動器負載為37k。所以rs-232適合本地設備之間的通信。 3.2.3 rs-485總線rs-485總線,在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用rs-485 串行總線標準。rs-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mv的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。 rs-485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。rs-485用于多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應用rs-485 可以聯(lián)

42、網(wǎng)構成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺驅動器和32臺接收器。發(fā)送數(shù)據(jù)(transmitted data-txd)通過txd終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到modem，(dtedce)。 接收數(shù)據(jù)(received data-rxd)通過rxd線終端接收從modem發(fā)來的串行數(shù)據(jù)，(dcedte)4。 3.2.4 rs-232/rs-485接口轉換器 為了便于配有不同標準串行接口的計算機、外部設備或智能儀器之間進行數(shù)據(jù)通信必須進行標準串行接口的相互轉換，這種在不同的接口標準中進行轉換的器件就是轉換器。本次使用的是qx-201型的rs232/rs485接口轉換器，該轉換器兼容rs-232、rs-485標準，能

43、夠將單端的rs-232信號轉換為平衡差分的rs-485信號，轉換器可將rs-232通信距離處延長至1.2公里，無需外接電源采用獨特的“rs-232電荷泵”驅動，不需要靠初始化rs-232串口可得到電源，內(nèi)部帶有零延時自動收發(fā)轉換，獨有的i/o電路自動控制數(shù)據(jù)流方向，而不需任何握手信號（如rts、dtr等），從而保證了在rs-232半雙工方式下編寫的程序無需更改便可在rs-485方式下運行，確保適合現(xiàn)有的操作軟件和接口硬件，轉換器傳輸速率300-115.2kps。都可以應用于主控機之間、主控機與單片機或外設之間構成點到點、點到多點遠程多機通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)多機應答通信。廣泛地應用于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)

44、、一卡通、門禁系統(tǒng)、停車場系統(tǒng)、自助銀行系統(tǒng)、公共汽車收費系統(tǒng)、飯?zhí)檬埏埾到y(tǒng)、公司員工出勤管理系統(tǒng)、公路收費站系統(tǒng)等等。qx-202接口轉換器外形采用db-9/db-9通用轉接插頭，輸出接口配有普通接線柱，可合用比絞線或屏蔽線。連線、拆卸非常方便。t/r+、t/r-代表收發(fā)a+、b-，vcc代表電源輸入，gnd代表公共地線，點到點、點到多點、半雙工通信接兩根線（t/r+、t/r-），接線原則“發(fā)/收+”接對方的“發(fā)/收+”、“發(fā)/收-”接對方的“發(fā)/收-”，rs-485半雙工模式接線時將t/r+（發(fā)/收+）接對方的a+、t/r-（發(fā)/收-）接對方的b-。qx-201接口 轉換器性能參數(shù)：接口特

45、性：接口兼容eia/tia的rs-232crs-485標準 電氣接口：rs-232端db9孔型邊接器，rs-485端db-9針型加連接器，配接線 柱工作方式：異步半雙工差分傳輸傳輸介質：雙絞線或屏蔽線傳輸速率：300-115.2kbps外形尺寸：60mm35mm18mm使用環(huán)境：-25 oc到70 oc,相對濕度為5%到95%傳輸距離：1200米（rs-485端）5米（rs-232端）qx-201接口轉換器支持以下兩種通信方式：1點到點/兩線半雙工 2點到多點/兩線半雙工轉換器伯為半雙工接線 時 ，為了防止信號的反射和干擾，坱在線路的終端接一個匹配電阻（參數(shù)為120，1/4w）5。rs-232

46、至rs-485 點到點/兩線半雙工通信連接示意圖： 圖3-2 rs-232至rs-485點到多點/兩線半雙工轉換通信連接示意圖第四章：監(jiān)控界面設計監(jiān)控界面是整個監(jiān)控系統(tǒng)的主要組成部分，是系統(tǒng)實施監(jiān)控的主要人機接口(hmi)，監(jiān)控界面的友好程度是衡量監(jiān)控系統(tǒng)質量的重要指標。利用intouch提供的豐富圖形庫和各種功能組件，可以設計出各種友好直觀的監(jiān)控界面來形象反映實驗過程中裝置的運作情況。 4.1 監(jiān)控界面的設計原則監(jiān)控界面的設計首先應滿足生產(chǎn)工藝流程的要求，同時界面要友好，形象逼真，便于操作管理。在監(jiān)控界面的設計上應遵循以下兩條原則：(1)主界面與子界面相結合。用于日常監(jiān)視系統(tǒng)參數(shù)設置的界面為

47、主界面，全屏顯示且各主界面之間可任意切換，子界面用于顯示非日常監(jiān)視信息、各種報表趨勢圖及幫助信息或完成各工藝流程的操作。除了重視主界面的設計，還應根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)自身的特點，在各子界面的設計中應突出監(jiān)控系統(tǒng)的重要變量，以便用戶在各個子頁面都能查詢系統(tǒng)的重要變量和狀態(tài)。(2)工藝流程界面與一覽表界面相結合。工藝參數(shù)、設備運行參數(shù)等不但要在工藝流程圖上表現(xiàn)，還要通過一覽表的形式來匯總。一覽表是相對于流程界面的對系統(tǒng)的工藝參數(shù)、設備運行狀態(tài)、設備運行參數(shù)等信息的另一種表達方式。它包括系統(tǒng)工藝參數(shù)一覽表、設備運行狀況一覽表、報警一覽表、事件一覽表和設備信息一覽表等。4.2 監(jiān)控界面軟件設計 系統(tǒng)監(jiān)控界面一

48、般分為三個部分：總覽部分、現(xiàn)場畫面部分和按鈕部分。不僅可以模擬出生產(chǎn)過程中各個單元的實際形狀，還能將過程變量(模擬量和開關量)與畫面中的元素逐一連接起來，使之成為與生產(chǎn)過程相仿的動態(tài)畫面。另外，過程變量與畫面中的元素是雙向關聯(lián)的，即生產(chǎn)過程中的模擬量和開關量傳送到畫面中直觀的顯示出來，也可以操作畫面中的元素向生產(chǎn)過程中的執(zhí)行機構傳輸模擬量和開關量，這樣使得用戶監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程方便簡捷。圖形組態(tài)可分為兩步實現(xiàn)，一是編輯畫面，形成靜態(tài)的背景圖；二是實現(xiàn)動畫連接，生成隨實時數(shù)據(jù)變化而變化的動態(tài)畫面。因此本章主要對圖形組態(tài)進行介紹。4.2.1 圖形界面設計設計步驟如下：第一步：創(chuàng)建新應用項目（為應用

49、項目創(chuàng)建一個目錄用來存放有關的文件）；第二步：確定外部設備和變量（包括設備的定義和報警、變量的確定）第三步：制作畫面（按照實際工程的要求繪制監(jiān)控畫面）；第四步：建立變量標簽（包括定義的內(nèi)存型變量以及連接外部數(shù)據(jù)的i/o變量標簽）第五步：定義動畫鏈接（根據(jù)實際現(xiàn)場的監(jiān)控要求使靜態(tài)畫面隨著過程控制對象產(chǎn)生動畫效果）；第六步：編寫事件腳本（用以完成較復雜的控制過程）；第七步：進行運行環(huán)境的配置（對系統(tǒng)數(shù)據(jù)保存時間、網(wǎng)絡參數(shù)、運行模式等進行設置，是系統(tǒng)運行前的必備工作）；第八步：保存工程并運行6。新應用項目的建立：首先打開intouch應用程序，在應用窗口中新建一個項目應用程序，并建立一個相應的文件夾來存放文件。根據(jù)本試驗的工程要求，其中主要涉及的硬件有氣缸、電動閥、溫度、壓力傳感器、氣路管道、門機等，其中大部份都可以從intouch軟件提供的圖形向導里直接拖出來使用。如果沒有滿意的圖形還可以利用intouch軟件的畫圖工具來創(chuàng)建自己需要的圖形，將所有的圖形按