基于S7_300的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路流量控制系統(tǒng)報(bào)告

1、北京工商大學(xué)過(guò)程控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告過(guò)程控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 報(bào) 告題 目： 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路流量定制控制 院 （系）： 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院自動(dòng)化系 專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng) 093 姓 名： 喬靈芝 徐一茹 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師： 劉翠玲 (職稱) 教授 助 教：秦彬彬 竇森磊 2012年10月II摘要組態(tài)王是北京亞控科技發(fā)展有限公司擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通用監(jiān)控組態(tài)軟件。經(jīng)過(guò)近十年的各種突發(fā)環(huán)境的真實(shí)考驗(yàn)，至2003年6月，有25000余例工程在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，支持超過(guò)1500種硬件設(shè)備(包括PLC、總線設(shè)備、板卡、變頻器及儀表)。成為業(yè)績(jī)佼佼領(lǐng)先者。組態(tài)王完全基于網(wǎng)絡(luò)的概念，是一個(gè)完全意義上的工業(yè)級(jí)軟件平臺(tái)，現(xiàn)

2、已廣泛應(yīng)用于化工、電力、國(guó)屬糧庫(kù)、郵電通訊、環(huán)保、水處理、冶金和食品等各行業(yè)，并且作為首家國(guó)產(chǎn)監(jiān)控組態(tài)軟件應(yīng)用于國(guó)防、航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域。液位串級(jí)控制作為過(guò)程控制的典型代表, 是眾多過(guò)程控制專家研究的熱點(diǎn)之一, 由于其自身存在滯后、非線性特性及控制比較復(fù)雜的特點(diǎn), 系統(tǒng)狀態(tài), 系統(tǒng)參數(shù)和控制算法均會(huì)直接影響控制精度, 經(jīng)典的PID 控制顯然難以達(dá)到比較好的控制效果；而模糊控制作為經(jīng)典的控制方法1, 因此只要設(shè)計(jì)合理便能達(dá)到滿意的控制效果。本文就是將S7-300控制應(yīng)用在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路流量控制中的一種實(shí)用的控制系統(tǒng)，選用北京亞控科技發(fā)展有限公司推出的上位組態(tài)軟件組態(tài)王6.5，進(jìn)行了基于A3000

3、高級(jí)過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)硬件系統(tǒng)的研究，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、流程顯示、過(guò)程量報(bào)警、PID參數(shù)自整定及控制，并進(jìn)行仿真測(cè)試，結(jié)果表明該方案可行。關(guān)鍵字：組態(tài)王；A3000 ；S7-300 ；過(guò)程控制 ；系統(tǒng)仿真AbstractKingview is Beijing inferior accuse science and technology development limited company with independent intellectual property rights of the general monitoring configuration software. After

4、 nearly ten years of various sudden environment the real test, to 2003 June, 25000 cases of Engineering in field operation, support more than 1500 kinds of hardware equipment ( including PLC, bus device, card, transducer and instrumentation). Become a leader in performance. Kingview based solely on

5、the concept of the network, is a complete sense of industrial software platform, is now widely used in chemical industry, electric power, the country belongs to grain, posts and telecommunications, environmental protection, water treatment, metallurgical and food industries, and as the first domesti

6、c configuration software applied to national defense, aerospace and other key areas.Water level cascade control system as a typical representative of the process control, is one of the many process control expert research hotspot, because of their own existence lag, nonlinearity and control more com

7、plex features, system status, system parameters and the control algorithm will directly affect the precision of control, the classical PID control is difficult to achieve good control effect fuzzy control; and as the classical control method 1 , so long as the reasonable design can achieve satisfact

8、ory control effect. This is the S7-300 control application in the Water level cascade control system control of a practical control system, selection of Beijing control technology development Limited launched PC configuration software king view 6.5, were based on A3000 advanced process control exper

9、imental research on the hardware system, design and implementation of field real-time data acquisition, display, alarm, process flow self-tuning of PID parameters and control, and carries on the simulation test, the results show that the scheme is feasible.Keywords: King view ; A3000 ; S7-300 ; proc

10、ess control ; system simulation目 錄第一章 緒論11.1課題研究的背景和意義11.1.1組態(tài)軟件的概念11.1.2組態(tài)軟件的組成、功能和特點(diǎn)11.1.3國(guó)內(nèi)外主要組態(tài)軟件產(chǎn)品介紹和發(fā)展趨勢(shì)21.2 本文主要研究?jī)?nèi)容3第二章 組態(tài)王6.5組態(tài)軟件32.1組態(tài)王各部分組成32.1.1工程管理器程32.1.2工程瀏覽器32.1.3數(shù)據(jù)庫(kù)42.1.4 設(shè)備管理52.2組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)52.3.特別功能介紹52.3.1 趨勢(shì)52.3.2報(bào)警62.3.3命令語(yǔ)言類型62.3.4報(bào)表62.4組態(tài)軟件組態(tài)7第三章 基于S7-300的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路流量控制73.1 S7-300 P

11、LC系統(tǒng)組成73.2 S7-300面板接線及組態(tài)設(shè)計(jì)83.2.1 S7-300面板接線83.2.2控制系統(tǒng)的組態(tài)9第四章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟94.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容94.1.1 實(shí)驗(yàn)步驟94.1.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)104.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析11第五章 總結(jié)與展望11參考文獻(xiàn)12第 13 頁(yè) 自動(dòng)化093 喬靈芝 徐一茹第一章 緒論1.1課題研究的背景和意義組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，原有的SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制)系統(tǒng)中HMI(Human Machine Interface，人機(jī)接口軟件)存在不足。用戶自己或者委托第三方開(kāi)發(fā)的HMI應(yīng)用軟件

12、，其開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，效率低，或者購(gòu)買專用的封閉系統(tǒng)很難與外界交換數(shù)據(jù)，升級(jí)受到嚴(yán)重限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)把用戶從這些困境中解脫出來(lái)。組態(tài)又稱配置，是指使用預(yù)訂的組件和功能模塊，生成最終應(yīng)用系統(tǒng)的過(guò)程。組態(tài)的主要內(nèi)涵是HMI,是使用者與機(jī)器間傳達(dá)和接受信息的一個(gè)接口，是通過(guò)專用軟件定義系統(tǒng)的過(guò)程，以解決人機(jī)對(duì)話界面問(wèn)題。組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的專用軟件，以靈活多樣的組態(tài)方式，為用戶提供友好的二次開(kāi)發(fā)界面，將高性能的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，想控制層和管理層提供軟件和硬件接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成，其預(yù)制的軟件模塊便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)監(jiān)控。因此，組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)信息交流的橋梁，是最基本的數(shù)據(jù)采

13、集和顯示環(huán)節(jié)，其角色不僅是一個(gè)圖形顯示軟件，而且是連接現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和企業(yè)ERP的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)隨著社會(huì)進(jìn)步和信息化速度的加快，組態(tài)軟件將贏得巨大的市場(chǎng)空間。并且由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和DCS技術(shù)的迅速發(fā)展，組態(tài)軟件成為了自動(dòng)化系統(tǒng)的主力軍2。1.1.1組態(tài)軟件的概念在使用工控軟件中，我們經(jīng)常提到組態(tài)一詞，組態(tài)一詞的英文是“configuration”，其意簡(jiǎn)單的講，組態(tài)就是用軟件中提供的工具、方法、完成工程中某一個(gè)具體任務(wù)的過(guò)程。在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)某個(gè)任務(wù)，都是通過(guò)編寫程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。編寫程序不但工作量大、周期長(zhǎng)、而且容易犯錯(cuò)，不能保證工期。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于過(guò)去需要幾個(gè)月的工作，通過(guò)組

14、態(tài)幾天就可以完成。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供用于快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見(jiàn)的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。1.1.2組態(tài)軟件的組成、功能和特點(diǎn)：組態(tài)軟件主要包括人際界面軟件、基于PC的控制軟件以及生產(chǎn)執(zhí)行軟件管理。組態(tài)軟件的功能：1、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)可視化控制；2、生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集和管理；3、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控報(bào)警4、報(bào)表功能5、基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的上傳和相應(yīng)控制。組態(tài)軟件的特點(diǎn)：1、延續(xù)性和可擴(kuò)充性，用通用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序

15、，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)（包空硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時(shí)，不需作很多修改即可方便地完成軟件的更新和升級(jí)；2、封裝性，通過(guò)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(lái)，用戶不需要掌握太多的變成語(yǔ)言技術(shù)（甚至不需要變成），就能很好地完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能；3、通用性，每個(gè)用戶根據(jù)工程實(shí)際清空，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（PLC、智能儀表、智能模塊、辦卡、變頻器等）的I/O驅(qū)動(dòng)、開(kāi)放式的數(shù)據(jù)庫(kù)和界面制作工具，就能完場(chǎng)一個(gè)具有動(dòng)畫效果、實(shí)時(shí)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(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。1.1.3國(guó)內(nèi)外主要組態(tài)軟件產(chǎn)品介紹和發(fā)展趨勢(shì)運(yùn)行在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、樓

16、宇自動(dòng)化的監(jiān)控軟件有很多種，各種監(jiān)控軟件都有著傳統(tǒng)的功能，均是提供工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制、樓宇控制的自動(dòng)化解決方案，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的遠(yuǎn)程可視化過(guò)程，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)獲取和監(jiān)控功能的工具；同時(shí)這些軟件在監(jiān)控中為了權(quán)衡矛盾，在軟件設(shè)計(jì)中有所側(cè)重，再加上各軟件的設(shè)計(jì)方案不大一致，運(yùn)用技術(shù)不同，因而在它們的功能反映上就有著自己的鮮明特點(diǎn)。下面就對(duì)集中組態(tài)軟件分別進(jìn)行介紹：Fix：Intellution公司以Fix組態(tài)軟件起家，1995年被艾默生收購(gòu)，現(xiàn)在是艾默生集團(tuán)的全資子公司，F(xiàn)ix6.x軟件提供工控人員熟悉的概念和操作界面，兵提供完備的驅(qū)動(dòng)程序。將自己最新的產(chǎn)品系列命名為iFiXWinCC:Simens的WinCC也

17、是一套完備的組態(tài)開(kāi)發(fā)環(huán)境，Simens提供C語(yǔ)言的腳本，包括一個(gè)調(diào)試環(huán)境。WinCC內(nèi)嵌OPC支持，并可對(duì)分布式系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。但WinCC的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用戶最好經(jīng)過(guò)Simens的培訓(xùn)以掌握WinCC的應(yīng)用。組態(tài)王：組態(tài)王是國(guó)內(nèi)第一家具有影響的組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)公司。組態(tài)王提供了資源管理式的操作主界面，并且提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語(yǔ)言支持。組態(tài)王也提供多種硬件驅(qū)動(dòng)程序。組態(tài)軟件是工業(yè)應(yīng)用軟件的一個(gè)組成部分，其發(fā)展受到很多因素的制約。歸根結(jié)底，應(yīng)用的帶動(dòng)對(duì)其發(fā)展起著最為關(guān)鍵的推動(dòng)作用。未來(lái)的傳感器、輸數(shù)據(jù)采集裝備、控制器的智能化程度越來(lái)越高，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)瀏覽和管理的需求日益高漲，有的買主甚至要求在自己的

18、辦公室里監(jiān)督定貨的制造過(guò)程。專用系統(tǒng)所占比例日益提高。組態(tài)軟件的靈活程度和使用效率是一對(duì)矛盾，雖然組態(tài)軟件提供了很多靈活的技術(shù)手段，但是在多數(shù)情況下，用戶只使用其中的一小部分，而使用方法的復(fù)雜化又給用戶熟悉和掌握軟件帶來(lái)的很多不必要的麻煩。組態(tài)軟件應(yīng)該向更多的應(yīng)用領(lǐng)域拓展和滲透。目前的組態(tài)軟件均生產(chǎn)與過(guò)程工業(yè)自動(dòng)化，很多功能沒(méi)有考慮其他應(yīng)用領(lǐng)域的需求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，組態(tài)軟件應(yīng)該更多地總結(jié)這些領(lǐng)域的需求，設(shè)計(jì)出符合應(yīng)用要求的開(kāi)發(fā)工具，更好的滿足這些行業(yè)對(duì)軟件的需求，進(jìn)一步減少這些行業(yè)在自動(dòng)測(cè)試、數(shù)據(jù)分析方面的軟件成本，提高系統(tǒng)的開(kāi)放程度。1.2本課題研究?jī)?nèi)容本文主要集中在以下幾個(gè)方面

19、：（1）對(duì)于組態(tài)軟件的當(dāng)前研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)作出分析，并簡(jiǎn)單介紹了現(xiàn)在市面上的組態(tài)軟件，特別是組態(tài)王的基本工作原理和功能特點(diǎn)；（2）對(duì)課題涉及到的控制系統(tǒng)做了介紹，分析關(guān)于電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路流量的基本內(nèi)容，并對(duì)用到的軟硬件做了詳細(xì)介紹；（3）主要針對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路流量對(duì)象，利用組態(tài)王軟件，設(shè)計(jì)組態(tài)監(jiān)控界面，完成顯示控制流程，實(shí)時(shí)曲線，結(jié)構(gòu)框圖，打印報(bào)表等功能。（4）對(duì)目前研究工作作了總結(jié)并對(duì)今后的研究方向進(jìn)行展望。第二章 組態(tài)王6.5組態(tài)軟件組態(tài)王是北京亞控科技發(fā)展有限公司擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通用監(jiān)控組態(tài)軟件。經(jīng)過(guò)近十年的各種突發(fā)環(huán)境的真實(shí)考驗(yàn)，至2003年6月，有25000余例工程在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，支持

20、超過(guò)1500種硬件設(shè)備(包括PLC、總線設(shè)備、板卡、變頻器及儀表)。成為業(yè)績(jī)佼佼領(lǐng)先者。組態(tài)王完全基于網(wǎng)絡(luò)的概念，是一個(gè)完全意義上的工業(yè)級(jí)軟件平臺(tái)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于化工、電力、國(guó)屬糧庫(kù)、郵電通訊、環(huán)保、水處理、冶金和食品等各行業(yè)，并且作為首家國(guó)產(chǎn)監(jiān)控組態(tài)軟件應(yīng)用于國(guó)防、航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域。2.1 組態(tài)王各部分組成安裝完“組態(tài)王”之后，在系統(tǒng)“開(kāi)始”菜單“程序”中生成名稱為“組態(tài)王6.5”的程序組。2.1.1 工程管理器對(duì)于系統(tǒng)集成商和用戶來(lái)說(shuō)，一個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員可能保存有很多個(gè)組態(tài)王工程，對(duì)于這些工程的集中管理以及新開(kāi)發(fā)工程中的工程備份等都是比較繁瑣的事情。工程管理器實(shí)現(xiàn)了對(duì)組態(tài)王各種版本工程的集

21、中管理，更使用戶在進(jìn)行工程開(kāi)發(fā)和工程的備份、數(shù)據(jù)詞典的管理上方便了許多。主要作用就是為用戶集中管理本機(jī)上的所有組態(tài)王工程。工程管理器的主要功能包括：新建工程、刪除工程，搜索指定路徑下的所有組態(tài)王工程，修改工程屬性，工程的備份、恢復(fù)，數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入導(dǎo)出，切換到組態(tài)王開(kāi)發(fā)或運(yùn)行環(huán)境等。工程管理器實(shí)現(xiàn)了對(duì)組態(tài)王各種版本工程的集中管理，更使用戶在進(jìn)行工程開(kāi)發(fā)和工程的備份、數(shù)據(jù)詞典的管理上方便了許多。2.1.2 工程瀏覽器工程瀏覽器是組態(tài)王的一個(gè)重要組成部分，它將圖形畫面、命令語(yǔ)言、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、配方、報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)等工程元素集中管理，工程人員可以一目了然地查看工程的各個(gè)組成部分。工程瀏覽器簡(jiǎn)便易學(xué)，操作界

22、面和Windows中的資源管理器非常類似，為工程的管理提供了方便高效的手段。組態(tài)王開(kāi)發(fā)系統(tǒng)內(nèi)嵌于組態(tài)王工程瀏覽器，又稱為畫面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，是應(yīng)用程序的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，工程人員在這個(gè)環(huán)境里進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。2.1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)是“組態(tài)王”最核心的部分。在組態(tài)王運(yùn)行時(shí)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況要以動(dòng)畫的形式反映在屏幕上，同時(shí)工程人員在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，所有這一切都是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為中介環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)庫(kù)是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。在數(shù)據(jù)庫(kù)中存放的是變量的當(dāng)前值，變量包括系統(tǒng)變量和用戶定義的變量。變量的集合形象地稱為“數(shù)據(jù)詞典”，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細(xì)信息。2.1.4 設(shè)備管

23、理組態(tài)王的設(shè)備管理結(jié)構(gòu)列出已配置的與組態(tài)王通訊的各種I/O設(shè)備名，每個(gè)設(shè)備名實(shí)際上是具體設(shè)備的邏輯名稱（簡(jiǎn)稱邏輯設(shè)備名，以此區(qū)別I/O設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的實(shí)際設(shè)備名），每一個(gè)邏輯設(shè)備名對(duì)應(yīng)一個(gè)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序, 以此與實(shí)際設(shè)備相對(duì)應(yīng)。組態(tài)王的設(shè)備管理增加了驅(qū)動(dòng)設(shè)備的配置向?qū)?，工程人員只要按照配置向?qū)У奶崾具M(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，選擇I/O設(shè)備的生產(chǎn)廠家、設(shè)備名稱、通訊方式，指定設(shè)備的邏輯名稱和通訊地址，則組態(tài)王自動(dòng)完成驅(qū)動(dòng)程序的啟動(dòng)和通信，不再需要工程人員人工進(jìn)行。組態(tài)王采用工程瀏覽器界面來(lái)管理硬件設(shè)備，已配置好的設(shè)備統(tǒng)一列在工程瀏覽器界面下的設(shè)備分支。2.2 組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)“組態(tài)王”軟件包由工程管理

24、器ProjectManage、工程瀏覽器TouchExplorer和畫面運(yùn)行系統(tǒng)TouchVew三部分組成。其中工程瀏覽器內(nèi)嵌組態(tài)王畫面制作開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，生成人機(jī)界面工程。畫面制作開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的畫面工程在TouchVew運(yùn)行環(huán)境中運(yùn)行。 TouchExplorer和TouchView各自獨(dú)立，一個(gè)工程可以同時(shí)被編輯和運(yùn)行，這對(duì)于工程的調(diào)試是非常方便的。2.3 特別功能介紹2.3.1 趨勢(shì)組態(tài)王的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)除了在畫面中以值輸出的方式和以報(bào)表形式顯示外，還可以曲線形式顯示。組態(tài)王的曲線有趨勢(shì)曲線、溫控曲線和X-Y曲線。趨勢(shì)分析是控制軟件必不可少的功能，“組態(tài)王”對(duì)該功能提供了強(qiáng)有力的支持

25、和簡(jiǎn)單的控制方法。趨勢(shì)曲線有實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線和歷史趨勢(shì)曲線兩種。曲線外形類似于坐標(biāo)紙，X軸代表時(shí)間，Y軸代表變量值。對(duì)于實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線最多可顯示四條曲線；而歷史趨勢(shì)曲線最多可顯示十六條曲線，而一個(gè)畫面中可定義數(shù)量不限的趨勢(shì)曲線（實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線或歷史趨勢(shì)曲線）。在趨勢(shì)曲線中工程人員可以規(guī)定時(shí)間間距，數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍，網(wǎng)格分辨率，時(shí)間坐標(biāo)數(shù)目，數(shù)值坐標(biāo)數(shù)目，以及繪制曲線的“筆”的顏色屬性。畫面程序運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線可以自動(dòng)卷動(dòng)，以快速反應(yīng)變量隨時(shí)間的變化；歷史趨勢(shì)曲線不能自動(dòng)卷動(dòng)，它一般與功能按鈕一起工作，共同完成歷史數(shù)據(jù)的查看工作。這些按鈕可以完成翻頁(yè)、設(shè)定時(shí)間參數(shù)、啟動(dòng)/停止記錄、打印曲線圖等復(fù)雜功能

26、。組態(tài)王提供三種形式的歷史趨勢(shì)曲線：第一種是從圖庫(kù)中調(diào)用已經(jīng)定義好各功能按扭的歷史趨勢(shì)曲線； 第二種是調(diào)用歷史趨勢(shì)曲線控件，對(duì)于這種歷史趨勢(shì)曲線，功能很強(qiáng)大，使用比較簡(jiǎn)單；第三種是從工具箱中調(diào)用歷史趨勢(shì)曲線。 2.3.2 報(bào)警報(bào)警是指當(dāng)系統(tǒng)中某些量的值超過(guò)了所規(guī)定的界限時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)警告信息，表明該量的值已經(jīng)超限，提醒操作人員。組態(tài)王中報(bào)警和事件的處理方法是：當(dāng)報(bào)警和事件發(fā)生時(shí)，組態(tài)王把這些信息存于內(nèi)存中的緩沖區(qū)中，報(bào)警和事件在緩沖區(qū)中是以先進(jìn)先出的隊(duì)列形式存儲(chǔ)，所以只有最近的報(bào)警和事件在內(nèi)存中。當(dāng)緩沖區(qū)達(dá)到指定數(shù)目或記錄定時(shí)時(shí)間到時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將報(bào)警和事件信息進(jìn)記錄。報(bào)警的記錄可以是文本

27、文件、開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)或打印機(jī)。另外，用戶可以從人機(jī)界面提供的報(bào)警窗中查看報(bào)警和事件信息。2.3.3 命令語(yǔ)言類型組態(tài)王中命令語(yǔ)言是一種在語(yǔ)法上類似語(yǔ)言的程序，工程人員可以利用這些程序來(lái)增強(qiáng)應(yīng)用程序的靈活性、處理一些算法和操作等。命令語(yǔ)言都是靠事件觸發(fā)執(zhí)行的，如定時(shí)、數(shù)據(jù)的變化、鍵盤鍵的按下、鼠標(biāo)的點(diǎn)擊等。根據(jù)事件和功能的不同，包括應(yīng)用程序命令語(yǔ)言、熱鍵命令語(yǔ)言、事件命令語(yǔ)言、數(shù)據(jù)改變命令語(yǔ)言、自定義函數(shù)命令語(yǔ)言、動(dòng)畫連接命令語(yǔ)言和畫面命令語(yǔ)言等。具有完備的詞法語(yǔ)法查錯(cuò)功能和豐富的運(yùn)算符、數(shù)學(xué)函數(shù)、字符串函數(shù)、控件函數(shù)、SQL函數(shù)和系統(tǒng)函數(shù)。各種命令語(yǔ)言通過(guò)“命令語(yǔ)言編輯器”編輯輸入，在“組態(tài)王”

28、運(yùn)行系統(tǒng)中被編譯執(zhí)行。其中應(yīng)用程序命令語(yǔ)言、熱鍵命令語(yǔ)言、事件命令語(yǔ)言、數(shù)據(jù)改變命令語(yǔ)言可以稱為“后臺(tái)命令語(yǔ)言”，它們的執(zhí)行不受畫面打開(kāi)與否的限制，只要符合條件就可以執(zhí)行2.3.4 報(bào)表數(shù)據(jù)報(bào)表是反應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄的一種重要形式。是生產(chǎn)過(guò)程必不可少的一個(gè)部分。它既能反映系統(tǒng)實(shí)時(shí)的生產(chǎn)情況，也能對(duì)長(zhǎng)期的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，使管理人員能夠?qū)崟r(shí)掌握和分析生產(chǎn)情況。組態(tài)王提供內(nèi)嵌式報(bào)表系統(tǒng)，工程人員可以任意設(shè)置報(bào)表格式，對(duì)報(bào)表進(jìn)行組態(tài)。組態(tài)王為工程人員提供了豐富的報(bào)表函數(shù)，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表打印等。既可以制作實(shí)時(shí)報(bào)表，也可以制作歷史報(bào)表。另外，工程人

29、員還可以制作各種報(bào)表模板，實(shí)現(xiàn)多次使用，以免重復(fù)工作。2.4 組態(tài)軟件組態(tài)建立新組態(tài)王工程的一般過(guò)程是：1.設(shè)計(jì)圖形界面（定義畫面）2.定義設(shè)備3.構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)（定義變量）4.建立動(dòng)畫連接5.運(yùn)行和調(diào)試需要說(shuō)明的是，這五個(gè)步驟并不是完全獨(dú)立的，事實(shí)上，這四個(gè)部分常常是交錯(cuò)進(jìn)行的。在用組態(tài)王畫面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)編制工程時(shí)，要依照此過(guò)程考慮三個(gè)方面：圖形 用戶希望怎樣的圖形畫面？也就是怎樣用抽象的圖形畫面來(lái)模擬實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和相應(yīng)的工控設(shè)備。數(shù)據(jù) 怎樣用數(shù)據(jù)來(lái)描述工控對(duì)象的各種屬性？也就是創(chuàng)建一個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫(kù)，此數(shù)據(jù)庫(kù)中的變量反映了工控對(duì)象的各種屬性，比如溫度，壓力等。連接 數(shù)據(jù)和圖形畫面中的圖素的連接關(guān)系

30、是什么？也就是畫面上的圖素以怎樣的動(dòng)畫來(lái)模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行，以及怎樣讓操作者輸入控制設(shè)備的指令。第三章 基于S7-300的A3000過(guò)程控制系統(tǒng)3.1 S7-300 PLC系統(tǒng)組成 SIMATIC S7-300可編程序控制器是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合以用于擴(kuò)展。 系統(tǒng)組成： 中央處理單元 (CPU) ：各種CPU 有各種不同的性能，例如，我們通常所配的CPU 313C-2DP集成了數(shù)字量輸入和輸出，以及PROFIBUS DP主站/從站接口。帶有與過(guò)程相關(guān)的功能，可以連接標(biāo)準(zhǔn)I/O設(shè)備。CPU運(yùn)行時(shí)需要微存儲(chǔ)器卡。 信號(hào)模塊 (SM) ：用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出。 負(fù)

31、載電源模塊 (PS) ：用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源。 根據(jù)客戶要求，還可以提供以下設(shè)備： 通訊處理器 (CP) ：用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。 功能模塊 (FM) ：用于高速計(jì)數(shù)，定位操作 (開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制) 和閉環(huán)控制。 接口模塊 (IM) ：用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架(CR)和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。S7-300通過(guò)分布式的主機(jī)架(CR)和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架(ER)，可以操作多達(dá)32個(gè)模塊。運(yùn)行時(shí)無(wú)需風(fēng)扇。 3.2 S7-300面板接線及組態(tài)設(shè)計(jì) 3.2.1 S7-300面板接線S7-300 PLC控制系統(tǒng)IO接口圖如圖1.3.1所示，其中DICOM接24V，

32、DOCOM接GND。 控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)接線3.2.2控制系統(tǒng)的組態(tài)根據(jù)要求，用組態(tài)王組態(tài)，實(shí)現(xiàn)基于S7-300的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路流量控制系統(tǒng)界面，如下圖：第四章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟4.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4.1.1 實(shí)驗(yàn)步驟1. 打開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)上的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥QV-115、QV-103、QV-105，關(guān)閉QV-102，調(diào)節(jié)出水閥門QV-116具有一定開(kāi)度(閘板高度6毫米左右)，其余閥門關(guān)閉。 2. 智能儀表的測(cè)量值輸入端AI0與流量輸出FT-102連接，其操作值輸出端AO0與智能儀表的外給定輸入端AI2連接；智能儀表的測(cè)量值輸入端AI1與流量計(jì)FT-102連接（支路1流量），其操作值輸出端AO1與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的控制信

33、號(hào)輸入端連接。3. 連接好控制系統(tǒng)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的串行通訊電纜，閉合控制機(jī)柜電源，給智能儀表上電；接通現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)單相電源開(kāi)關(guān)；啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。4. 在計(jì)算機(jī)上啟動(dòng)“A3000高級(jí)過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)”，進(jìn)入“電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路流量控制系統(tǒng)” 的實(shí)驗(yàn)監(jiān)控界面。在實(shí)驗(yàn)監(jiān)控界面中按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)先設(shè)置好副調(diào)節(jié)器的比例度、調(diào)節(jié)閥流量值。5. 將調(diào)節(jié)器切換到自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，開(kāi)啟水泵1#的開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)變頻器，設(shè)置變頻器頻率值為40 Hz運(yùn)行水泵P101，系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行。6. 首先利用主回路做一個(gè)單回路液位實(shí)驗(yàn)，確定P、I值（D0），設(shè)定一個(gè)SP值（流量）A1，并記錄穩(wěn)定時(shí)的流量計(jì)FT101的測(cè)量值A(chǔ)2， 7. 在上述狀態(tài)下整定副調(diào)節(jié)器的P參數(shù)，使整個(gè)系統(tǒng)至穩(wěn)定狀態(tài)（可有余差）。8. 再將主調(diào)節(jié)器切換到自動(dòng)狀態(tài)，預(yù)置主調(diào)節(jié)器的P、I參數(shù)不變，使系統(tǒng)應(yīng)仍然穩(wěn)定。9. 將變頻器頻率值設(shè)為40 Hz，待系統(tǒng)穩(wěn)定后將變頻器頻率值設(shè)為50 Hz，記錄此時(shí)的儀表輸出值、流量值以及系統(tǒng)超調(diào)量和系統(tǒng)的輸出響應(yīng)過(guò)程曲線。10. 改變SP值，將流量的給定量增加或減少5%，觀察并記錄系統(tǒng)的輸出響應(yīng)曲線。11. 通過(guò)反復(fù)對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)的調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)具有較滿意的動(dòng)、靜態(tài)性能。用計(jì)算機(jī)記錄此時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線。4.1.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) （1）實(shí)際數(shù)據(jù)記錄如下：第一次設(shè)定值（cm）系統(tǒng)穩(wěn)定后實(shí)際液位（cm）