基于力控組態(tài)軟件的控制實例

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 電控學院基于力控組態(tài)軟件的鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)設計院 （系）： 電氣與控制工程學院 專業(yè)班級： 10級測控1班 姓 名： 張坡坡 學 號： 2013年 4月 29日目錄1.力控組態(tài)軟件PCAuto.31.1軟件的認識.31.2軟件的使用.32.系統(tǒng)功能概述.33.系統(tǒng)設計.43.1設計思想.43.2軟件組態(tài)設計.43.3系統(tǒng)功能實現(xiàn)的腳本程序.114.設計心得體會.121.力控組態(tài)軟件PCAuto1.1軟件的認識力控監(jiān)控組態(tài)軟件PCAuto是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集與過程控制的專用軟件，是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺，它能同時和國內外各種工業(yè)控制廠家的設備進行網(wǎng)絡通訊，

2、它可以與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡系統(tǒng)結合，便可以達到集中管理和監(jiān)控的目的，同時還可以方便地向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，來實現(xiàn)與“第三方”的軟、硬件系統(tǒng)進行集成。力控監(jiān)控組態(tài)軟件PCAuto最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式” 進行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實踐方法，用戶只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，縮短了自動化工程師的系統(tǒng)集成的時間，大大地提高了集成效率。力控的應用范圍廣泛、可用于開發(fā)石油、化工、半導體、汽車、電力、機械、冶金、交通樓宇自動化、食品、醫(yī)藥、環(huán)保等多個行業(yè)和領域的工業(yè)自動化、過程控制

3、、管理監(jiān)測、工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)測、遠程監(jiān)測/遠程診斷、企業(yè)管理/資源計劃等系統(tǒng)。PCAuto組態(tài)軟件具有功能強大的圖形開發(fā)環(huán)境Draw，采用面向對象的圖形技術，創(chuàng)建動畫式人-機界面系統(tǒng)及高可靠性快速的圖形界面運行系統(tǒng)View，用來運行Draw創(chuàng)建圖形窗口。先進的分布式實時數(shù)據(jù)庫DB是整個應用系統(tǒng)的核心模塊，負責整個力控應用系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理、報警信息處理、數(shù)據(jù)服務請求處理及完成與過程的雙向通信。1.2軟件的使用在組態(tài)軟件中填寫一些事先設計的表格，再利用圖形功能把被控對象(溫度計、壓力計、鍋爐、趨勢曲線、報表、溫控曲線等)形象的畫出來，通過內部數(shù)據(jù)連接把被控對象的屬性與I/O

4、設備的實時數(shù)據(jù)進行邏輯連接。當由組態(tài)軟件生成的應用系統(tǒng)投入運行后，與被控對象相連的I/O設備數(shù)據(jù)發(fā)生變化會直接帶動被控對象的屬性變化。2.系統(tǒng)功能概述基于力控組態(tài)軟件的鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)的設計主要是充分利用軟件的優(yōu)勢，通過對鍋爐系統(tǒng)中的三個主要參數(shù)，即鍋爐水位、爐膛壓力、鍋爐內溫度的控制來實現(xiàn)對鍋爐系統(tǒng)的實時監(jiān)控。具體的控制原則為：當鍋爐液位“LEVEL”的值高于100時，系統(tǒng)產(chǎn)生報警，對應的入水閥門會變小到5%；當爐內壓強“YQ” 的值高于0.11Mpa時，系統(tǒng)也會報警，同時出氣閥門開啟；同樣，當鍋爐內溫度“WD”的值高于90時，系統(tǒng)也產(chǎn)生報警信息，同時進氣閥門會變小到5%。其中鍋爐水位由仿真PL

5、C的常量寄存器控制，爐膛壓力和鍋爐內溫度也分別由仿真PLC的常量寄存器控制，由于無法準確地建立鍋爐水位、爐膛壓力、鍋爐內溫度三者之間的函數(shù)關系，在設計時人為設定爐膛壓力和鍋爐內溫度分別隨鍋爐水位增減情況的不同而有不同的增減量變化。系統(tǒng)的啟停則由“開始”按鈕進行控制。系統(tǒng)報警時，會生成報警曲線。溫度過高時，加熱設備停止加熱，其中是否加熱有動畫連接實現(xiàn)，加熱時加熱設備一直閃爍，否則停止閃爍。3.系統(tǒng)設計3.1設計思想鍋爐設備是一個復雜的控制對象，主要的輸入變量是負荷、鍋爐給水、燃料量、減溫水、送風和引風等；主要的輸出變量是汽包水位、蒸汽壓力、爐膛負壓、過?？諝獾取Ｒ蜉斎胱兞颗c輸出變量相互關聯(lián)，如果

6、蒸汽負荷發(fā)生變化，必將會引起汽包水位、蒸汽壓力和過熱蒸汽溫度等變化，因此鍋爐是一個多輸入、多輸出且相互關聯(lián)的控制對象。由于條件限制及能力有限，本控制系統(tǒng)將主要控制三個變量：鍋爐水位、爐內溫度、爐內壓力。在本控制系統(tǒng)的圖形界面上具備報警通知及確認、報表組態(tài)及打印、歷史數(shù)據(jù)查詢與顯示等功能。各種報警、報表、趨勢都是動畫連接的對象，其數(shù)據(jù)源都可以通過組態(tài)來指定。每個畫面的內容可以根據(jù)實際情況靈活設計。3.2軟件組態(tài)設計基于力控PCAuto組態(tài)軟件的設計與實現(xiàn)主要包括以下幾個步驟：畫面創(chuàng)建、動畫連接、I/O設備設置、創(chuàng)建實時數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)連接。 畫面創(chuàng)建根據(jù)本系統(tǒng)的特點，設計了鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)主界面，數(shù)據(jù)的

7、采集、保存及查詢界面，報警信息，溫控曲線四個界面。主界面如圖1所示，主要包括了系統(tǒng)開關，鍋爐精靈，壓力、溫度的精靈，加熱設備和一些控制閥門。 圖1 鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)主界面數(shù)據(jù)的采集、保存及查詢界面如圖2所示，說明了系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)信息，及相關歷史數(shù)據(jù)的查詢。主要包含趨勢曲線和歷史報表。“歷史報表”工具可以方便的實現(xiàn)報表打印功能圖2 數(shù)據(jù)的采集、保存及查詢界面報警信息界面如圖3所示，由報警組態(tài)及相關報警設置來完成系統(tǒng)的報警任務。圖3 報警信息界面溫控曲線界面如圖4所示，主要有溫控曲線組件完成，便于更好的實現(xiàn)鍋爐內溫度的控制與觀測。圖4 溫控曲線界面 動畫連接動畫連接是指畫面中圖形對象與變量或表達式的對

8、應關系。建立了連接后，在監(jiān)控系統(tǒng)運行時，根據(jù)變量或表達式的數(shù)據(jù)變化，圖形對象改變顏色，大小等外觀，文本會進行動態(tài)刷新。這樣就將現(xiàn)場真實的數(shù)據(jù)放映到計算機的監(jiān)控畫面中，從而達到監(jiān)控的目的。此控制系統(tǒng)中分別對開關精靈、報警燈、界面切換、加熱設備等進行了相關的動畫連接。從而可以動態(tài)的實現(xiàn)系統(tǒng)的良好控制。具體實現(xiàn)方法如圖5中各圖所示。(a)開關的相關動畫連接(b)閥門的相關動畫連接(c)各界面切換的相關動畫連接圖5 動畫連接 I/O設備設置及管理I/O設備設置是指對包括應用程序的“軟件設備”和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集交換的硬件設備在內的廣義上I/O設備驅動程序進行配置，使其與組態(tài)軟件建立通信，構成一個完成的系統(tǒng)。

9、在被監(jiān)控系統(tǒng)中，分別對鍋爐的液位“LEVEL”，入口泵“IN_WATER”，出口閥門“OUT_WATER”，進行了定義，地址的分配，通信方式的選定等操作。在監(jiān)控系統(tǒng)中建立的仿真PLC，其實現(xiàn)方法如圖6所示。圖6仿真PLC的建立配置I/O設備的過程在圖形開發(fā)環(huán)境Draw的導航器中進行，按照設備安裝對話框的提示就可以完成I/O設備的配置工作。I/O設備配置完成后，在導航器中將列出I/O設備的設備名稱，同時生成的設備名稱即可用于數(shù)據(jù)連接過程。在系統(tǒng)運行時，力控通過內部管理程序自動啟動相應的I/O驅動程序，I/O驅動程序負責與I/O設備的實時數(shù)據(jù)交換。 創(chuàng)建實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫(DB)是整個監(jiān)控系統(tǒng)的

10、核心。它負責整個系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)處理和歷史數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理、報警信息處理、數(shù)據(jù)服務請求處理，完成與過程數(shù)據(jù)采集的雙向數(shù)據(jù)通信。在本系統(tǒng)中，經(jīng)過創(chuàng)建點參數(shù)、定義I/O設備、數(shù)據(jù)連接等幾個步驟便可以完成數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建。系統(tǒng)中采用的I/O設備的數(shù)據(jù)采集與回送是實時數(shù)據(jù)庫的一個最基本的功能。因為實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應用所面向的監(jiān)控對象最終還是要落實到具體的硬件設備。力控數(shù)據(jù)支持的I/O設備包括DCS、可編程控制器(PLC)、智能模塊、板卡、智能儀表、控制器、變頻器等。數(shù)據(jù)庫與I/O設備之間的數(shù)據(jù)交換方式也相應的有很多種。本系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫的建立過程如下所示：以“LEVEL”點參數(shù)的建立、修改為例，包括基本參

11、數(shù)、報警參數(shù)、數(shù)據(jù)連接、歷史參數(shù)等的設置。圖7 相關點參數(shù)的設置3.3系統(tǒng)功能實現(xiàn)的腳本程序調出程序腳本串口，編寫程序如下：圖8 腳本程序程序：IF RUN.PV=1 THENLEVEL.PV=LEVEL.PV-3;WD.PV=WD.PV-2;YQ.PV=YQ.PV+0.;IF IN_WATER.PV=100 THENLEVEL.PV=LEVEL.PV+6;ENDIFIF IN_WATER.PV=5 THENLEVEL.PV=LEVEL.PV+0.3;ENDIFIF IN_GAS.PV=100 THENWD.PV=WD.PV+4;ENDIFIF IN_GAS.PV=5 THENWD.PV=WD

12、.PV+0.2;ENDIFIF OUT_GAS.PV=1 THENYQ.PV=YQ.PV-0.00375;ENDIFIF LEVEL.PV=80 THENIN_WATER.PV=100;ENDIFIF WD.PV=60 THENIN_GAS.PV=100;ENDIFIF YQ.PV=100 THENIN_WATER.PV=5;ENDIFIF WD.PV=75 THENIN_GAS.PV=5;ENDIFIF YQ.PV=0.11 THENOUT_GAS.PV=1;ENDIFENDIF4.設計心得體會通過這次對力控組態(tài)軟件的使用，我們在搜集大量資料和觀看一系列力控軟件實例的基礎上，很好的完成了本次

13、鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)的設計任務，掌握了組態(tài)軟件課理論與實際間的聯(lián)系，也熟練了數(shù)據(jù)庫的建立，數(shù)據(jù)采集的創(chuàng)建，報警的運用等等，通過繁瑣的動畫連接和實時數(shù)據(jù)庫中各種變量的建立，找到了一定的規(guī)律。通過簡單的控制語句的編程，發(fā)現(xiàn)了其中很多控制變量間的編程規(guī)律，很好的實現(xiàn)了組態(tài)功能。設計的過程中遇到過不少問題，軟件的安裝也嘗試了好幾個版本，或者是程序的編寫問題，或者是變量的創(chuàng)建不合適，再或者是動畫的關聯(lián)，等等，通過大家一起探討，一起研究，解決了一系列的困難，最終能夠在一臺電腦上將實驗中的各種現(xiàn)象完美的展現(xiàn)出來，但是還是有的地方?jīng)]有弄太明白，不過最終仍舊根據(jù)要求圓滿地完成了設計的任務，在困難的陪同下體驗了一下成功的

14、喜悅，增強了以后學習和解決困難、問題的信心，更增添了對力控軟件的研究興趣。最后感謝老師對我們的教學和指導，也希望在以后的設計中老師能夠給予幫助與鼓勵。作業(yè)1. 力控支持多種形式的網(wǎng)絡通信，主要有哪幾種？ 答：力控支持的網(wǎng)絡通信方式包括DDE,OPC,ODBC.2. 什么是網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫連接？答：網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫：（1）在網(wǎng)絡上運行的數(shù)據(jù)庫；（2）網(wǎng)絡上包含其他用戶地址的數(shù)據(jù)庫；（3）信息管理中，數(shù)據(jù)記錄可以以多種形式相互關聯(lián)的一種數(shù)據(jù)庫。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫是跨越電腦在網(wǎng)絡上創(chuàng)建、運行的數(shù)據(jù)庫。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)之間的關系不是一一對應的，可能存在著一對多的關心，這種關系也不是只有一種路徑的涵蓋關系，而可能會有多種

15、路徑和從屬關系。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫連接即將網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫作為服務器和客戶端提供或接收數(shù)據(jù)。3. 若要自啟動力控的WebServe和網(wǎng)絡服務器程序，應該如何設置？ 答：雙擊系統(tǒng)配置導航器中的“系統(tǒng)配置/初始啟動程序”，在力控程序啟動設置查看Web服務器HttpSvr和NetServer是否已經(jīng)選中。如果沒有選擇，手動選擇這個程序。選擇后啟動力控程序是否將會自動啟動力控的Web服務器程序。4. 解釋“系統(tǒng)冗余”和“雙機熱備”，力控軟件冗余系統(tǒng)如何配置？ 答：“系統(tǒng)冗余”：在一些對系統(tǒng)可靠性要求很高的應用中，需要考慮熱備份也就是系統(tǒng)冗余，這是指系統(tǒng)中一些關鍵模塊或網(wǎng)絡在設計上有一個或多個備份，當現(xiàn)在工作的部分出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)可以通過特殊的軟件或硬件自動切換到備份上，從而保證了系統(tǒng)不間斷工作。 “雙機熱備”：特指基于高可用系統(tǒng)中的兩臺服務器的設備（或高可用），因兩機高可用在國內使用較多，故得名雙機熱備。 力控冗余系統(tǒng)配置：假設構成雙機冗余系統(tǒng)的兩個節(jié)點計算機分別為M機和S機。將M機當做主機，S機當做從機。將組態(tài)好的力控工程分別安裝到M機和S