基于组态软件水箱液位监控系统设计.docVIP

摘 要 组态软件是面向过程监控与数据采集的软件平台，当它运行于组态（开发）环境时，向用户提供丰富的设置项目，最后定制出符合用户需要的目标应用。该目标应用运行时可帮助操作人员监控生产过程。组态软件是自动化软件的一个活跃的研究方向之一。 液位作为工业生产过程中重要的工艺参数之一，在各个领域中都有广泛的应用，诸如液体储罐、储槽、进料罐、缓冲罐、水箱等设备。而对于双容水箱液位的监控越来越有其实际的意义，我们可以在其上进行诸多的控制策略的试验，然后将成功的经验总结、应用到其他领域中去，这对节省能耗、工业安全性以及工业自动化的发展是很有推动意义的。 针对监控系统对组态软件的要求，本文详细讨论了力控组态软件的功能和特征，为开发组态软件需要解决的若干问题提供了解决方法，为液位控制系统的设计提供了一套可行的方案。文章阐述了力控组态软件的体系结构，数据处理流程，描述了各组成部分的功能，给出了实现这些功能所需的技术、措施：具体描述图形界面系统、实时数据库系统、I/O系统、开放数据交换接口等内容；为本系统开发的几个组成部分规划了数据结构、基本算法。还介绍了OPC这一当前对组态软件很有影响的技术标准。 关键词：力控组态软件，液位监控系统，实时数据库，I/O系统，过程监控与数据采集 目 录 1前 言 3 1.1 监控组态软件的发展及其历史背景 3 1.1.1 监控组态软件的概念 3 1.1.2 监控组态软件的组成及原理 4 1.2 监控组态软件在自动监控系统中的应用 5 1.3 监控组态软件的研究现状及发展趋势 5 1.4 本文的内容组织 6 2 ForceControl监控组态软件 7 2.1 监控组态软件家族成员简介 7 2.2 ForceControl监控组态软件 7 2.2.1 ForceControl的概述 7 2.2.2 ForceControl 组态软件的组成 8 2.3 常规控制算法相关介绍与设计 15 3 双容水箱液位监控系统设计 17 3.1 建立新工程 17 3.2 设备连接及数据库组态 18 3.2.1 定义外部设备及数据连接项 18 3.2.2 数据库组态 20 3.3 双容水箱液位监控系统的组态画面 24 3.3.1 依据工艺流程和控制方案建立流程图画面 25 3.3.2 趋势曲线画面的组态 27 3.3.3 报表组态 29 3.3.4 报警窗口的建立与设置 31 3.3.5 动画连接 32 3.3.6 动作脚本 36 3.4 ForceControl监控组态软件与第三方软件的通信 37 3.4.1 ForceControl中OPCServer的配置 38 3.4.1 Matlab中OPCClient的设置 38 3.5 ForceControl监控组态软件与AE2000的连接 40 参考文献 43 致 谢 44 1 前 言 1.1 监控组态软件的发展及其历史背景 1.1.1 监控组态软件的概念 随着现代化生产过程控制技术飞速发展，生产装置大型化，生产过程连续化和自动化程度的不断提高，对过程工业生产的实时控制和监控的需求越来越高。当然，目前极为成熟的集散控制系统足以解决所有的控制要求。但是，出于成本及其他因素考虑，诸如控制点较少的小规模生产设备，动用大型的集散控制系统设备是耗资且繁琐的，这样，各种各样的监控组态软件便成为了解决这些问题的很好选择。迄今为止，监控组态软件已经得到了蓬勃的发展，技术以趋于成熟并已经成为工业自动化系统的必要组成部分，即“基本单元”或“基本元件”。作为自动化通用软件，监控组态软件始终处于“承上启下”的地位。它的控制品质及数据采集的实时性都可以很好的达到预期目标。正因如此，监控组态软件几乎已经应用于所有的工业信息化项目中了。力控监控组态软件作为占有国内市场的主要品牌之一，凭借着自身的许多优越性而越来越受到自动控制行业的关注，被更好的利用到实际生产实践当中去了。 “组态（configure）”的概念是伴随着集散控制系统（Distributed Control System, DCS）的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟识的。每套DCS都是比较通用的控制系统，可以应用到很多的领域，为了使用户在不需要编写程序的情况下便可以生成适合自己需求的应用系统，每个DCS厂商在DCS中都预装了系统软件和应用软件，其中的应用软件实际就是组态软件，但一直也没有人给出明确的定义，只是将使用这种应用软件设计生成（定制）目标应用系统的过程称为“组态（Configure）”或“做组态” [1]。相应地，这种应用软件和生成的目标应用系统一道被称为“组态软件”或“做组态”，有时也称为“监控组态软件” [2]。 因此组态的概念最早来自英文的Configuration，含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使