组态软件课程设计-锅炉温度监控系统设计

河南机电高等专科学校自动控制系《组态软件及应用》课程设计报告

题目：锅炉温度监控系统设计

系部: ____ 自动控制系_____

专业：电气自动化技术

班级: _________ ccc _______

姓名：XXX _______________

学号:1XXXX

指导老师：XXX _____________

成绩: ____________________

二零一五年十二月二十五日

目录

前言.......................................................... 1 .第 1 章设计任务和目的 ........................................ 2..第 2 章总体方案设计 .......................................... 2...第 3 章硬件和软件 ............................................ 2...

3.1PC 系统 (2)

3.2PLC (2)

3.3传感器 (2)

3.4液位计、压力计 (3)

3.5泵、阀 (3)

3.6报警器 (3)

3.7软件 (3)

第 4 章软件锅炉组态界面设计 .................................. 3..

4.1锅炉的监控界面 (3)

4.2组态硬件设备和实时数据库 (4)

4.3设计动画连接 (6)

4.4设计报警及应答 (6)

4.5 PID 参数整定 (8)

第 5 章总结 .................................................. 8...第 6 章心得体会 .............................................. 8...参考文献...................................................... 9 .

、八、，

前言

随着我国工业的发展，组态软件是实现人机界面的好途径。我国有三维力控、组态王、通用组态等。力控监控组态软件是北京三维力控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求而设计开发的高端产品，是三维力控全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国内高端自动化市场及应用，是企业信息化的有力数据处理平台。

锅炉是机电一体化的产品，可将电能直接转化成热能，具有效率高，体积小，无污染，运行安全可靠，供热稳定，自动化程度高的优点，是理想的节能环保的供暖设备。加上目前人们的环保意识的提高，锅炉越来越受人们的重视，在工业生产和民用生活用水中应用越来越普及。锅炉目前主要用于供暖和提供生活用水。主要是控制水的温度，保证恒温供水。

力控组态软件在秉承力控早期产品成熟技术的基础上，对历史数据库、人机界面、

I/O 驱动调度等主要核心部分进行了大幅提升与改进，重新设计了其中的核心构件，力控6.1面向NET 开发技术，开发过程采用了先进软件工程方法：“测试驱动开发”，产品品质将得到充分保证。

与力控早期产品相比，力控 6.1 产品在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃。

本文从理论上说明了一个被测物体（锅炉），组态软件及计算机之间的连接，为今后走向工作岗位打下坚实基础

第1章设计任务和目的本课程设计要求在修完《力控组态软件应用实践》课程后，运用工业监控系统组态软件，结合一个自动控制系统，完成该控制系统的上位机监控系统组态设计。是学生掌握监控软件的设计和编程方法，得到计算机监控系统程序设计与调试，以及编写设计技术文件的初步训练。为从事计算机控制方面的工作打一下基础。

要求系统实现与下位机（智能仪表）的通讯，动态显示现场变量与设备工作状态，显示水温、流量并进行PID 控制，出水温度超过10%时进行报警。

第2章总体方案设计料量、减温锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要的输入变量是负荷、锅炉给水、燃水、送风和引风等；主要的输出变量是汽包水位、蒸汽压力、炉膛负压、过剩空气等。因输入变量与输出变量相互关联，如果蒸汽负荷发生变化，必将会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度等变化，因此锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的控制对象。

第3章硬件和软件

本系统主要由PC、PLC、传感器、液位计、压力计、泵以及阀和报警器等来对硬件的设计和实现。

3.1 PC 系统

对于计算机来说在其上面主要是利用相应的软件来实现数据的收集、处理分

析、远程的控制，比如力控组态软件ForceContr-ol6.1 来说，我们更是利用它与PLC 的相联系来进行对锅炉模拟的控制。

3.2 PLC

主要对底层的设备进行数据的采集及处理，并做出相应的控制——西门子200 （PPI 通信）

3.3 传感器

它是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换

成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求

3.4 液位计、压力计

主要显示实时的数据信息，对此来做出相应调整。

3.5 泵、阀

水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。

阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或引流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。

3.6 报警器

报警器，是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，以声音、光、气压等形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品。

根据液位、温度、压力三种数据来设定的报警机制。当加热罐内温度、液位或压力达到报警值，系统将会报警提示，红灯闪烁.

3.7软件

力控组态软件：方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、可嵌入各种格式（BMP 、GIF、JPG、JPEG、CAD 等）的图片，方便画面制作，大大降低了组态开发的工作量；高性能实时、历史数据库，快速访问接口在数据库4 万点数据负荷时，访问吞吐量可达到20000 次/秒。

第4章软件锅炉组态界面设计

4.1锅炉的监控界面

基于力控PCAuto 组态软件的设计与实现主要包括以下几个步骤：画面创建、动画连接、I/O 设备设置、创建实时数据库、数据连接。

根据本系统的特点，设计了锅炉监控系统主界面，数据的采集、保存及查询界面，报警信息，温控曲线四个界面。主界面如图4-1 所示，主要包括了系统开关，锅炉精灵，压力、温度的精灵，报警灯，加热设备和一些控制阀门。

图4-1

4.2组态硬件设备和实时数据库

利用力控进行的组态画面需要有 PLC 的相连来实现组态的硬件，首先我们应 建立一个新的工程项目，之后我们才能建立实时的数据库连接。数据的采集、保 存及查询界面如图4-

2、表4-1、图4-3所示，说明了系统的实时数据信息，及相 关历史数据的查询。主要包含趋势曲线和历史报表。

历史报表”工具可以方便的实 现报表打印功能。

实时数据库是整个监控系统的核心。它负责整个系统的实时数据处理和历史 数据存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理，完成与过程数据 采集的双向数据通信。在本系统中，经过创建点参数、定义I/O 设备的数据采集链 接等几个步骤便可以完成后数据库的创建。 系统中采用的I/O 设备的数据采集与回 送时实时数据库的一个最基本的功能。因为实时数据库系统应用所面向的监控对 象最终还是压落实到具体的硬件设备。力控数据支持的 I/O 设备包括DOS 、可编

程控制器(PLC)、智能模块、板卡、智能仪表、控制器、变频器等。数据库与 I/O

设备之间的数据交换方式也相应的有很多种。本系统实时数据库的建立过程如下 所示：

按钮

启动 数据采集?保存及查询

报警信息

温控曲线 OQOD

入口

水泵 加热罐 iO 出口阀 mis.

压力报警

储蓄罐

以“temp 点参数的建立、修改为例，包括基本参数、报警参数、数据连接、历史参 数等设置。

NAME

DESC %IOLINK %HIS Chushihua

初始化 PV 二gouluPLC:地址：0常量寄存 Shedi ng_we

ndu 设定温度 PV 二gouluPLC:地址：1常量寄存 Shiji_we ndu 实际温度 PV=gouluPLC:地址：1变量寄存

Shedi ng_yewei 设定液位 PV=gouluPLC:地址：2常量寄存

Shiji_yewei 实际液位 PV=gouluPLC:地址：2变量寄存

Shedi ng_yali 设定压力 PV=gouluPLC:地址：3常量寄存

Shiji_yali

实际压力 PV=gouluPLC:地址：3变量寄存 baoj ing 报警 PV=gouluPLC:地址：4状态寄控

制最小：0最大：100

表4-1图4-2