课程设计报告-用组态软件实现自动供水系统演示工程设计

MCGS组态课程设计

题目用组态软件实现自动供水系统演示工程设计学号

姓名

同组人

专业班级

学院电气工程学院

指导教师

成绩

用组态软件实现自动供水系统演示工程设计

专业:电气工程及其自动化姓名: 指导老师:

摘要MCGS嵌入版组态软件的硬件需求分为组态环境需求和运行环境需求两部分。MCGS(Monitor and Control Generated System，监视与控制通用系统)是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等操作系统。MCGS 嵌入版组态软件的硬件需求分为组态环境需求和运行环境需求两部分。用MCGS组态软件设计了远程监控程序；实现了供水系统的远程和本地的手自动切换控制。目前，供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环，传统供水式占地面积大，水质易污染，基建投资多，而且主要缺点是水压不能保持恒定，导致部分设备不能正常工作。

关键词MCGS，恒压供水

ABSTRACT

Embedded MCGS configuration software version of the hardware requirements into configuration environmental needs and running environment needs two parts. MCGS(Monitor and Control Generated System, Monitoring and control general system). is developed by Beijing kunlun automated software technology Co. which Windows-based Used for fast structure and the generation of PC monitoring system configuration of the software system. Main accomplish the field data acquisition and monitoring data processing and control the front.Can run on Microsoft Windows 95/98 / Me/NT / 2000 / xp operating system, etc. Embedded MCGS configuration software version of the hardware requirements into configuration environmental needs and running environment needs two parts. MCGS configuration software design with a remote monitoring program; to achieve a water supply system for remote and automatic switching control of local hands. Currently, the national production and living water supply system is an important and indispensable part of the traditional area of water supply, water quality easily contaminated, and more investment in infrastructure, but the main disadvantage is that pressure is not constant, resulting in some of the equipment does not work.

Key words：MCGS，Constant Pressure Water Supply Control System

目录

前言....................................................................... - 1 - 1.设计容与要求 ......................................................... - 2 -

1、1 MCGS设计容............................................... - 2 -

1、2 设计要求.................................................... - 2 -

2、设计思路 ............................................................. - 3 -

3 、组态画面的设计.................................................... -

4 -

a、建立窗口........................................................ - 6 -

b、定义数据对象 .................................................. - 6 -

C、界面编辑 ....................................................... - 7 -

d、编辑运行策略 .................................................- 10 -

e、主控窗口的编辑 ..............................................- 12 -

f、图画动起来 ....................................................- 13 -

g、监控界面.......................................................- 14 - 结论......................................................................- 14 - 参考文献 ................................................................- 14 - 致 ................................................................... . ……- 4 -附录……………………………………………………………………- 4 -

附录1…………………………………………………………………- 4 -

附录2………………………………………………………………....- 4 -

前言

水是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能源短缺的，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等面技术一直比较落后，自动化程度较低，而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中的一个重要面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到小区住户的正常工作和生活，也直接体现了小区物业管理水平的高低。

传统的小区供水式有：恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水式、单片机变频调速供水系统等式，其优、缺点如下：

(1) 恒速泵加压供水式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。

(2) 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵在低效段工作，而出水压力无谓的增高，也使浪费加大，从而限制了其发展。

(3) 水塔高位水箱供水具有控制式简单、运行经济合理、短时间维修或停电可不停水等优点，但存在基建投资大，占地面积大，维护不便，水泵电机为硬起动，启动电流大等缺点，频繁起动易损坏联轴器，目前主要应用于高层建筑。

(4) 液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水式易漏油，发热需冷却，效率低，改造麻烦，只能是一对一驱动，需经常检修；优点是价格低廉，结构简单明了，维修便。

(5) 单片机变频调速供水系统也能做到变频调速，自动化程度要优于上面4种供水式，但是系统开发期比较长，对操作员的素质要求比较高，可靠性比较低，维修不便，且不适用于恶劣的工业环境。

综上所述，传统的供水式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源；效率低；可靠性差；自动化程度不高等缺点，重影响了居民的用水和工业系统中的用水。目前的供水式朝向高效节能、自动可靠的向发展，变频调速技

术以其显着的节能效果和稳定可靠的控制式，在风机、水泵、空气压缩机、制冷压缩机等高能耗设备上广泛应用，特别是在城乡工业用水的各级加压系统，居民生活用水的恒压供水系统中，变频调速水泵节能效果尤为突出，其优越性表现在：一是节能显著；二是在开、停机时能减小电流对电网的冲击以及供水水压对管网系统的冲击；三是能减小水泵、电机自身的机械冲击损耗。

采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，同时系统具有良好的节能性，这在能源日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等面具有重要的现实意义。

1.设计容与要求

1、1 MCGS设计容

本次我组的课程设计是用组态软件实现自动供水系统演示工程。运用MCGS，结合一个控制系统，完成该控制系统的组态设计，水在我们生活总很多都离不开的，所以，对于供水系统也包含很多面的供水，如：以洗浴中心，学校的教学楼等等为主要，但是水作为可循环利用资源，往往在使用过后还需要进行进化处理，从而进一步利用，因此，供水系统之中也包含污水的处理。所以，我组本次的MCGS组态软件课程设计主要包含洗浴中心、教学楼的供水，污水处理。另外，作为利用组态软件实现的自动控制系统，其中也得包含必要的尝试环节，如：在供水中常常会出现停水或者水流量过大，导致系统不能正常运行。而教学楼的供水常常需要注意的是在加热水的过程中坚决不能停水，所以在这个控制系统的组态设计中需要设置温度的报警问题，避免出现温度过高导致更大的事情发生。

1、2 设计要求

对于本次的污水处理系统，主要由反应池、澄清池、储水罐等组成。其主要过程为：

(1) 进水：进水泵门打开，污水通过粗格栅（水泵种含粗格栅），经过水泵，污水到达混合池，再根据控制要求，将混合池中的污水注入反应池。(2) 反应：反应工序是污水处理中最重要的一道工序。当污水注入后，反应池中的潜水搅拌机和回流污泥泵运行，开始反应操作，如驱除BOD、硝化、磷的吸收以及反硝化等。根据反应需要达到的程度，决定反应时间的长短，并适时的将处理过的水送入过滤器，有效防止沉淀。

(3) 过滤：污水从反应池输到澄清池中，进行沉淀过滤，将可以输出的水和还需处理的污水分开，将不再需要处理的污水直接送出利用，将还需要处

理的再次送入混合池进一步的处理。

重复以上步骤，便可以实现污水的处理。

蓄水池及备用池水位高15米，当水泵启动时，为蓄水池供水，水池水位按1m/s速度上升，上升至14米时，水泵自动停止工作，当蓄水池水位低于6米时启动备用池，当备用池水位低于3米，且蓄水池水位高于6米时自动由蓄水池向备用池供水，直至备用池水位上升至14米时停止。蓄水池向外供水时，水位下降快慢由用户量决定，每用户用水，蓄水池按0.1m/s速度下降，而蓄水池为备用池供水时，水位按0.5m/s速度下降，用户不用水，则水位不变。

教学楼供水：储水罐容量为15升，水罐的储水容量为最少2升，水温的温度最低为20摄氏度，当水罐的水容量小于等于14升时，进水开关打开按0.2升/s的速度上升直到上升到14升时，进水开关关闭。温度设置为当有进水时水温每次下降7摄氏度，没有进水时水温每次上升为5摄氏度，所以当罐水满时进水开关关闭水温会直线上升，直到上升为最高温度100摄氏度。。每次水可用时出水开关打开每次水温下降7摄氏度且以0.3m/s 速度下降。另外当水温大于20小于40时或水温温度大于80摄氏度时报警器灯的颜色变为绿色表示水为冷水或为开水可以直接引用，其余灯颜色为红色表示不可直接引用。水用时水温和液为快速下降直至重复开始过程。

洗浴中心：选取其中一个锅炉说明。锅炉近似一个圆柱体，高9米，底面半径1.5米,,设计容量56.52立米。锅炉的作用是用来加热，通过进水管道把冷水引入，进水温度在22度左右，通过锅炉的加热，使水温升高到35至42度之间。锅炉装有温度检查仪器，他的作用是测量锅炉的水温变化，通过数据显示告诉检测人员。为了更加精确测量水温，选取两成为0到50度的温度检测仪器。另外，水位仪表可以检测锅炉的水位变化，通过数字显示及时告知检测人员，检测人员可以迅速调整进水管上的阀门，用以减小或增大进水量。出水管道通过分流连接众多的支管道，最终达到管道末端的淋浴。出水管设有阀门开关，用来调节出水量的大小。当支管水量减小时，调节出水阀门开关，使出水量增加；同样，当支管水量变大的时候，调节出水阀门开关，以减小出水量。

宿舍供水系统：实际也就是一个供水系统，主要涉及到的是有水喝没有水的情况，最好还有体现不同楼层的水量的大小。

2、设计思路

通过组态设计一个自动供水系统，水在我们生活总很多都离不开的，

所以，对于供水系统也包含很多面的供水，如：以洗浴中心，学校的教学楼等等为主要，但是水作为可循环利用资源，往往在使用过后还需要进行进化处理，从而进一步利用，因此，供水系统之中也包含污水的处理。所以，我组本次的MCGS组态软件课程设计主要包含洗浴中心、教学楼的供水，污水处理。另外，作为利用组态软件实现的自动控制系统，其中也得包含必要的尝试环节，如：在供水中常常会出现停水或者水流量过大，导致系统不能正常运行。而教学楼的供水常常需要注意的是在加热水的过程中坚决不能停水，所以在这个控制系统的组态设计中需要设置温度的报警问题，避免出现温度过高导致不必要的事情发生。本次在我组中我重点做的是宿舍供水系统，实际也就是一个供水系统，

3 、组态画面的设计

MCGS组态软件的两个组成系统互相独立，又紧密相关。用户的所有组态配置过程都在组态环境中进行，组态环境相当于一套完整的工具软件，它帮助用户设计和构造自己的应用系统。用户组态生成的结果是一个数据库文件，称为组态结果数据库。运行环境是一个独立的运行系统，它按照组态结果数据库中用户指定的式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。运行环境本身没有任意义，必须与组态结果数据库一起作为一个整体，才能构成用户应用系统。一旦组态工作完成，运行环境和组态结果数据库就可以离开组态环境而独立运行在监控计算机上。组态结果数据库完成了MCGS系统从组态环境向运行环境的过渡，它们之间的关系如下图1所示。

图1 MCGS组态环境和MCGS运行环境关系图MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的

工作，具有不同的特性，结构图如图2所示。

图2 MCGS的工程组成

（1）主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。主要的组态操作包括：定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。（2）用户窗口：本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：生成各种动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。

实时数据库：是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将MCGS工程的各个部分连接成有机的整体。在本窗口定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。

（3）运行策略：本窗口主要完成工程运行流程的控制。包括编写控制程序（if…then脚本程序），选用各种功能构件，如：数据提取、历史曲线、定时器、配操作、多媒体输出等。一般情况下MCGS组态设计的工作包括下面几个容：T程分析、工程框架、

数据对象、图形制作、数据显示窗口、流程控制、安全机制。工程分析即在开始组态工程之前，先对该工程进行剖析．以便从整体上把握工程的结构、流程、需实现的功能及如实现这些功能；工程框架即确定用户窗口、主菜单、子菜单、蘸略的种类和数量：数据对象即在用户窗口中建立各数据对象：图形制作即在用户窗口中绘制有关其他图形；数据显示窗口即根据需求建立实时数据(通过自由表格构件实现)、历史数据(通过历史表格构件实现)、实时曲线(通过实时眭线构件实现)、历史曲线(通过历史曲线构件实现)等显示窗口；流程控制即通过循环策略中的脚本程序策略块实现：安全机制即通过用户权限管理、工程安全管理、脚本程序实现。