基于MCGS组态软件开发水位控制系统

第一章引言
1.1组态软件控制方案
在工业生产中，大多数过程是非线性程度不高的过程，可以当作线性过程处理。要控制好极端非线性过程，则相当困难，在《过程控制》教学中，对三个相互连通的不规则形状水箱水位进行测控处理并分析，就属于极端非线性控制。该系统传统的开发手段是采用单片机等控制设备设计，但如果采用组态软件开发该系统则可以实现多次开发、适时采集监控等功能，该测控系统主要有两种设计途径：一是采用VB、VC等可视化工具从低层开发；二是利用工控组态软件进行二次开发，但由于VB、VC开发难度大，开发周期长，因此大多工程项目的开发都采用工控组态软件来实现。
用率很低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难，通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程。
本论文研究的背景双储液罐水位控制系统介绍被控对象由上、下两个储液罐组成，上、下水位和温度分辨经2个压力变送器和温度变送器检测后，通过安装在出水管网上的远传压力传感器将压力信号转化为4—2mA的标准信号送入PLC，经PID运算与给定压力参数进行比较，得出调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵转速，调节系统供水量，使系统的供水管网压力保持在给定压力上；当用水量超过一台泵的供水量时，通过PLC控制器加泵，根据用户用水量的大小来控制工作泵数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水，当供水负载变化时，输入电机的电压和频率也随之变化，这样就构成了以压力设定值为基准的闭环控制系统。
组态技术是计算机综合发展的结果，是技术成熟化的标志。由于组态技术的介入，计算机控制系统的应用速度大大加快了。采用组态控制技术的计算机控制系统最大的特点是从硬件设计到软件开发都具有组态性，因此系统的可靠性和开发速度提高了，开发难度却下降了。随着国内工业生产技术的进步以及自动化技术的发展，人们对自动化监控系统的需求越来越大，要求越来越高。一方面要求界面简单明了、易于操作、数据采集实时性好以及高可靠监控性、同时还要求开发周期短，系统便于更改、扩充、升级。工控组态软件正是符合这些要求而在工业领域得到广泛应用。
最早开发的通用组态软件是DOS环境下的组态软件，其特点是具有简单的人机界面（MMI）、图库、绘图工具箱等基本功能，其最突出的特点是图形功能有了很大的增强，它具有应用时间长、用户界面不理想、不支持或不免费支持国内普遍使用的硬件设备、组态软件本身费用和组态软件培训费用高昂等因素，这些也正是国内通用组态软件在国内不能广泛应用的原因，随着国内计臬机水平和工业自动化程度的不断提高，通用组态软件的市场需求日益增大。近年来，一些技术力量雄厚的高科技公司相继开发出了适合国内使用的通用组态软件。
设计（论文）的主要内容：
本论文研究的背景双储液罐水位控制系统介绍被控对象由上、下两个储液罐组成，上、下水位和温度分辨经2个压力变送器和温度变送器检测后，通过安装在出水管网上的远传压力传感器将压力信号转化为4—2mA的标准信号送入PLC，经PID运算与给定压力参数进行比较，得出调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵转速，调节系统供水量，使系统的供水管网压力保持在给定压力上；当用水量超过一台泵的供水量时，通过PLC控制器加泵，根据用户用水量的大小来控制工作泵数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水，当供水负载变化时，输入电机的电压和频率也随之变化，这样就构成了以压力设定值为基准的闭环控制系统。
在使用工控软件中，我们经常提到组态一词，组态英文是“Configuration”，其意义究竟是什么呢？简单的讲，组态就是用应用软件中提供的工具、方法、完成工程中某一具体任务的过程。
与硬件生产组对照，组态与组装类似，如要组装一台电脑，事先提供了各种型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等，我们的工作就是用这些部件拼凑成自己需要的电脑。当然软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间，因为它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每个“部件”都很灵活，因为软部件都有内部属性，通过改变属性可以改变其规格（大小、性状、颜色等）。
系统开发环境由若干个组态程序组成，如图形界面组态程序、实时数据库组态程序等。
系统运行环境：在系统运行环境下，目标应用程序被装入计算机内存并投入实时运行。系统运行环境由若干个运行程序组成，如图形界面运行程序、实时数据库运行程序等。
1.3.2结构按照成员构成划分
组态软件因为其功能强大，而每个功能相对来说又具有一定的独立怕，因此其组成形式是一个集成软件平台，由若干程序组件构成。
毕业设计(论文)
题目：基于MCGS组态软件开
发水位控制系统
学生姓名：XXX
学号：200905280114
班级：XXXXXXXXXXXX
指导教师：XX
完成日期：2011-10-5
信息处理与控制工
毕业设计任务书
设计（论文）题目
基于MCGS组态软件开发水位控制系统
选题时间
2011-8-25
完成时间
2011-10-5
学生签字：XXX指导教师签字：系负责人签字：
指导教师评语：
成绩：
指导教师签字:
年 月 日
答辩
答辩意见：
答辩Байду номын сангаас签名：
年 月 日
摘 要
计算机技术和网罗技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，用户可以方便快捷地组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控机诊断，双极热备等先进技术，使系统更加安全可靠，在这方面，MCGS工控组态软件将为您提供强有力的软件支持。
组态软件的介绍组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具，组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能，组态（configuration）意思就是模块的任意组合，采用组态技术构成的计算机系统在硬件设计上，除采用工业PC机外，系统大量采用各种成熟通用的I/O接口设备和现场设备，基本不再需要单独进行具体电路设计，这不仅节约了硬件开发时间，更提高了工控系统的可靠性，在软件设计上由于采用成熟的工控开发的工具软件，它为用户提供了多种通用工具模块，用户不需要掌握太多编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能，工控组态软件集成了图形技术、人机界面技术、数据库技术、控制技术、网络与通信技术，使控制系统开发人员不必依靠某种具体的计算机语言，只需通过可现视化的组态方式，就可完成监控程序设计，降低了监控程序开发的难度，组态软件均具有良好的扩展性、兼容性、软件结构开放，可接受各种形式数据格式，同时，支持的硬件类型也十分广泛［1］。工控组态软件的出现，使得大型工业控制系统的组态编程变得十分得简单、容易，工程设计人员不用再设计那些复杂的应用程序（如I/O driver等）。工控组态软件的功能包括数据库生成、历史库生成、图形生成、报表生成、顺序控制功能、连续调节功能，目前有许多工控组态软件。
组态软件是有专业的。一种组态软件只能适合某种领域的应用，组态的概念最早出现在工业计算机控制中。如DCS（集散控制系统）组态，PIC（可编程控制器）梯形图组态，人机界面生成软件就叫工程组态软件，其实在其他行业也有组态的概念，人们只是不这么叫而己，如AutoCAD，PhotoShop，办公软件（PowerPoint）都存在相似的操作，即用软件提供的工具来形成自己的作品，并以数据文件保存作品，而不是执行程序，组态形成的数据只有其制造工具或其他专用工具才能识别，但是不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。组态工具的解释引擎，要根据这些组态结果实时运行。从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。
组态技术是计算机控制技术综合发展的结果，是技术成熟化的标志。由于组态技术的介入，计算机控制系统的应用速度大大加快了，采用组态控制技术的计算机控制系统最大的特点是从硬件设计到软件开发都具有组态性，因此系统的可靠性和开发速度提高了，开发难度却下降了，随着国内工业生产技术的进步以及自动化技术的发展，人们对自动化监控系统的需求越来越大，要求越来越高。一方面要求界面简单明了、宜于操作、数据采集实时性好以及高可靠监控性，同时还要求开发周期短，系统便于更改、扩充、升级、工控组态软件正是符合这些要求而早工业领域的到广泛应用。本文对组态技术进行论文一些研究，对其发展概况进行论文比较全面的了解，利用组态软件对双储液罐水位控制系统进行监控系统设计。
论文（设计）字数
26700
关键词
组态技术,双储液罐水位控制,监控系统
设计（论文）题目的来源、理论和实际意义：
计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，用户可以方便组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控机诊断、双机热备等先进技术，使系统更加安全可靠，在这方面，MCGS工控组态软件将为你提供请有力的软件支持。
1.2组态软件简介
随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求，在开发传统的工业控制软件时，当工业被控对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长，已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使
关键词：组态技术,双储液罐水位控制,监控系统
前 言
随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。在开发传统的工业控制软件时，当工业被控对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；己开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难，通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程，组态控制技术作为计算机控制技术发展的产物，其先进性和实用性已经被工业现场的广大技术人员认可并得到广泛应用。组态软件适用于许多工业领域，因为其功能强大而倍受青睐。