简述基于组态王液位控制系统设计
基于组态王的储油罐液位控制的监控软件系统设计
毕业设计（论文）任务书摘要：利用组态王开发的监控软件系统，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代了传统的封闭式系统。
组态王监控软件系统在石油化工生产中起着非常重要的作用。
本文针对生产过程中的储油罐液位，设计开发了基于组态王的上位机监控软件系统。
该系统利用北京亚控公司生产的组态王软件实施上位机界面组态，对系统进行实时的操作和监控，在整个原油液位控制过程中不需要下位机。
储油罐液位监控软件系统实现上位机直接控制，使用组态王软件设计人机对话界面，完成上下限参数的在线设置，通过在组太王工程浏览器中的命令语言编辑对话框里输入控制程序，并且经过不断地调试运行，实现计算机在线自动监控。
在实际的原油生产中，该监控软件系统必须和外部硬件设备连接，通过RS232/485通讯电缆进行计算机与现场设备之间的数据交换，从而实现了对过程控制装置液位的实时数据采集和实时控制。
通过分析储油罐液位监控软件系统的设计要求，文章详细阐述了该系统的设计方法和制作流程，并进行了模拟仿真运行，最终达到了液位自动监控。
本次设计的重点是组态画面的建立以及命令语言程序的编写，只有准确地完成这两个方面，才能有效地实现液位的自动控制功能。
仿真测试结果表明：该系统满足了设计需求，能够按照给定值进行储油罐液位的实时自动监控，具有良好的稳定性。
关键词：监控；组态王；液位The design of Tank level control monitoring software system Abstract: The monitoring software system developed by the Kingview is a new type of industrial automatic control system, which is an integrated system having standard industrial computer software and hardware platform. It has replaced the traditional closed system. The monitoring software based on the Kingview plays a very important role in the petrochemical industry.In this paper, aiming at the tank level in the production process, the PC monitoring software system based on the kingview has been designed and developed. The system implement the PC interface configuration using the Kingview produced by Bejing Asia control company. It can complete the real-time operation and monitoring of the system. The oil level control in the whole process does not require the the next crew. The tank level monitoring software system achives the direct control of the host computer. It completes the on-line set of the upper and lower parameters using the interactive interface designed by the Kingview. By importing the control program in the command language editing dialog of the engineering browser of the Kingview, continuously commissioning and operationing, the system can come true the computer on-line automatic monitoring. In the actual production of the crude oil, the monitoring software system must be connected to the external hardware equipment. Exchanging the data between the computer and the field devices via RS232 / 485 communication cable, the system can achive the real-time data acquisition and control of the level of the process control devices.By analyzing the design requirements of the monitoring software system of the tank level, the article elaborated the system design methods and production processes. After the simulation of the system runned, it ultimately reached the liquid level automatic monitoring. The emphasis of the design is to buid the configurationscreen and write a command language program, only these two aspects were completed, the system couldeffectively achieve the automatic control function of the level.The simulation results show that: the system meets the design requirements. It is also able to complete real-time automatic monitoring of the tank level with the given values. The system has a good stability.Keywords: monitoring; Kingview; level目录1 绪论........................................................................1.1 课题研究的背景及意义..................................................1.2 国内外研究现状........................................................1.3 课题研究的目的........................................................1.4 课题研究的内容........................................................1.5 课题研究的准备工作....................................................2 液位监控系统的整体分析......................................................2.1 位式控制简介..........................................................2.1.1 位式控制的概念 ..................................................2.1.2 位式控制与PID控制的区别.........................................2.2 液位监控系统的结构分析................................................2.3 液位监控系统的控制方案................................................2.3.1 控制方案的选择 ..................................................2.3.2 控制方案的基本原理 ..............................................2.4 液位控制系统的程序设计................................................3 液位监控系统的硬件选型......................................................3.1 液位传感器............................................................3.2 数据采集卡............................................................3.3 监控主机..............................................................3.4 继电器................................................................3.5 电磁阀................................................................3.6 电源..................................................................3.7 放大电路..............................................................4 液位监控系统的软件设计......................................................4.1 组态软件的介绍........................................................4.1.1 组态软件的概念和产生的背景.......................................4.1.2 组态软件的特点和功能 ............................................4.1.3 组态软件现状和使用组态软件的步骤.................................组态软件的现状......................................................使用组态软件的一般步骤..............................................4.2KingviewV6.55概述.....................................................4.2.1 工程管理器 ......................................................4.2.2 工程浏览器 ......................................................4.2.3 画面运行系统 ....................................................4.3 组态王监控软件系统的设计..............................................4.3.1 系统设计任务与要求 ..............................................4.3.2 工程的建立 ......................................................4.2.1 定义外部设备和变量 ..............................................定义外部设备........................................................定义变量............................................................4.2.2 画面制作 ........................................................主画面的制作........................................................历史曲线画面的制作..................................................数据报表画面的制作..................................................4.2.3 动画连接 ........................................................主画面的连接........................................................历史曲线画面的连接..................................................数据报表画面的连接..................................................5 系统运行测试................................................................5.1 硬件连接和通讯........................................................5.2 上位机仿真运行........................................................5.2.1 主画面的运行 ....................................................自动上升过程........................................................自动下降过程........................................................手动操作过程........................................................5.2.2 历史曲线画面的运行 ..............................................5.2.3 数据报表画面的运行 ..............................................6 设计结果与分析..............................................................6.1 设计结果..............................................................6.2 设计分析..............................................................7 结论........................................................................ 参考文献....................................................................... 致谢..........................................................................1 绪论1.1 课题研究的背景及意义我国石油资源丰富，采油炼油企业众多，储油罐是储存油品的重要设备，储油罐液位的精确计量对生产厂库存管理及经济运行影响很大。
基于组态软件的液位单回路过程控制系统设计
工业过程控制课程设计题目:基于组态软件的液位单回路过程控制系统设计院系名称：电气工程学院专业班级：自动化11xx学生姓名：xxxxxx学号：2011239103xx指导教师：xxxxxxx设计地点：设计时间：2014.6.23~2014.7.4设计成绩：指导教师：1设计目的与要求1.1设计目的通过组态软件，结合实验室已有设备，按照定值系统的控制要求，根据较快较稳的性能要求，采用单闭环控制结构和PID控制规律，设计一个具有较美观组态画面和较完善组态控制程序的液位单回路过程控制系统。
1.2设计要求1.根据液位单回路过程控制系统的具体对象和控制要求，独立设计控制方案，正确选用过程仪表。
2.根据液位单回路过程控制系统A/D、D/A和开关I/O的需要，正确选用过程模块。
3.根据与计算机串行通讯的需要，正确选用RS485/RS232转换与通讯模块。
4.运用组态软件，正确设计液位单回路过程控制系统的组态图、组态画面和组态控制程序。
5.提交包括上述内容的课程设计报告。
2系统结构的设计2.1控制方案目前工业上常用的控制规律主要有：位式控制、比例控制、比例积分控制和比例积分微分控制等。
简单控制系统一般是单回路控制系统，由于其结构简单并且能够满足大多数控制质量的要求，因此在生产过程控制中得到了广泛的应用，是生产过程控制中最基本的一种控制系统。
一个单回路反馈系统是由测量变送器装置、控制器、和被控对象所组成，按其被控变量类型的不同可以分为温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统、液位控制系统等。
控制系统设计时针对某一特定生产对象进行的，当系统安装完成之后，控制效果主要取决于控制器的参数设定整定。
选择合适的比例度、积分时间、微分时间是保证和提高系统控制质量的主要途径。
单回路水箱的原理，系统地输入变量为进水阀门、出水阀门的开度，输出变量为水箱液位。
单回路PID控制的被控制量是水位，控制量是进水门、出水门开度。
通过调节PID控制器的比例增益、积分时间、微分时间三个参数得到比较好的控制效果。
基于组态王的水箱液位设计
基于组态王的水箱水位控制设计1 任务要求本系统为基于组态王的储液罐液位的自动控制。
该系统有进水阀、用户阀、水源阀、主水箱、蓄水池，水泵等组成。
系统初始液位为20米，要求控制主水箱的水位在10—80米之间。
主要的两个阀门分别为进水阀和用户阀，刚开始进水阀打开给主水箱进水，同时由于主水箱水位为20米，所以用户阀打开给用户送水，开始之初蓄水池水位高度为80米，所以水源阀会自动关闭。
当主水箱水位下降，水位降至10米时，用户阀会自动关闭，从而让主水箱蓄水保证水位不低于10米。
当主水箱的水位高于80米时，进水阀会自动关闭，从而由于蓄水池水位过低，水源阀将自动打开为蓄水池蓄水。
当水位高于80米或低于10米时会发生高高报警和低低报警，同时弹出报警画面。
同时系统除了设置报警和事件画面还有实时趋势曲线画面、历史趋势曲线画面、实时数据报表画面等，通过各个画面对系统运行情况进行实时监测。
2 界面设计本水箱水位控制系统由欢迎界面、水位监控室界面、报警界面等组成，其中水位监控室界面为主要操作界面，其中有菜单项、返回项、主水箱、蓄水池、测定液位仪表、报警指示灯、阀门等组成。
其中主水箱为主控对象，蓄水池为对水源控制对象。
要求在主水箱水位小于10米的时候，进水阀和泵自动打开，给主水箱加水从而使水位上升，当主水箱水位高于80时，泵和进水阀都关闭停止进水，等待用户阀打开，当用户阀开启后，主水箱水位下降，有水流向用户。
当主水箱液位低于10米时，进水阀和泵再次打开进水，如此循环。
图1水位监测室画3 数据字典设计本系统中主要设计了12个变量，其中a代表具体主水箱的液位，其设定为内存整型，水源1用于提供用水变量设定为内存实型。
阀1，阀3分别为主水箱的进水阀和出水阀，定义为内存离散的，阀2用于为水源蓄水池供水。
泵和指示灯变量都为开关量，也被定义为内存离散型。
下面是数据字典的设计：图2 数据字典4 命令代码设计if(\\本站点\a<15)\\本站点\阀1=1;if(\\本站点\水源1<80){\\本站点\阀2=1;\\本站点\水源1=\\本站点\水源1+10;}if(\\本站点\阀1==1){if(\\本站点\水源1>=80){\\本站点\泵=1;\\本站点\水流控制=10;\\本站点\水源1=\\本站点\水源1-10;if(\\本站点\a<71)\\本站点\a=\\本站点\a+10;else{\\本站点\a=80;\\本站点\阀1=0;\\本站点\泵=0;\\本站点\水流控制=0;}}else{\\本站点\泵=0;\\本站点\水流控制=0;}}if((\\本站点\阀3==1)&&(\\本站点\a>=10)){\\本站点\a=\\本站点\a-5;}5 软件运行演示界面如图所示，图3是水位监控界面即整体的控制中心。
基于组态王的水位控制系统设计
《计算机控制系统》组态王课程设计报告设计题目：水位控制系统设计专业电子信息班级092学号 200916022218学生姓名保昆2012年5月25日目录一、设计目的和要求31.1课程设计目的31.2课程要求3二、设计思路3三、设计过程43.1新建工程43.2新建画面43.3建立仿真系统53.4新建数据词典53.5各项参数的设置63.5.1按钮参数设置63.5.2水位报警画面63.5.3数据报表画面83.5.4历史曲线画面113.5.5总体命令语言设置12四、设计总结与体会144.1设计结果144.2心得体会16一、设计目的和要求1.1课程设计目的1、熟悉并熟练掌握组态王软件；2、通过组态王软件的使用，进一步掌握了解过程控制理论基础知识；3、培养自主查找资料、搜索信息的能力；4、培养实践动手能力与合作精神。
1.2课程要求“组态王”软件包括由工程浏览器和画面运行系统三大部分组成。
在工程浏览中可以查看工程的各个组成部分，也可以完成数据库构造、定义外部设备等工作；工程管理器中内嵌了画面管理系统，用于新工程的创建和已有工程的管理。
画面的开发和运行由工程浏览器调用画面制作系统和运行系统来完成。
用组态王对一个简单控制过程进行组态，要求画出组态画面，能进行动画连接，可以模拟查询数据报表、历史数据曲线以及报警画面。
题目是水位控制系统，是对象为一储水罐，用水泵从水源抽水作为进水端，阀门控制出水端，中间有水位传感器。
二、设计思路做一水位控制系统的组态，要求：动画显示水流运动。
当水位高于或低于警戒水位时，报警界面出现，提示报警，并记录在报警事件中。
设置登录权限，只有管理员才能启动系统，只有在此时水泵才可启动，其余权限中人员只能观看不能操作。
组态中有历史曲线与数据报表，用来记录长时间过程中水位的变化情况，同时在主监控画面中也显示有即时报警与数据记录的功能。
三、设计过程3.1新建工程使用组态王，首先新建工程“水位控制系统”图一新建工程3.2新建画面进入工程，点击新建工程画面，进入开发系统画面，使用图库创建所需的器件，作图工具绘制其他结构。
基于组态王的水塔液位控制系统设计说明书
基于组态王的水塔液位控制系统设计说明书一、设计概述本设计说明书旨在详细阐述基于组态王软件的水塔液位控制系统的设计与实现过程。
该系统主要用于监测和控制水塔的液位，确保液位在设定的范围内，以满足供水需求。
二、系统架构水塔液位控制系统主要由以下几个部分组成：1.液位传感器：用于实时监测水塔液位；2.控制柜：集成控制电路、继电器等，实现对水泵的开关控制；3.水泵：根据控制信号调整水塔的进水量；4.组态王软件：用于实时监控、控制及数据处理。
三、组态王软件介绍组态王是一款功能强大的工业自动化监控软件，能够实现实时数据采集、设备控制、报警提示等功能。
通过组态王软件，用户可以轻松构建工业自动化监控系统。
四、硬件配置与连接1.液位传感器：选用超声波液位传感器，通过RS485通信接口与控制柜进行数据传输；2.控制柜：包括PLC控制器、继电器、电源等部件，实现水泵的开关控制；3.水泵：根据实际需求选择合适型号的水泵，通过控制柜实现对水泵的控制。
五、液位传感器选型与安装1.选型：选用某一品牌的超声波液位传感器，具有测量精度高、稳定性好等特点；2.安装：将液位传感器安装在水塔侧壁上，确保传感器探头与水面保持一定距离，以获得准确的液位数据。
六、控制逻辑与算法设计1.控制逻辑：当液位低于设定下限时，水泵启动，向水塔供水；当液位高于设定上限时，水泵停止工作；2.算法设计：采用PID控制算法，根据液位的实时值与设定值的偏差进行调节，使液位保持在设定范围内。
七、系统测试与验证对水塔液位控制系统进行测试与验证，观察系统的实时监控效果、控制精度及稳定性。
对发现的问题进行调试和改进，确保系统的可靠性和稳定性。
八、操作与维护指南1.操作指南：为保证系统的正常运行，需定期检查液位传感器的通信是否正常，观察控制柜的工作状态及水泵的运行情况；根据实际需求调整设定值；定期对系统进行维护和保养。
2.维护指南：定期对液位传感器进行校准，保持其测量精度；对水泵进行润滑保养，确保其正常运行；对控制柜进行除尘，保持其散热良好。
基于组态王6.5+DDC的流量液位串级控制系统设计
基于组态王6．5＋ＤＤＣ的流量液位串级控制系统设计【摘要】：在过程控制实验室的硬件基础上开发基于组态软件组态王（Kingview）6.5的流量液位串级控制实验系统，该实验系统完全可模拟工业生产过程中过程装置的流量、液位等工艺参数的自动控制。
该串级控制系统可以满足不同专业自动化控制科研与教学的需要。
【关键词】：串级控制系统；组态软件组态王中国分类号：TN6 文献标识码：A 文章编号：1002-6908(2007)0120057-011. 主要问题本次设计主要是完成流量液位串级控制系统的设计，组态，调试和对系统数据的分析。
如何设计合理的数字PID 控制算法，用组态王6.5实现对实验设备的监视控制,如何获取实验设备的控制数据和实现实时曲线和历史曲线的显示，如何进行参数整定，如何合理分析实验数据是要解决的主要问题。
2. 组态王组态原理“组态王”把每一台与之通讯的设备看作是外部设备，为实现组态王和外部设备的通讯，组态王通过内置的大量设备的驱动作为组态王和外部设备的通讯接口，在开发过程中只需根据工程浏览器提供的”设备配置向导”一步步完成连接过程即可实现组态王和相应外部设备驱动的连接，如图1组态王通讯原理图。
在运行期间，组态王就可通过驱动接口和外部设备交换数据，包括采集数据和发送数据/指令。
从而实现组态王对设备运行情况的监测和控制。
串级控制系统是在单回路PID控制的基础上发展起来的一种应用非常普遍的控制技术。
虽然单回路PID控制在控制一个变量时，大都能够完成控制任务。
但是，当系统中同时有几个因素影响同一个变量，或对象的容量滞后较大，负荷或干扰变化比较剧烈或比较频繁，或调节质量要求很高，或控制任务比较特殊，则采用单回路控制的方案就无效了。
串级控制系统就是在单回路的基础上，加入另一个PID单回路控制系统作为副回路，将两个单回路控制系统以一定的结构形式串联在一起，以实现很好的控制效果。
一般来说，主回路的选择是由主变量来确定的，多数由工艺要求决定；副变量的选择对于串级系统的设计至关重要，一般要求副变量能很好的影响主变量、副回路包括主要的和较多的干扰。
基于PLC与组态王的液位控制系统设计与实现
控制对其参数整定，并利用组态王软件构建组态环境进行调试 结果表明，采用 Ｐ Ｉ Ｅ ） 控制算法实现对液位的控制，系统运
行平稳 ，超调量为 １ １ ％，调节时 间大概为 ３ ｍｉ ｎ ，能够基本 满足液位控制要求。
关键字：Ｐ Ｌ Ｃ；液位控制；组态；Ｐ Ｉ Ｄ控 制 中图分类号：Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号：１ ６ ７ ３ － ２ ２ １ ９（ ２ ０ １ ３ ）０ ８ － ０ ０ ２ ４ － ０ ４
参数 ，阀门的进水量 Ｑ１ 为控制变量 。如果 ＱＩ ＝ Ｑ２时，系统处于平衡 状态 ，此时的液位为 给定值 ｈ ，假定某一时刻 ，阀门 １
突然开大
，导致 Ｑ １ 进 水量变大 ，平衡 被打破则会 引起
—
ｈ 液位开始变化 。于是有 ：
（ ２ － １ ）
ｄ Ａ ｈ （ △ Ｑ ｌ 一 △ Ｑ ２ ） ： — Ａ
０ 引 言
液位是过程控制系统中非常普遍 的被控对象 ，液位控制涉及工控领域广泛 ，同时液位控制具有非线性及滞后性等特点 ，
常规控制方法往往难以满足控制要求 ，因此液位控制系统 的可业 生产
控制环境下 ， Ｐ Ｌ Ｃ的高可靠性及稳定性得到广泛应用 ， 组态软件能够完成对现场数据 的采集、实时 曲 线 和历史曲线的 显示 、 在线修改控制参数及报表输 出等功能 而被 广泛应用。本文介绍 的液位控制系统结合 Ｐ Ｌ Ｃ技 术和组态 王软件实现液位控制 ， 对控制过程进行实 时整定及在线监控 ，具有控 制灵 活方便 、显示直观及控制效果好等优点 。
调节阀选用气体打开式，如果液位大于给定，则 Ｐ Ｌ Ｃ输出信号减小使阀门开度减小 ，液位降低，反之则升高。系统 自动运
行调节使液位高度维持到工艺要求 范围内【 ｊ Ｊ 。
组态王的液位控制系统的设计
摘要组态王是一种组态软件,分析了组态王的特点。
本文介绍了一种基于组态王技术的对液位控制系统的设计本设计主要分为以下几个部分：①组态软件的介绍，主要介绍了组态软件的发展情况，以及组态王软件在组态软件中的地位和特点。
②组态王的液位监控系统的设计方案的确定，主要从技术要求，整个控制系统，温度压力，四个流程，流量，电场等方面综合考虑来确定。
③定义外部设备和数据库，主要包含项目的建立，定义外部设备，定义外部变量。
④设计图形界面，以建立欢迎画面，总体监控画面为例来设计图形界面。
⑤建立动画连接，把建立好的界面（画面）连接成一个动画界面（人机控制界面）。
⑥运行和调试，生成报表，运行动画界面（人机控制界面），调试，得到报表。
关键词：组态王，液位，控制目录摘要 (1)第一章组态软件的介绍 (3)第二章基于组态王的液位控制系统的设计 (7)2.1监控系统的组成 (7)2.1.1监控系统的任务 (7)2.1.2监控系统的硬件组成 (8)2.2监控系统的设计 (8)2.2.1监控中心主画面的建立 (8)2.2.2数据库变量的定义 (9)2.2.3趋势曲线的建立 (11)2.2.4报表系统的建立 (12)2.2.5棒图控件的建立 (13)2.2.6参数设置 (13)2.3程序的设计 (14)2.3.1两种运行方式 (14)2.3.2上位机监控程序 (14)第三章上位机的组态 (16)3.1定义外部设备 (16)3.2主界面的制作 (18)3.2.1建立新界面 (18)3.2.2使用图形工具箱 (19)3.2.3系统管理界面制作 (19)3.3动画连接 (20)3.4报警功能 (21)3.5报表功能 (22)结论 (23)参考文献 (23)附录一详细设备表 (24)致谢 (25)第一章组态软件的介绍组态软件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，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法。
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一、设计任务：
液位监控：完成一个液位监控系统设计，报警画面，历史曲线，实时曲线，报表画面。
各画面间能实现灵活切换，所以画面都能实现动画效果或数据或曲线显示。
二、实验目的：
1．熟悉组态王软件，达到熟练使用组态软件的常用工具。
2．学会完成组态工程的设计步骤。
3．锻炼动手能力和分析问题解决问题的能力。
三、实验步骤：
1、系统设计：
A．启动浏览器，新建工程。
B．设备定义：把地理上分散的物理硬件在软件上变成集中的逻辑硬件。
C.变量定义：完成所有想到的变量定义，对于没有想到的后面设计过程遇到再定义。
D．画面绘制：完成各种需要画面的绘制。
E．动画连接及按键的程序编写。
1水泵的动画连接及其程序编写
2水管的动画连接
3启动时按键动画
4历史曲线的按键定义
5报警指示定义
F．配置系统程序编写
if(\\本站点\水泵==1)
{if(\\本站点\上水箱液位<\\本站点\给定值)
\\本站点\上水箱液位=\\本站点\上水箱液位+\\本站点\调节精度;
else \\本站点\上水箱液位=\\本站点\上水箱液位-\\本站点\调节精度; if(\\本站点\上水箱液位>85)
\\本站点\上限=0;
else \\本站点\上限=1;
if(\\本站点\上水箱液位<20)
\\本站点\下限=0;
else \\本站点\下限=1;
}else \\本站点\调节精度=0;
\\本站点\下水槽液位=120-\\本站点\上水箱液位;
\\本站点\眼睛=1;
if(\\本站点\嘴巴==30)
\\本站点\嘴巴=0;
else \\本站点\嘴巴=30;
G．运行与调试。
对于不理想的在返回去重新设计。
1主监控画面
2历史曲线
3实时曲线
4运行调试画面
四．实验总结：
这次实验是我们小组每一个成员真正亲自参加的一次组态王应用练习实验，它帮助我们更加深刻的了解和掌握了一些关于组态王的应用知识和方法。
在这个学习调试运行的过程中我们也遇到很多问题经过老师和同学的帮助最终解决了这些问题，成功地调试出结果，完成了实验，达到了预期的效果和目标。
但这使我们更加深刻地体会到对于这门课程还有多东西没有完全掌握也认识到这门课程的重要性,，使我们受益匪浅。