水箱液位监控系统设计

科信学院

课程设计说明书（2012 /2013 学年第一学期）

课程名称：工业监控系统工程设计

题目：水箱液位监控系统设计

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：刘增环、段广玉、杜永等

设计周数： 2周

设计成绩：

2013年 1月 4日

目录

1 课程实际目的 (2)

2 课程设计征文 (2)

2.1监控组态软件的概念 (2)

2.2监控组态软件的组成及原理 (3)

2.3技术要求 (5)

2.4组态界面的建立 (5)

2.5变量组态 (5)

2.6动画连接 (7)

3动作脚本程序 (9)

3.1脚本程序 (10)

4课程设计总结或结论 (12)

5参考文献 (13)

1、课程设计目的

（1）了解过程控制实验装置的结构，了解实验的原理、实验过程、操作方法和控制算法。

（2）了解各路检测信号到远程数据采集模块的输入通道的构成，了解输入信号的有效范围和实际变化范围。了解远程数据采集模块各输出通道的构成，了解输出信号的有效范围。

（3）了解远程数据采集模块与计算机的连接方法和工作关系，了解所用的ICP-7017模拟量输入模块和ICP-7024模拟量输出模块的工作原理，性能指标和模拟量输入输出信号的编址。

（4）根据制定实验“上水箱中水箱液位串级控制实验”实验的需要开发计算机上的监控系统软件。

（5）撰写设计说明书。阐明使用到的各路输入输出信号的功能，画出系统电路原理图或结构图，说明监控软件使用的控制算法以及程序设计思路，并附组态软件脚本程序。

2、课程设计正文

2.1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，达到使用计算机或软件按照预先设置，自动执行特定任务，满足使用者的要求。监控组态软件是面向监控与数据采集SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition，SCADA）的软件平台工具，具有丰富的设置选项，使用方式灵活，功能强大。监控组态软件最早出现时，HMI（Human Machine Interface，HMI）或MMI（Man Machine Interface，MMI）是其主要的内涵，即主要解决人机图像界面问题。随着它的迅速发展，实时数据库、SCADA、通信及网络、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容。随着技术的发展，监控组态软件将会不断被赋予新的内容，功能将无疑越来越强。

2.2监控组态软件的组成及原理

组态软件有其自己的脚本编译器以及自己的编程语言，发展至今又出现了商品化的策略生成器。核心部分在于它的HMI(人机界面)运行系统View、数据库、以及I/O通信方面。监控组态软件成为了工业控制系统中实现分散控制、集中管理的核心，而实时数据库又是监控组态软件处理和管理的核心。

力控的实时数据库系统是由实时数据库、实时数据库管理器、实时数据库运行系统和应用程序四部分组成。

实时数据库是指相关数据的集合(包括组态数据、实时数据、历史数据等)以一定的形式存储在介质上。实时数据库管理器(DbManager)是管理实时数据库的软件，通过DbManager 生成实时数据库的基础组态数据库。实时数据库运行系统完成对数据库的各种操作，包括实时数据处理、历史数据存储、报警处理数据服务请求处理等。应用程序则包括力控应用程序和第三方应用程序。力控应用程序是指力控系统内部以及力控实时数据库系统为核心的客户方程序，包括HMI(人机界面)运行系统View、I/O驱动程序、控制策略生成器以及其他网络节点的力控数据库系统等；第三方应用程序是指力控系统之外的由第三方厂商开发的以力控实时数据库系统为核心的客户方程序[9]。力控实时数据库是一个分布式的数据库系统，将点作为数据库的基本数据对象，确定数据结构，分配数据空间，并按照区域、单元等结构划分对点“参数”进行管理[10]。正是因为这一功能强大的数据库，将整个监控软件以及所需配备的外部硬件设备维系起来，使得监控组态软件的应用越来越广泛了。