组态软件课程设计-锅炉温度监控系统设计教学文案
【精品】锅炉内胆水温控制系统设计课程设计
湖南工程学院课程设计课程名称过程控制课题名称锅炉内胆水温控制系统设计专业自动化班级1003班学号2姓名邓涛指导教师沈细群2013 年 9 月13日湖南工程学院课程设计任务书课程名称过程控制课题锅炉内胆水温控制系统设计专业班级自动化1003班学生姓名邓涛学号2指导老师沈细群审批沈细群任务书下达日期2013年9月2日任务完成日期2013年9月13日目录第1章系统总体方案设计与选择错误!未指定书签。
第2章系统工作原理与框图.. 错误!未指定书签。
2.1工作原理................. 错误!未指定书签。
2.2系统结构框图............. 错误!未指定书签。
第3章控制系统工作流程.... 错误!未指定书签。
第4章系统调试............ 错误!未指定书签。
第5章系统监控............ 错误!未指定书签。
附录...................... 错误!未指定书签。
参考文献 ............... 错误!未指定书签。
程序清单 ............... 错误!未指定书签。
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第1章系统总体方案设计与选择过程控制就是操纵变量影响工艺条件、过程、状况，目的是为了达到所需的目标。
在石油生产加工、化学、热力、材料以及轻工业等行业领域中，我们把以温度、液位、流量、压力等等这些被作为主要的控制对象的系统都称作是“过程控制”。
过程控制除了在传统产业改造的过程控制方面有很重要的作用以外，在提高产品质量、节约原材料及能源、保护生态环境、减少环境污染方面以及提高经济效益和劳动效率方面的影响也非常大。
现在过程控制已经在我国新建的大规模、结构复杂的工农业生产过程中占据非常重要的地位。
随着工业技术的更新，特别是半导体技术、微电子技术、计算机技术和网络技术的发展，自动化仪表已经进入了计算机控制装置时代。
在石油、化工、制药、热工、材料和轻工等行业领域中，以温度、流量、物位、压力和成分为主要被控变量的控制系统都称为“过程控制”系统。
自动控制系统课程设计基于组态王的炉温控制系统设计大学论文
基于组态王的炉温控制系统设计作者姓名：作者学号：指导教师：学院名称：专业名称：摘要温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。
温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
最为常见的就是工业上使用电阻炉处理和生产工业产品，最基本的要求是要保持炉内温度的恒定，并且在一定的扰动下，炉内的温度经过一定的调节时间能自动恢复正常值，从而保证所生产的产品质量。
本设计基于单回路控制系统和PID控制器，使用计算机、铂电阻Pt100、控制箱、加热炉体和组态王设计电烤箱的炉温控制系统，使炉内温度基本保持在155℃不变，还建立了闭环和开环控制系统的数学模型，完成了系统所用到的设备的选型和组装接线，利用“组态王”软件编制上位机监控软件对炉内温度的采集和显示。
文中首先介绍了设计的背景和要求，接着对单回路控制系统做了简单的介绍，大致描述了通过组态王编制采集并绘制温度与时间曲线的步骤，并且完成了系统模型的建立，介绍了整定PID控制器参数的步骤和结果，最终完成了利用单回路控制系统中的一阶时延环节设计电烤箱的炉温控制系统，使其炉内温度经过一定的过渡过程始终维持在132℃。
关键词：PID、电烤箱、炉温控制、单回路控制系统、凑试法目录摘要 (I)目录 (1)第一章引言 (3)1.1设计目的 (3)1.2 设计背景及意义 (3)1.3 设计任务及要求 (4)第二章单回路控制系统 (5)2.1 单回路控制系统简介 (5)2.2 单回路控制系统的设计 (5)2.2.1 被控变量的选择 (6)2.2.2 操纵变量（控制参数）的选择 (6)2.2.3测量变送问题和执行器的选择 (7)第三章硬件电路设计及原理 (8)3.1 系统设计 (8)3.1.1 方案论述 (8)3.1.2 系统原理图及工作原理 (9)3.2 智能控制仪表设计 (10)3.2.1 规格型号说明 (10)3.2.2 技术数据说明 (11)3.2.3 工作原理 (11)3.3温度测量电路设计 (12)3.3.1 测温原理 (12)3.3.2 特点 (13)3.3.3 接线方法 (13)3.3.4 非线性补偿方法 (14)3.4 通讯部分硬件设计 (15)3.5 交流固态继电器硬件设计 (16)3.5.1 交流固态继电器的原理 (17)3.5.2 交流固态继电器的分类 (18)3.5.3 交流固态继电器的特点 (18)3.5.4 交流固态继电器的应用场合 (19)3.5.5 交流固态继电器的使用注意事项 (19)第四章软件设计 (21)4.1 软件设计目标 (21)4.2 人机界面设计 (21)4.2.1 “组态王”软件简介 (21)4.2.2 人机界面基本设计步骤 (22)4.3PID控制算法 (26)4.3.1 PID算法简介 (26)4.3.2 PID各参数对控制系统稳定性的影响 (27)第五章参数整定 (28)5.1常用的参数整定方法 (28)5.1.1临界比例度法 (28)5.1.2经验凑试法 (29)5.2 实际参数调试 (29)第六章结论 (32)心得体会 (33)参考文献 (34)第一章引言1.1设计目的通过过程控制系统课程设计这一教学实践环节，使学生能在学完自动检测技术及仪表、过程控制仪表、过程控制系统等课程以后，能够灵活运用相关基本知识和基本理论模拟设计一个过程控制系统，以期培养学生解决实际问题的能力。
基于组态软件的供暖锅炉监控系统方案设计书
基于组态软件的供暖锅炉监控系统设计摘要工业锅炉是采暖供热系统的核心设备，它的主要任务是安全可靠、经济有效地把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水，生产出满足需要的蒸汽或热水。
本文主要介绍的是通过组态软件（MCGS）做成的一套锅炉监控系统。
大家都知道我们可以把锅炉分为三个相对独立的环节去控制：燃烧系统的控制，汽包液位的控制，过热蒸汽温度的控制。
本文也采用了这样的分环节控制的方法。
首先，用炉膛内的压力与饱和蒸汽的压力组成串级控制系统去控制燃料的供给量，继而控制了燃烧系统。
当然为了安全起见我们还必须用一个压力传感器去测量炉膛内的压力。
其次，用饱和蒸汽的温度和汽包的水位组成串级控制去控制给水量，继而控制汽包的水位。
最后，用过了减温器的蒸汽的温度与过热后的蒸汽的温度组成串级控制去控制减温水的供给量，继而控制过热蒸汽的温度。
该系统具有数据采集实时控制，在线查询等功能，同时能够通过一些简单的传统控制（PID 控制）对其进行相对稳定的控制。
本文针对过路系统三个环节中的每个环节的单独控制（燃烧系统控制，汽包液位控制，过热蒸汽温度控制），得到了比较稳定的锅炉系统，同时又对其进行了较为良好的监控。
关键词：组态软件；锅炉；串级控制；安全目录第1章引言 (1)1.1 锅炉研究的背景和意义 (1)1.2 锅炉研究的现状和存在的问题...................................... 第 2 章 MCGS 组态软件介绍............................................42.1 MCGS 简介 .................................................... 4 2.2 MCGS 的功能和特点 ............................................ 5 2.3 MCGS 的构成 .................................................. 7 2.4 MCGS 的工作方式 ............................................... 7 2.5 MCGS 的操作方式 ............................................... 9 2.6 组建工程的一般过程 (11)第 3 章锅炉工艺流程 ...................................................3.1 锅炉工艺流程简介 ...............................................14 3.2 锅炉控制中的控制参数 ...........................................15 3.2.1 锅炉中的主要控制参数 .......................................15 3.2.2 锅炉参数之间的内在关系 .................................... 15 3.3 锅炉设备的控制系统 .............................................16 3.3.1 锅炉汽包水位控制 (16)3.3.2 锅炉燃烧系统的控制 (16)3.3.3 过热蒸汽系统的控制 ........................................ 17 3.4 相关对象的动态特性 .............................................18 3.4.1 汽包水位的动态特性 ........................................ 18 3.4.2 压力的动态特性 .. (20)第 4 章锅炉监控系统设计 (23)4.1 设计方案 (23)4.1.1 汽包水位控制系统设计 (23)4.1.2 燃烧控制系统的设计 (24)4.1.3 过热蒸汽温度控制 (25)4.2 工程的组态 (26)4.2.1 基于 MCGS 组态软件的人机界面图 (26)4.2.2 组态过程 (28)4.3 脚本程序说明 (31)4.4 系统简介 (32)4.4.1 监控系统的功能 (32)4.4.2 实施方式 (34)第5章 MCGS 环境下系统的模拟运行结果..................................36第 6 章仪表选型、清单及概算 (40)6.1 仪表选型 (40)6.1.1 执行器 (40)6.1.2 温度测量仪表的选型 (40)6.1.3 压力测量仪表的选型 (41)6.1.4 液位测量仪表的选型 .........................................41 6.2 仪表清单 ........................................................43 6.3 工程概算 ....................................................... 43 第7章结束语 ....................................................... 44参考文献 (45)致谢 (47)第1章引言1.1锅炉研究的背景和意义工业锅炉是采暖供热系统的核心设备，它的主要任务是安全可靠、经济有效地把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水，生产出满足需要的蒸汽或热水。
毕业设计基于PLC和组态技术的锅炉水温串级控制系统设计
摘要本设计论述了基于PLC和组态技术的锅炉内胆水温和夹套水温构成的串级控制系统的设计过程。
下位机编程软件采用SIEMENS公司的STEP 7软件，选用西门子S7-400PLC控制锅炉温度的控制系统，介绍了西门子S7-400PLC和系统硬件及软件的具体设计过程。
上位机组态画面软件采用SIMATIC WINCC，对其进行了简单介绍，并详细介绍了项目的创建、变量的新建、画面的组态。
上位机进行程序编写实现控制，下位机组态画面，建立人机界面，进行远程控制。
锅炉水温具有非线性、时变性、大滞后和不对称性等特点，采用传统的控制方法所得到的控制量的控制品质不高。
锅炉内胆与夹套构成串级控制。
由于串级控制具有有效改善过程的动态特性、提高工作频率、减小等效过程时间常数和加快响应速度等特点，所以在克服被控系统的时滞方面能够取得较好的效果。
串级控制中的主副回路是控制夹套和内胆的温度，温度是一个多变且不易控制的量，而PID控制在这方面具有突出的优点，很适合采用PID控制技术。
综合以上得到一个品质比较高的控制系统。
关键词PLC；组态技术；串级控制；锅炉水温；PID控制ABSTRACTThis design is discussed based on PLC and configuration technology of water temperature and clip boiler water tank consists of cascade control system design process. Lower level computer programming software using the SIEMENS company's STEP 7 software, choose SIEMENS s7-400plc control boiler temperature control system, introduces SIEMENS s7-400plc and system hardware and software, and the specific design process. Upper unit used in the software configuration screen WINCC, the SIMATIC simply introduced, and introduces the creation, variable of project construction, picture configuration. PC for programming realize control, lower frame) unit, establish normal screen man-machine interface, carries on the remote control.Boiler water temperature with nonlinearness, time delay and asymmetry wait for a characteristic, USES the traditional control method can get control portion control quality is not high. Boiler of the bladder and clip constitutes a cascade control. Due to the cascade control has effectively improve the dynamic characteristics, improve process working frequency, reducing the time constant and accelerate equivalent process characteristic, the response speed of the controlled system in overcome delay to the good result is achieved. Cascade control the principal deputy loop is control of the temperature of the clamping and bladder, temperature is a variable and not easy to control, and the amount of PID control in this respect has outstanding advantages, very suitable PID control technology. Comprehensive above gets a quality higher control system.Key words plc；configuration technology；cascade control；boiler water temperature；pid control目录1 引言 (4)1.1 系统的设计背景 (4)1.2 系统设计内容及技术要求 (5)1.3 系统的设计原理 (5)1.4 系统的整体设计方案 (6)2 串级控制系统设计 (7)2.1 串级控制系统的概述 (7)2.2 PID控制系统的简介 (8)2.3 PID控制器的参数整定 (10)3 硬件系统设计 (13)3.1 PLC的基本介绍 (13)3.2 S7-400简介 (14)3．3 其它器件介绍 (16)4 STEP 7简介及组态硬件、程序编写 (18)4.1 STEP 7简介 (18)4.2 STEP 7项目的创建 (20)4.3 组态硬件 (22)4.4 SETP 7编程介绍 (25)4.5 变量及系统程序 (26)5 WINCC简介及人机界面组态 (33)5.1 WinCC简介 (33)5.2 WinCC系统功能 (34)5.3 WinCC的项目创建及组态方法 (35)6 控制系统整体调试 (46)6.1 系统整体测试 (46)6．2 系统测试的结果 (47)结束语 (48)参考文献 (49)致谢 (51)1 引言1.1 系统的设计背景自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在电子技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。
基于组态软件的锅炉监控系统的设计--详细版
第3章锅炉组态界面的设计3.1 组态画面的绘制3.1.1 力控集成环境开发系统（Draw）：是一个集成环境，可以创建工程画面，配置各种系统参数，启动力控其它程序组件等。
界面运行系统（View）：界面运行系统用来运行由开发系统Draw创建的画面。
实时数据库（DB）：是数据处理的核心，构建分布式应用系统的基础。
它负责实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。
I/O驱动程序：I/O驱动程序负责力控与I/O设备的通信。
它将I/O设备寄存器中的数据读出后，传送到力控的数据库，然后在界面运行系统的画面上动态显示。
网络通信程序（NetClient/NetServer）：网络通信程序采用TCP/IP通信协议，可利用Intranet/Internet实现不同网络结点上力控之间的数据通信。
开发系统（Draw）、界面运行系统（View ）和数据库系统（DB）都是组态软件的基本组成部分。
Draw和View主要完成人机界面的组态和运行，DB主要完成过程实时数据的采集（通过I/O 驱动程序）、实时数据的处理（包括：报警处理、统计处理等）、历史数据处理等串行通信程序（SCOMClient/SCOMServer）：两台计算机之间，使用RS232C/422/485接口，可实现一对一的通信；如果使用RS485总线，还可实现一对多台计算机的通信。
Web服务器程序（Web Server）：Web服务器程序可为处在世界各地的远程用户实现在台式机或便携机上用标准浏览器实时监控现场生产过程。
控制策略生成器（StrategyBuilder）：是面向控制的新一代软件逻辑自动化控制软件。
提供包括：变量、数学运算、逻辑功能和程序控制处理等在内的十几类基本运算块，内置常规PID、比值控制、开关控制、斜坡控制等丰富的控制算法。
同时提供开放的算法接口，可以嵌入用户自己的控制程序。
3.1.2力控组态1、建立工程打开工程管理器，选择“新增应用”，在应用名称对话框中输入一个应用程序的名称“基于组态软件的锅炉控制系统设计”，按“确定”按钮。
工控组态软件课程设计(KingView) (2)
数据类型
float float float float float float bit bit
注释
温度设定值 温度检测值 比例放大系数 积分时间常数 微分时间常数 回路输出值 手动、自动切换开关 启动、停止按钮
六、任务计划：
步骤 内容 计划时间 实际时间 完成说明
七、调试：
操 作 步 骤 设计控制系统的结构及 控制方案 调 试 过 程 故障排除
青岛大学自动化工程学院
工控组态软件 课程设计
任务一：电加热炉温度控制工程
1．分析电加热炉温度控制工程的要求 2．掌握用户画面的编辑方法 3．掌握动画连接、数据变量的操作 4．模拟设备的连接、控制流程的编写及调试 5．掌握报警显示的方法及动画设计
6．掌握实时报表、历史报表的设计
7．掌握实时曲线、历史曲线的设计 8．电加热炉温度控制工程报告（设计报告）
三、 设计要求 ①工艺流程显示，包含温度控制对象、AI模块、AO模块、 通信转换器等元件； ②文本方式显示参数，包含设定值SV、检测值PV、输出值 OP、比例放大系数Kp、积分时间常数Ti，微分时间常数Td 等； ③棒图方式显示参数，参数同②； ④使用应用命令语言进行PID算法设计； ⑤能显示实时数据报表及曲线、历史数据报表及曲线； ⑥具有报警功能并提供报警信息。
2. 报告格式
（1） 目录 （2） 正文 1） 设计任务与要求 2） 方案设计 3） 硬件原理设计 4） 算法原理及软件设计 5） 系统调试结果及分析 6）小结 （3） 参考资料 附：源程序清单与注释
3. 设计报告封面：
青岛大学
组态软件及应用课 程 设 计 报 告
题 目： 姓 名： 院 系： 专业班级： 指导教师： 成 绩： 完成日期：
基于PLC和组态软件的工业锅炉监控系统的设计
基于PLC和组态软件的工业锅炉监控系统的设计引言随着工业化的发展，工业锅炉作为一种重要的能源设备，广泛应用于许多行业中。
为了确保工业锅炉的安全性和稳定性，监控系统起到了至关重要的作用。
本文将介绍基于PLC（可编程逻辑控制器）和组态软件的工业锅炉监控系统的设计方案。
系统功能需求1. 温度与压力监控工业锅炉操作过程中，温度和压力是两个重要的参数。
监控系统需要实时获取锅炉的温度和压力数据，并提供报警功能，一旦温度或压力超过预设的安全范围，系统应立即发出警报。
2. 液位控制液位是另一个需要监控的重要参数。
监控系统应能够准确测量锅炉内液体的液位，并能进行液位控制。
当液位过低或过高时，系统应及时发出警报，并自动调节液位。
3. 报警与记录监控系统还应能够记录锅炉的操作过程和控制参数，并能够生成报警记录。
这些记录可以用于分析和故障排除，并有助于提高锅炉的运行效率。
系统设计方案1. 硬件配置1.1 PLC选型PLC作为系统的核心控制器，需要选用性能稳定，功能强大的设备。
常见的PLC品牌有西门子、施耐德等，根据项目的具体需求选择合适的PLC型号。
1.2 传感器选择为了实现温度、压力和液位的监测，需要选择相应的传感器。
温度传感器可以选择热电偶或温度传感器，压力传感器可以选择电容式或电阻式传感器，液位传感器可以选择浮球式或超声波式传感器。
根据实际情况，选择适合的传感器。
1.3 通信模块选择为了将PLC和组态软件连接起来，需要选用合适的通信模块。
常见的通信模块包括以太网模块、串口模块等。
根据系统的通信需求，选用合适的通信模块。
2. 软件配置2.1 PLC编程使用PLC编程软件进行编程，实现对各个传感器和执行器的控制。
根据系统需求，编写逻辑控制程序，包括温度、压力和液位的监测与控制逻辑。
2.2 组态软件配置使用组态软件进行系统的参数配置和界面设计。
组态软件可以实现实时监测和操作界面的设计，包括温度、压力和液位的实时显示，报警功能等。
过程控制系统课程设计7：锅炉内胆动态水温PID控制实验doc
摘要温度是工业生产过程中最常检测和控制的热工参数之一，本设计是以西门子S7-200PLC为主控制器，以WINCC为上位机监控软件来实现对锅炉内胆水温的DCS自动控制。
系统主要由一台带有WINCC组态软件的上位机和应用于STEP7-MicroWIN V4.0软件、西门子S7-200PLC下位机以及PC/PPI电缆、RTGK-2型过程控制系统构成。
通过对下位机S7200PLC的软件编程，完成锅炉内胆温度信号采集、处理以及PID控制，分别对上位机以及下位机进行了详细设计，并运用工程整定方法，整定出满足系统要求的锅炉内胆水温PID控制参数，得到比较理想的PID控制曲线，实现了对锅炉内胆水温控制的目的，达到了设计要求。
关键词：锅炉内胆；水温；PID；S7200目录1系统总体方案分析 (1)1.1锅炉内胆动态水温PID控制系统总体方案分析 (1)1.2上位机组态与程序设计 (2)2系统调试 (13)2.1流程图绘制 (13)2.2电源连接 (14)2.3测试步骤 (14)3参数整定与系统分析 (17)3.1锅炉内胆水温定值控制实验的结构框图 (17)3.2调节器相关参数整定过程 (17)3.3系统在阶跃扰动作用下的静、动态性能 (20)3.4不同PID参数对系统的性能产生的影响。
(22)3.5 P、PI、PID控制方式的控制效果 (26)4结论 (30)参考文献 (32)1系统总体方案分析1.1锅炉内胆动态水温PID控制系统总体方案分析锅炉内胆水为动态循环水，变频器、磁力泵与锅炉内胆组成循环水系统。
如图1所示：图1.1锅炉内胆温度特性测试系统(a)结构图(b)方框图本实验系统组态软件进行，由于自动控制的时候考虑到机械及机器会出现故障，设置的调节阀可在及其出现故障时，非自动的情况下，手动进行调节开度，是锅炉内胆保持给定值，运用在大型生产过程中采用手动和自动模式替换操作达到整个生产的能耗最低，效益最大化。
被控变量为锅炉内胆水温，要求锅炉内胆水温等于给定值。
锅炉夹套水温定值控制系统设计
课程设计任务本课程设计使用THJ-4过程控制装置为试验平台，通过选择和设置平台的检测、控制装置，编制程序控制，完成过程参数检测与控制系统。
1．设计本课题的检测与控制装置；2．连线调试本系统；3．编程实现通过控制界面对系统参数的检测与控制；4．分析系统的工作特性；5. 完成课程设计报告。
目录分组 (2)1总体设计 (2)1.1系统概述 (2)1.1.1控制原理框图 (3)1.1.2硬件组成 (4)1.2被控对象 (4)1.3 检测仪表 (5)1.4 执行机构 (5)1.5控制屏组件 (6)1.6 智能仪表控制组件 (6)1.6.1 磁力驱动泵CQ型 (6)1.6.2 数据采集模块 (7)1.6.3 智能调节阀 (8)2实验内容 (8)2.1 实验步骤 (8)2.2 数据采集硬件系统构件、连线 (9)2.2.1数据采集硬件系统构件 (9)2.2.2 硬件系统连线 (10)2.3组态软件界面、逻辑、代码 (10)2.3.1 MCGS组态软件 (10)2.3.2 组态软件设计 (12)2.3.3 组态软件代码 (14)3实验结果曲线及分析 (15)4心得体会 (17)5.参考文献 (19)分组锅炉夹套水温定值控制系统1总体设计1.1 系统概述本设计以锅炉作为被控对象，夹套的水温为系统的被控制量。
设计目的是使锅炉夹套的水温稳定至给定量；使用MCGS组态软件结合数据采集设备来实现具体调节效果。
1.1.1控制原理框图图1. 锅炉夹套水温定值控制系统(a)结构图 (b)方框图本实验系统结构图和方框图如图1所示。
本实验以锅炉夹套作为被控对象，夹套的水温为系统的被控制量。
本实验要求锅炉夹套的水温稳定至给定值，将铂电阻TT2检测到的锅炉夹套温度信号作为反馈信号，与给定量比较后的差值通过调节器控制三相调压模块的输出电压（即三相电加热管的端电压），以达到控制锅炉夹套水温的目的。
在锅炉夹套水温的定值控制系统中，其参数的整定方法与其它单回路控制系统一样，但由于锅炉夹套的温度升降是通过锅炉内胆的热传导来实现的，所以夹套温度的加热过程容量时延非常大，其控制过渡时间也较长，系统的调节器可选择PD或PID控制。
基于力控组态软件的锅炉监控系统设计报告
基于力控组态软件的锅炉监控系统设计报告一、引言锅炉是工业生产中常见的设备之一，它的稳定运行对于保障生产过程的顺利进行至关重要。
为了确保锅炉的安全稳定运行，提高生产效率，需要采用一种有效的监控系统。
本设计报告将介绍一种基于力控组态软件的锅炉监控系统设计方案。
二、系统概述本系统采用力控组态软件，通过采集锅炉的参数数据，并对数据进行处理和分析，实现对锅炉的监控和控制。
系统主要由硬件部分和软件部分组成。
硬件部分包括传感器、数据采集器和控制器。
传感器用于实时采集锅炉的各项参数数据，如温度、压力、流量等。
数据采集器用于将传感器采集到的数据进行处理和传输。
控制器用于对锅炉进行控制，根据监控系统的要求进行相应的操作。
软件部分主要包括数据处理和监控系统。
数据处理部分负责对采集到的锅炉参数数据进行处理和分析，提取关键信息。
监控系统负责监控锅炉的运行状态，并及时发出报警信号。
三、系统设计1.数据采集与传输本系统使用传感器对锅炉的各项参数进行实时采集，包括温度、压力、流量、液位等。
采集到的数据通过数据采集器进行处理和传输。
数据采集器采用现场总线技术，将采集到的数据传输至计算机。
2.数据处理与分析数据处理与分析模块负责对采集到的锅炉参数数据进行处理和分析，提取关键信息，如温度异常、压力过高等。
该模块可以根据不同的需求进行灵活调整，提供多种数据处理算法和分析方法。
3.锅炉状态监控与控制监控系统负责对锅炉的状态进行实时监控，并根据设置的规则进行相应的控制。
当锅炉处于异常状态时，监控系统会及时发出报警信号，提醒操作人员进行处理。
4.用户界面设计本系统用户界面设计简洁明了，便于操作人员使用。
用户可以通过界面实时查看锅炉的运行状态和参数数据，可以设置监控规则和报警方式。
四、系统特点1.功能全面：本系统可以实现对锅炉的全面监控和控制，对各项参数进行实时监测，并进行数据处理和分析，提取关键信息。
2.灵活可调：本系统提供多种数据处理和分析算法，可以根据实际情况进行灵活调整。
基于MCGS的锅炉温度控制系统设计_毕业设计1 精品
西南科技大学专业方向设计报告课程名称：自动化专业方向设计设计名称：基于MCGS的锅炉温度控制系统设计姓名：赵XX学号: 2010XX班级：自动10XX班指导教师：王顺利起止日期： 2013.10.20——2013.11.15 西南科技大学信息工程学院制方向设计任务书学生班级：自动10XX班学生姓名：赵XX 学号：2010XXXX 设计名称：基于MCGS的锅炉温度控制系统设计起止日期：2013.10.20——2013.11.15 指导教师：王顺利方向设计学生日志基于MCGS的锅炉温度控制系统设计摘要：锅炉是工业生产中主要的供热设备。
电力、机械、冶金、化工、民用都需要锅炉提供热量，但是根据行业的不同，对锅炉的大小规模不尽相同。
作为重要的工业设备，在保证其安全和稳定运行的情况下则应考虑其自动生产，提高自动运行能力及工作效率。
本设计基于AE2000B实验设备上模拟现场锅炉温度控制系统，通过西门子S7-200 PLC作为控制器，MCGS 作为上位机，通过通信链接对锅炉温度进行实时监控，同时设计系列联锁，保证系统安全运行。
关键词: 锅炉温度 AE2000B PLC MCGSBased on the MCGS boiler temperature control system design Abstract：The boiler is the main heating equipment in the industrial manufacture.The electric power, the machinery, the metallurgical industry ,the chemical industry and the civil all need the heat the boiler offers. However, according to different industries, The size of the boiler varies from one to another. As an important industrial equipment, if we could ensure its safe and stable operation ,we should consider its automatic production and improve the automatic ability and its working efficiency. This design is based on AE2000B experimental device to simulate the spot boiler temperature control system by using the Siemens S7-200 PLC as the controller and the MCGS as upper machine. Meanwhile, the communication link will supervise the boiler temperature timely and the interlocking series will guarantee the safe operation of the system.Keywords: boiler temperature AE2000B PLC MCGS1 设计目的和意义锅炉生产在国民是工业中占据着重要的地位，早期的锅炉自动化程度很低，监控系统不完善，导致系统故障不断，但是锅炉因为适合各种行业仍然被广泛使用，锅炉的广泛使用使锅炉现代化成为必然。
组态王课程设计--锅炉温度控制系统
组态王课程设计–锅炉温度控制系统本文档是组态王课程设计–锅炉温度控制系统的设计方案及实现过程。
项目概述锅炉温度控制系统是一个典型的温度控制应用系统，以PLC为核心，采用PID 算法控制锅炉温度，同时通过组态软件进行监控，实现对锅炉温度的精确控制。
系统组成系统由三部分组成：1.PLC：使用的为三菱PLC Q系列(Q00UCPU)。
2.人机界面：使用组态王软件。
3.温度传感器：使用PT100型热电阻温度传感器。
系统架构系统架构如下图所示：+-----------+|PT100温度传感器|+-----------+|+-----------+ +---------+ +--------------+ +---------+| 温度放大器 |------| PLC |-----|PID算法控制程序|-----| 组态软件 |+-----------+ +---------+ +--------------+ +---------+ PLC程序设计在PLC中搭建一个PID控制程序，输入温度信号，输出控制信号，使得锅炉温度接近于设定温度。
程序流程如下：1.初始化：变量赋初值。
2.采集温度信号：从温度传感器中获取实时温度数据。
3.PID算法计算：根据当前温度值和设定温度值，使用PID算法计算控制量。
4.控制量输出：将计算所得的控制量传送给控制对象。
5.控制命令输出：根据控制量输出对应的控制命令。
6.返回第2步，循环执行。
组态软件设计组态软件作为人机界面，需要支持实时监控温度值、设定温度、控制命令等信息，并能够进行实时调试和操作。
主要包括以下界面和功能：1.温度监控界面：显示温度曲线，并标记出设定温度和实际温度。
2.控制命令调试界面：显示当前控制命令，并提供手动控制输入接口，支持手动修改命令值。
3.故障诊断界面：显示系统故障信息，并提供故障诊断工具。
实现过程1.开始前，准备好硬件设备：PLC(Q00UCPU)、温度传感器(PT100)、转换器(AD8)、继电器模块(Y140)、人机界面(组态王)。
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)4.5PID参数整定 (8)第5章总结 (8)第6章心得体会 (8)参考文献 (9)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。
基于组态软件的锅炉温度与液位检测系统毕业设计论文
基于组态软件的锅炉温度与液位检测系统摘要本次设计以力控组态软件实时检测锅炉温度与液位控制系统为背景，主要内容利用北京三维力控科技公司的全中文工控组态软件ForceControl6.1 设计锅炉温度与液位监控系统,在上位机上显示每个控制系统的结果,并可以对比实时温度与液位曲线和设定曲线。
本文首先说明了自己对锅炉等元器件的认识并对锅炉的控制系统做了简单的介绍，然后又对整个系统做了介绍。
其中重点阐述了ForceControl6.1组态软件,以及各个元器件的作用，整个系统各个模块的功能与作用。
同时对组态软件做了详细说明，介绍了如何绘制组态图和动画的连接，然后又对该系统做了仿真演练,用仿真来实现锅炉温度与液位的检测功能，经过多次实践和不断的改善从而完成了整个毕业设计。
关键词：锅炉温度检测，锅炉液位检测，组态软件。
Based on configuration software boiler temperatureand liquid level detection systemsummaryThe design for the force control configuration software for real-time detection of boiler temperature and level control system for background, the main content of Beijing 3 d force control technology company all Chinese industrial control configuration software ForceControl6.1 design boiler temperature and liquid level control system, in the upper machine shows each control system of the results, and can compare with liquid level curve and real-time temperature set curve. This paper first explains to the boiler of components to know and to the boiler control system simply introduced, and then the and of the whole system are introduced. One focuses on ForceControl6.1 configuration software, and the various components of the function, the function of each module of the whole system and function. At the same time for configuration software to do a detailed explanation, this paper introduces how to draw configuration diagram and the connection of animation, and then to the system did simulation practice, use the simulation to realize the boiler temperature and the liquid level detection function, after many practice and continuous improvement and has completed the graduation design.Keywords: boiler temperature detection, boiler liquid level detection, configuration software.目录绪论 (1)第1章部分元器件的介绍 (2)1.1锅炉 (2)1.2 传感器 (4)1.3水泵 (6)1.4阀门 (7)1.5报警器 (9)第2章整体系统简析 (10)2.1 系统流程 (10)2.2进水模块 (12)2.3温度与液位模块 (13)2.4出水模块 (14)第3章组态软件 (16)3.1 组态软件的基础 (16)3.1.1 组态软件的定义 (16)3.1.2 组态软件的特点 (16)3.1.3组态王软件仿真的基本方法 (17)3.2 组态软件的功能 (17)第4章组态画面的绘制和动画连接 (19)4.1 组态画面的绘制 (19)4.1.1 力控集成环境 (19)4.1.2 力控组态 (19)4.2 PID指令向导 (24)4.4 定义数据库点及数据连接 (34)4.5动画连接 (35)结语 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录一程序 (40)附录二外文资料翻译 (43)绪论随着我国工业的发展，组态软件是实现人机界面的好途径。
加热反应炉监控系统课程设计
引言本文研究的是电阻丝加热炉的实时温度控制。
由于电加热系统控制具有升温单向性、大惯性、大滞后、时变性的特点，例如其升温单向性是由于电加热的升温保温是依靠电阻丝加热，降温则是依靠环境自然冷却，当温度一旦超调就难以用制冷控制手段使其降温，因而难以用数学方法建立精确的模型并确定参数，应用传统的模拟电路控制方法难以达到理想的控制效果}’}。
本文作者以工控机为平台，工控组态软件MCGS为开发工具对炉温采用增量式PID运算控制，结合软件的定时器，进行脉宽调制输出(PWM)来控制固态继电器(S SR)的通断时间，得到很好的控制效果。
器构件，产生PWM脉冲，经I/O接口(P CL730)对SSR的导通时间进行控制，从而达到调功控温的目的。
一、设计任务和目的：应用MCGS组态软件，监控加热反应炉自动控制系统。
学习动画制作、控制流程的编写、变量设计、定时器构件的使用等多项操作。
结合工程实例，对MCGS组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节等环节进行全面的讲解，使学生对MCGS组态软件的内容、工作方法和操作步骤在短时间内有一个总体的认识。
二、监控系统分析和总体设计2.1系统构成：本加热反应炉监控系统由上位机（MCGS）和下位机S7200CPU224PLC构成。
2.2组态界面：在开始组态过程之前，先对该工程进行剖析，一边从整体上把我整个工程的结构、流程、需实现的功能及如何实现这些功能。
2.3工程框架：●1个用户窗口：加热反应炉控制系统。
主要包括：加热炉、加热电阻丝、四个阀、两个液位传感器、压力传感器、温度传感器、温度计、压力表、加热指示灯、流动管件、六个控制按钮。
●定时器构件的使用●3个策略：启动策略、退出策略、循环策略2.4数据对象：2.5图形制作：机械手控制系统窗口●加热炉、加热电阻丝、加热指示灯●卸放阀、进料阀、氮气阀、排气阀、温度计、压力表●六个控制按钮、上下液位传感器、压力传感器、温度传感器。
2.6流程控制：按启动按钮后，系统运行；按停止按钮后，系统停止。
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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)4.5PID参数整定 (8)第5章总结 (8)第6章心得体会 (8)参考文献 (9)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4-14.2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：图4-2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=gouluPLC:地址：0常量寄存Sheding_wendu 设定温度PV=gouluPLC:地址：1常量寄存Shiji_wendu 实际温度PV=gouluPLC:地址：1变量寄存Sheding_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Sheding_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baojing 报警PV=gouluPLC:地址：4状态寄控制最小：0 最大：100初始化：加热罐内首先将待测值清零。
设定温度：是额定设定好的温度。
实际温度：加热罐中的实际温度。
设定液位：是额定设定好的液位。
实际液位：加热罐中的实际液位。
设定压力：是额定设定好的压力。
实际压力：加热罐中的实际压力。
报警：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。
图4-34.3设计动画连接动画连接是指画面中图形对象与变量或表达式的对应关系。
建立了连接后，在监控系统运行时，根据变量或表达式的数据变化，图形对象改变颜色，大小等外观，文本会进行动态刷新。
这样就将现场真实的数据放映到计算机的监控画面中，从而到达监控的目的。
从控制系统中分别对开关精灵、警示灯、界面切换、加热设备等进行了相关的动画连接。
从而可以动态的实现系统的良好控制。
4.4设计报警及应答对于报警系统主要由传感器，及小型的单片机构成，在超过温度的界限的话会进行报警在该设计系统中报警装置仍作为底层设备与PLC连接，由PC将信息处理后报警装置作出相应的应答，相关的组态画面显示。
图4-4温控曲线界面如图4-4所示，主要有温控曲线组件完成，便于更好的实现锅炉内温度的控制与观测。
报警信息界面如图4-5所示，有报警组态及相关报警设置来完成系统的报警任务。
图4-54.5 PID参数整定在进行这方面是我们需要用到力控的仿真驱动程序（Simulator），因此对于前个阶段的数据采集非常重要，我们所得到锅炉水温、水流量数据进行数据报表然后对其进行仿真；对于该阶段的报表和仿真如图；另外仿真驱动程序（Simulator），并不是真实的硬件，因此，为了实现锅炉的控制逻辑，在“应用程序动作”中实现，以达到逻辑控制仿真的效果。
双击“工程项目导航栏”中“动作”下的“应用程序动作”，弹出脚本编辑器对话框，填写相应的程序。
第5章总结利用力控PCAuto组态软件所设计的锅炉监控系统，可以很好的对锅炉温度、压力和液位进行监控。
但此次设计只是实现简单的监控功能，对于现场的实时数据的采集和科学的控制策略没有实现。
不过通过此次设计了解到力控PCAuto组态软件画面制作简单，动画连接方便；利用一些简单的控制语句可以很方便的实现控制组态，而且自带实时数据库是一个高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性强、跨网络系统的开放式实时数据库。
总之，组态软件具有实时多任务、接口开放、使用灵活、功能多样、运行可靠的特点。
第6章心得体会本次课程设计我的是组态课程设计，在开始的前两天中，主要是通过查找资料，或是在图书馆里查看书籍来学习有关锅炉温度监控系统设计的基本要求和实验所需要的器件，以及各实验器件所实现怎样的功能。
并且也学会了组态软件的有关设计的思想，由于制锅炉温度监控的课程设计，所以在实验中需要组态软件和参数设定。
还学习到了组态监控软件在使用的时候，如果有不能在线控制的话，就是参数没有设置正确。
大概两天的时间，我们就把初步的软件程序和组态界面设计好了。
这次课程设计所用到的知识都是在自己理解的基础之上。
在这次设计中，我收获不少东西，也遇到了不少的问题。
首先，在完成组态课程学习任务后，对内容的掌握不够，缺乏灵活运用的能力，对于知识的扩展也存在一定的问题，因此，初面对设计课题，无法系统地进行设计思路的拟定。