基于组态王液位控制系统设计
基于组态王的二阶液位控制系统设计___________________李苡臣
成都理工大学工程技术学院毕业论文基于组态王的二阶液位控制系统设计作者姓名：李苡臣专业名称：测控技术与仪器指导教师：王洋工程师摘要过程控制是自动化技术的重要应用领域，它是指对液位、温度、流量、等过程变量进行控制，在冶金、机械、化工、电力等方面得到广泛应用。
在实际生产中，液位控制的准确程度和控制效果直接影响到工厂的生产成本、经济效益甚至设备的安全系数。
所以，为了保证安全条件、方便操作，就必须研究开发先进的液位控制方法和策略。
在本设计中以液位控制系统的水箱作为研究对象，水箱的液位为被控制量，选择了出水阀门作为控制系统的执行机构。
建立了串级液位控制算法。
虽然PID控制是控制系统中应用最为广泛的一种控制算法。
但是要想取得良好的控制效果，必须合理的确定PID的控制参数，使之具有合理的数学模型。
本次毕业设计的主题主要是基于组态王的液位控制系统的设计，控制对象为水箱液位，而通过matlab软件来模拟仿真。
液位控制在现代工业中占有重要的分量，它对生产的影响不容忽视，为了保证安全生产以及产品的质量和数量，对液位进行及时有效的控制是非常必要的。
关键词：液位控制，PID控制，串级控制，matlabAbstractProcess control is an important application field of automatic technology, it is to point to the level, temperature, flow control process variables, such as in metallurgy, machinery, chemical, electric power, etc can be widely used. in actual production, liquid level control accuracy and control effects directly affect the factory production cost and economic benefit of safety coefficient. Even equipment so, in order to ensure safety, convenient operation, you have to research the development of advanced level control methods and strategies.In the design of the tank as a research object in liquid level control system, amount of liquid level in the tank to be controlled, selected the outlet valve bodies in the implementation of a control system. Establishment of the PID control algorithm of liquid level. Although the PID control is one of the most widely used in control systems control algorithms. But to get good control of effects, the determination of PID control parameters must be reasonable, so that it has a reasonable mathematical model.The graduation design topic is the liquid level control system based on kingview control. Among them was controlled object for tank level, matlab is mainly used in the simulation test. In modern industry level control of important component, it influence upon production not allow to ignore, in order to ensure safety in production and the product quality and quantity , the level and perform effective control is very necessary.KEY WORDS：liquid level control ,PID control，cascade control, matlab目录摘要 (I)Abstract (II)目录.............................................................................................................. I II 1 绪论 (5)1.1 研究背景、目的和意义 (5)1.2 过程控制的特点 (5)1.3 液位控制系统的发展现状 (6)1.4 本论文内容安排 (7)2 数学模型的建立 (8)2.1 二阶液位系统简介 (8)2.2 数学模型的建立 (8)2.2.1 数学建模的基本概念 (8)2.2.2 数学建模的过程 (9)2.3 参数辨识及参数整定 (12)2.3.1 水箱液位控制参数辨识方法 (12)2.3.2 水箱液位PID参数整定方法 (15)2.4 本章小结 (17)3 系统仿真 (18)3.1 MATLAB软件介绍 (18)3.2 PID系统仿真 (18)3.3 串级控制仿真 (23)3.4 本章小结 (26)4 组态界面的设计 (27)4.1 组态王简介 (27)4.2 组态画面的建立 (28)4.2.1 设备配置 (28)4.2.2 定义变量 (30)4.2.3 画面设计 (32)4.3 本章小结 (39)5 总结 (40)致谢 (41)参考文献 (42)1 绪论1.1研究背景、目的和意义在工业生产飞速发展的今天，人们对于生产过程自动化控制水平及工业产品质量的要求越来越高。
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和组态王的液位PID控制系统教材
目录1 《控制系统集成实训》任务书 (2)2 总体设计方案 (4)2.1 系统组成 (4)2.2 水箱液位控制系统构成 (4)2.3 水箱液位控制系统工作原理 (5)2.4 仪表选型 (6)2.4.1 GK-01电源控制屏 (6)2.4.2 GK-02传感器输出与显示 (7)2.4.3 GK-03单片机控制 (7)2.4.4 GK-07交流变频调速 (8)2.4.4 GK-08 PLC可编程控制 (8)2.5 PLC设计流程图 (9)3 外部接线图 (10)4 I/0分配 (10)5 梯形图 (11)6 组态王界面 (15)6.1 主界面 (16)6.2 数据词典 (16)6.3 曲线监控 (17)6.4 水流动画程序 (18)7 调试和运行结果 (19)7.1 比例控制 (19)7.2 比例积分调节 (19)心得体会 (21)参考文献 (22)1.《控制系统集成实训》任务书题目：基于PLC和组态王的液位PID控制系统一、实训任务本课题要求设计液位PID控制系统，它的任务是使水箱液位等于给定值所要求的高度,并通过PID控制减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。
1.实训模块：1、THKGK-1过程控制实验装置GK-02、GK-07、GK-08。
2、计算机及STEP7运行环境（安装好演示程序）、MPI电缆线，组态王软件。
2.控制原理和控制要求：控制原理如图所示，测量值信号由S7-200PLC的AI通道进入，经程序比较测量值与设定值的偏差，然后通过对偏差的P或PI或PID调节得到控制信号（即输出值），并通过S7-200PLC 的AO通道输出。
用此控制信号控制变频器的频率，以控制交流电机的转速，从而达到控制水位的目的。
S7-200PLC和上位机进行通讯，并利用上位机组态王软件实现给定值和PID参数的设置、手动/自动无扰动切换、实时过程曲线的绘制等功能。
二、实训目的通过本次实训使学生掌握：1）实际控制方案的设计；2）编程软件的使用方法和梯形图语言的运用；2）程序的设计及实现方法；3）程序的调试和运行操作技术。
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。
基于某组态王地水位控制系统设计
《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8学生保昆2012年5月25日目录一、设计目的和要求 (3)1.1课程设计目的 (3)1.2课程要求 (3)二、设计思路 (3)三、设计过程 (4)3.1新建工程 (4)3.2新建画面 (4)3.3建立仿真系统 (5)3.4新建数据词典 (5)3.5各项参数的设置 (6)3.5.1按钮参数设置 (6)3.5.2水位报警画面 (6)3.5.3数据报表画面 (8)3.5.4历史曲线画面 (11)3.5.5总体命令语言设置 (12)四、设计总结与体会 (14)4.1设计结果 (14)4.2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。
基于组态王的液位过程控制系统设计
《控制系统分析与综合》任务书题目:液位控制系统设计一、工程训练任务本实训综合运用自动化原理、PLC技术以及组态软件等相关课程，通过本实训的锻炼,使学生掌握自动化系统的基础理论、技术与方法，巩固和加深对理论知识的理解。
本课题针对液位控制系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集,以PLC为下位机,以工控组态软件组态王设计上位机监控画面, 运用PID控制算法对水箱液位进行控制。
二、工程训练目的通过本次工程训练使学生掌握运用组态王软件及PLC构建工业控制系统的能力，增强学生对PLC控制系统以及组态王软件的应用能力，培养学生解决实际问题的能力，为今后从事工程技术工作、科学研窕打下坚实的基础.三、工程训练内容1）确定PLC的I/O分配表：2）根据PID控制算法理论,运用PLC程序实现PID控制算法：3）编写整个液位控制系统实训项目的PLC控制程序；4）在组态王中定义输入输出设备：5）在组态王中定义变量；6）设计上位机监控画面；7）进行系统调试。
四、工程训练报告要求报告中提供如下内容：1、目录2、任务书3、正文4、收获、体会5、参考文献五、工程训练进度安排周次工作日工作内容1布置课程设计任务，查找相关资料第2完成总体设计方案—3完成PLC程序设计周45完成监控画面设计第1调试2二3准备训练报告周4完成训练报告并于下午两点之前上交5答辩六、工程训练考核办法本工程训练满分为IOO分，从工程训练平时表现、工程训练报告及工程训练答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、40%、40%o总体设计方案2o 1关于组态王的概述组态王软件是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理.它基于Microsoft Windows XP/NT/2000操作系统,用户可以在企业网络的所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。
基于PLC和组态王的液位PID控制系统方案
目录1 《控制系统集成实训》任务书 (2)2 总体设计方案 (4)2.1 系统组成 (4)2.2 水箱液位控制系统构成 (4)2.3 水箱液位控制系统工作原理 (5)2.4 仪表选型 (6)2.4.1 GK-01电源控制屏 (6)2.4.2 GK-02传感器输出与显示 (7)2.4.3 GK-03单片机控制 (7)2.4.4 GK-07交流变频调速 (8)2.4.4 GK-08 PLC可编程控制 (8)2.5 PLC设计流程图 (9)3 外部接线图 (10)4 I/0分配 (10)5 梯形图 (11)6 组态王界面 (15)6.1 主界面 (16)6.2 数据词典 (16)6.3 曲线监控 (17)6.4 水流动画程序 (18)7 调试和运行结果 (19)7.1 比例控制 (19)7.2 比例积分调节 (20)心得体会 (23)参考文献 (24)1.《控制系统集成实训》任务书题目：基于PLC和组态王的液位PID控制系统一、实训任务本课题要求设计液位PID控制系统，它的任务是使水箱液位等于给定值所要求的高度,并通过PID控制减小或消除来自系统部或外部扰动的影响。
1.实训模块：1、THKGK-1过程控制实验装置GK-02、GK-07、GK-08。
2、计算机及STEP7运行环境（安装好演示程序）、MPI电缆线，组态王软件。
2.控制原理和控制要求：控制原理如图所示，测量值信号由S7-200PLC的AI通道进入，经程序比较测量值与设定值的偏差，然后通过对偏差的P或PI或PID调节得到控制信号（即输出值），并通过S7-200PLC 的AO通道输出。
用此控制信号控制变频器的频率，以控制交流电机的转速，从而达到控制水位的目的。
S7-200PLC和上位机进行通讯，并利用上位机组态王软件实现给定值和PID参数的设置、手动/自动无扰动切换、实时过程曲线的绘制等功能。
二、实训目的通过本次实训使学生掌握：1）实际控制方案的设计；2）编程软件的使用方法和梯形图语言的运用；2）程序的设计及实现方法；3）程序的调试和运行操作技术。
基于组态王的液位控制系统设计
1《控制系统分析与综合》任务书题目：液位控制系统设计一、工程训练任务本实训综合运用自动化原理、PLC技术以及组态软件等相关课程，通过本实训的锻炼，使学生掌握自动化系统的基础理论、技术与方法，巩固和加深对理论知识的理解。
本课题针对液位控制系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件组态王设计上位机监控画面，运用PID控制算法对水箱液位进行控制。
二、工程训练目的通过本次工程训练使学生掌握运用组态王软件及PLC构建工业控制系统的能力，增强学生对PLC控制系统以及组态王软件的应用能力，培养学生解决实际问题的能力，为今后从事工程技术工作、科学研究打下坚实的基础。
三、工程训练内容1) 确定PLC的I/O分配表；2) 根据PID控制算法理论，运用PLC程序实现PID控制算法；3) 编写整个液位控制系统实训项目的PLC控制程序；4) 在组态王中定义输入输出设备；5) 在组态王中定义变量；6)设计上位机监控画面；7)进行系统调试。
四、工程训练报告要求报告中提供如下内容：1、目录2、任务书3、正文4、收获、体会5、参考文献五、工程训练进度安排六、工程训练考核办法本工程训练满分为100分，从工程训练平时表现、工程训练报告及工程训练答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、40%、40%。
2总体设计方案2.1 关于组态王的概述组态王软件是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。
它基于Microsoft Windows XP/NT/2000 操作系统，用户可以在企业网络的所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。
采用组态王软件开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。
它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网络结构分布式大型集中监控管理系统的开发。
基于组态王的储油罐液位控制的监控软件系统设计
基于组态王的储油罐液位控制的监控软件系统设计储油罐液位控制是油田生产过程中非常重要的一环，它直接关系到油田生产的安全和效率。
为了提高储油罐液位控制的精度和可靠性，需要设计一种基于组态王的监控软件系统。
首先，该监控软件系统需要实现对储油罐液位的实时监控功能。
通过传感器可以实时获取液位数据，并通过硬件接口与监控软件系统进行通信。
监控软件系统可以实时显示储油罐液位的数据，并根据预设的上下限值进行报警和控制。
其次，该监控软件系统需要具备数据采集和存储功能。
由于储油罐液位的数据量较大，需要通过数据采集技术将其实时采集并存储到数据库中。
监控软件系统可以提供数据查询和统计分析功能，以便管理人员对储油罐液位数据进行分析和决策。
第三，该监控软件系统需要实现液位控制功能。
通过软件界面，管理人员可以对液位控制参数进行设置，并且可以手动控制储油罐液位。
当监控软件系统检测到液位超出预设的上下限值时，可以通过逻辑控制器控制液位传感器，自动进行液位补充或排放操作。
第四，该监控软件系统需要具备远程监控和控制功能。
通过网络通信技术，监控软件系统可以实现对储油罐液位的远程监控和控制。
管理人员可以通过远程终端设备实时监测储油罐液位，并对液位进行远程控制操作。
第五，该监控软件系统需要具备报警功能。
当液位超出预设的上下限值时，监控软件系统可以通过声音、图像或短信等方式进行报警，以提醒管理人员及时采取措施。
最后，该监控软件系统需要具备良好的界面设计和用户友好性。
通过组态王的图形化界面设计功能，可以设计出直观、简洁、易于操作的监控软件界面，方便管理人员进行操作和管理。
总之，基于组态王的储油罐液位控制的监控软件系统设计可以实现液位实时监控、数据采集和存储、液位控制、远程监控和控制、报警功能等，提高储油罐液位控制的精度和可靠性，提高油田生产的安全和效率。
基于组态软件的水位控制系统设计
基于组态软件的水位控制系统设计一教学目标终极目标：能应用通用版及嵌入版MCGS组态软件基本功能进行简单项目设计、仿真运行。
促成目标：1）掌握MCGS通用版及嵌入版基本操作，完成工程分析及变量定义。
2）掌握简单界面设计，完成数据对象定义及动画连接。
3）掌握模拟设备连接方法，完成简单脚本程序编写及报警显示。
4）掌握制作工程报表及曲线方法。
二工作任务用MCGS通用版及嵌入版分别完成图1-1所示水位控制系统的设计、仿真运行。
图1-1 水位控制系统实验一水位控制工程文件建立一、教学目标终极目标：能建立MCGS新工程。
促成目标：1）掌握MCGS组态软件的安装与运行方法。
2）能进行工程分析，建立工程文件。
二、工作任务建立水位控制系统工程文件。
三、能力训练MCGS (Monitor and Control Generated System，通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性，在自动化领域有着更广泛的应用。
1.MCGS的安装1）启动Windows。
2）在相应的驱动器中插入光盘。
插入光盘后会自动弹出MCGS安装程序窗口（如没有窗口弹出，则从Windows的“开始”菜单中，选择“运行...”命令，运行光盘中AutoRun.exe文件），MCGS安装程序窗口如图1-2所示：3）在安装程序窗口中选择“安装MCGS组态软件通用版”，启动安装程序开始安装。
安装程序将提示指定安装目录，用户不指定时，系统缺省安装到D:\MCGS目录下，如图1-3所示：图1-2 MCGS安装程序窗口图1-3 安装目录安装过程大约要持续数分钟，MCGS系统文件安装完成后，安装程序要建立象标群组和安装数据库引擎，这一过程可能持续几分钟，请耐心等待。
4）安装完成后，安装程序将弹出“设置完成”对话框，上面有两个复选框，“是，我现在要重新启动计算机”和“不，我将梢后重新启动计算机”。
基于组态王液体混合控制系统的设计毕业设计
山东职业学院毕业设计评审表一（指导教师用）毕业设计评审表二（评阅人用）毕业设计答辩情况记录（答辩委员会或答辩小组用）毕业设计总成绩评定表注：毕业设计（论文）总成绩中，指导教师评分占40%，评阅人评分占20%，答辩评分占40%。
摘要基于组态王的液体混合监控系统设计，以PLC控制两种液体的混合控制。
其要求是将两种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后要达到一定的温度才能将混合的液体输出容器。
并形成循环状态，在按停止按扭后依然要完成本次混合才能结束。
利用组态王，对其整个过程进行监控。
当在不知道所写程序是否真确的情况下，直接将程序下载到PLC 进行试运行，对于工业工厂来说，PLC的控制对象是实物，难维护，试运行是不现实的，于是，我们就需要一个虚拟的PLC来运行这个程序。
PLC可以模拟现场的PLC为组态王提供数据。
再通过组态王的监控，观察所做项目是否可行。
应用组态软件在计算机屏幕上全真模拟PLC的控制对象可以弥补上述不足，它还能以动画形式演示PLC控制对象的工作过程，具有成本低、免维护、灵活多样、形象直观等优点。
北京亚控公司推出的“组态王”软件，具有可靠性高、通信快速、功能强大、界面友好和开发简洁等优点，可用来开发实验室仿真PLC控制对象，可利用有限的设备验证多样化的程序，增强PLC的使用效果。
本项目即使用PLC300和组态王通信。
关键词：混合；PLC；组态王；监控。
前言随着科学技术的猛速发展，自动控制技术在人类活动的各个领域中的应用越来越广泛。
自动控制技术作为自动化的强有力的手段，越来越多地与计算机技术、电子技术、信息技术结合起来，对促进我国的现代化建设起到越来越重要的作用。
所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置操纵被控对象，使其按照一定归路的运动和变化。
在工业控制领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。
人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程检测、报警提示、数据记录等功能。
实验三 基于组态王的液位PID控制实验(水泵控制)(RTU通讯)PPT(手动)
计算机控制技术自动化学院黄国辉Email : hgh817@Tel: 86919133QQ: 511372733实验三基于组态王的液位PID 控制实验（水泵控制）第一步创建工程路径新建的工程（项目）第二步创建新画面双击双击快捷键F2能打开图库管理器找到左侧反应器一栏双击同理找出水泵和阀门选择管道从水泵出水口开始按水流方向画线，双击结束选择水箱选择图素前移选择矩形画图，在画面上画出矩形用作水槽选择填充选择过度色类型并选择图素前移，使水槽覆盖水管显示画刷类型增加水箱过度色选择管道属性可改变管道属性，流动效果属性，来设置不同的管道及流动效果。
更改所有管道属性，并移动水泵等位置，和水管位置相匹配。
可更改文字颜色插入文本注意：文字和后面的“####”分两次输入！！！选择按钮选择字符串替换，可更改按钮上的字在工具箱中选择“实时趋势曲线”，放置在合适位置。
保存！第三步配置设备组态王可以与一系列I/O设备进行通讯，支持的I/O设备包括：可编程控制器(PLC)、智能模块、板卡、智能仪表等等。
组态王与I/O设备之间的数据交换采用以下五种方式:串行通讯方式、板卡方式、网络模块、人机接口卡方式、DDE方式。
在本实验中选取ModbusRTU(unpack)通过串口方式进行数据交互。
组态王和单片机进行数据交互有严格的数据格式。
双击点击下拉，找到莫迪康选择COM口1代表下位机设备地址，地址范围为1-255。
添加设备成功ModbusRTU(unpack)协议格式：举例说明举例说明组态王莫迪康系列产品的Modbus RTU驱动帮助）ModBus功能码与组态寄存器对应关系此表为操作相关寄存器对应的功能码表格（主要用到了寄存器4相应的功能码为03,06。
）例如：功能码03，对寄存器4进行读操作，寄存器地址为4xxx功能码06，对寄存器4进行写操作，寄存器地址为4xxx地址为40101：使用寄存器名称为4，dd 为地址通道范围，0101为水泵1实际地址100加上1后的值，因为组态地址通道是从1开始的，没有00地址。
基于组态王液位控制系统设计
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。
基于PLC和组态王的液位PID控制系统
目录1 《控制系统集成实训》任务书 (2)2 总体设计方案 (4)2.1 系统组成 (4)2.2 水箱液位控制系统构成 (4)2.3 水箱液位控制系统工作原理 (5)2.4 仪表选型 (6)2.4.1 GK-01电源控制屏 (6)2.4.2 GK-02传感器输出与显示 (7)2.4.3 GK-03单片机控制 (7)2.4.4 GK-07交流变频调速 (8)2.4.4 GK-08 PLC可编程控制 (8)2.5 PLC设计流程图 (9)3 外部接线图 (10)4 I/0分配 (10)5 梯形图 (11)6 组态王界面 (15)6.1 主界面 (16)6.2 数据词典 (16)6.3 曲线监控 (17)6.4 水流动画程序 (18)7 调试和运行结果 (19)7.1 比例控制 (19)7.2 比例积分调节 (19)心得体会 (21)参考文献 (22)1.《控制系统集成实训》任务书题目：基于PLC和组态王的液位PID控制系统一、实训任务本课题要求设计液位PID控制系统，它的任务是使水箱液位等于给定值所要求的高度,并通过PID控制减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。
1.实训模块：1、THKGK-1过程控制实验装置GK-02、GK-07、GK-08。
2、计算机及STEP7运行环境（安装好演示程序）、MPI电缆线，组态王软件。
2.控制原理和控制要求：控制原理如图所示，测量值信号由S7-200PLC的AI通道进入，经程序比较测量值与设定值的偏差，然后通过对偏差的P或PI或PID调节得到控制信号（即输出值），并通过S7-200PLC 的AO通道输出。
用此控制信号控制变频器的频率，以控制交流电机的转速，从而达到控制水位的目的。
S7-200PLC和上位机进行通讯，并利用上位机组态王软件实现给定值和PID参数的设置、手动/自动无扰动切换、实时过程曲线的绘制等功能。
二、实训目的通过本次实训使学生掌握：1）实际控制方案的设计；2）编程软件的使用方法和梯形图语言的运用；2）程序的设计及实现方法；3）程序的调试和运行操作技术。
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组态王课程设计报告
——液位控制系统设计
一、设计任务：
液位监控：完成一个液位监控系统设计，（对象自己定）要求有流程图画面，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
5历史曲线的按键定义
6实时曲线的定义
7报警按键定义
、
6报表按键定义
F．配置系统程序编写
if(\\本站点\状态==1)
{
if(\\本站点\液位>=80)
{
\\本站点\水泵=0;
}
if(\\本站点\液位<=20)
{
\\本站点\水泵=1;
}
if(\\本站点\水泵==1)
{\\本站点\液位=\\本站点\液位+10;}
else{\\本站点\液位=\\本站点\液位-10;} }
else{\\本站点\水泵=0;\\本站点\液位=0;}
if(\\本站点\$时==0)
{\\本站点\液位0=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==1)
{\\本站点\液位1=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==2)
{\\本站点\液位2=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==3)
{\\本站点\液位3=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==4)
{\\本站点\液位4=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==5)
{\\本站点\液位5=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==6)
{\\本站点\液位6=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==7)
{\\本站点\液位7=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==8)
{\\本站点\液位8=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==9)
{\\本站点\液位9=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==10)
{\\本站点\液位10=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==11)
{\\本站点\液位11=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==12)
{\\本站点\液位12=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==13)
{\\本站点\液位13=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==14)
{\\本站点\液位14=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==15)
{\\本站点\液位15=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==16)
{\\本站点\液位16=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==17)
{\\本站点\液位17=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==18)
{\\本站点\液位18=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==19)
{\\本站点\液位19=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==20)
{\\本站点\液位20=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==21)
{\\本站点\液位21=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==22)
{\\本站点\液位22=\\本站点\液位;}
if(\\本站点\$时==23)
{\\本站点\液位23=\\本站点\液位;}
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
3报警画面
4报表画面
5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。