基于力控组态软件的风光互补发电监控的设计.docx
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基于力控组态软件的风光互补发电监控的设计
基于力控组态软件的风光互补发电监控的设计
安徽工业大学工商学院毕业设计论文
安徽工业大学工商学院
毕业设计（论文）任务书
基于力控的风光互补发电监控设计课题名称
自动化专业
自0941班级
叶纬姓名
*********学号
毕业设计主要内容及要求
一、毕业设计主要内容
1、熟悉风光互补发电系统
2、掌握力控组态软件
3、分析风光互补发电系统监控流程
4、运用力控实时监控风光互补发电系统
5、实验室离线调试
二、毕业设计论文要求
1（论文要求格式规范，字迹清晰，应有英文摘要;2论文要求对力控组态软件和风光互补系统有详细分析;3（论文要求提供对力控组态软件怎样组态监控分析;4（论文最后应附有5000字英文资料的翻译
指导教师签字:
摘要
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安徽工业大学工商学院毕业设计论文
太阳能和风能是最普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生能源。
太阳能与风能在时间上和季节上都有很强的互补性:
白天太阳光照好、风小，晚上无光照、风较强;夏季太阳光照强度大而风小，冬季太阳光照强度弱而风大。
这种互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性。
另外，风力发电和光伏发电系统在蓄电池和逆变器环节上是可通用的。
风光互补发电系统可根据用户用电负荷和自然资源条件进行最佳的合理配置，既可保证系统的可靠性，又能降低发电成本，满足用户用电需求。
本文使用的力控组态软件已经应用于电力、化工、石油、楼宇、水利、冶金、机械、食品等多个领域，本文以北京三维力控组态软件为基础开发了风光互补发电监测系统，实现了对风光发电参数和设备状态的实时监控、数据查询、对于工作现场的正常工作和远程监控起了重要保障作用。
关键字:
力控组态软件风光互补发电系统组态监控
Abstract
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安徽工业大学工商学院毕业设计论文
Solarandwindenergyisthemostcommonnaturalresources,butalsotheinexhaustiblerenewablesourcesofenergy.Solarandwindenergyintimeandseasonhaveverystrongcomplementarytoeachother:
goodthesunduringtheday,smallwind,nightwithoutlight,thewindisstronger;Thesummersunlightintensitybig,smallwind,thesunlightintensityisweakandwindyinwinter.Thiscomplementaritymakeswind-lightcomplementarysysteminresourcesisthebestmatch.Inaddition,windpowerandphotovoltaicpowergenerationsysteminthestoragebatteryandinverterlinkcanbeuniversal.Wind-lightcomplementarysystemcanaccordingtouser'selectricityloadandreasonableallocationofnaturalresourcesforthebest,canguaranteethereliabilityofthesystem,andcanreducepowergenerationcost,meettheneedsofusers.
Inthispaper,theForcecontrolconfigurationsoftwarehasbeenusedinelectricpower,chemical,petroleum,building,waterconservancy,metallurgy,machinery,foodandotherfields,thispapertakesBeijingsunwayconfigurationsoftwareisdevelopedbasedonscenerypowergenerationmonitoringsystem,realizedthescenegeneratorparameterandequipmentstatusreal-timemonitoring,dataquery,forthenormalworkofthejobsiteandremotemonitoringplaysanimportantrole.
forcecontrolconfigurationsoftwareconfigurationmonitoringKeywords:
windandsolarpowergenerationsystem
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安徽工业大学工商学院毕业设计论文
1.引言............................................................................................................................................5
1.1课题概述.............................................................................................................................5
1.2国内外基本研究情况........................................................................................................5
1.3课题的主要研究内容........................................................................................................62.三维力控组态软件介绍............................................................................................................7
2.1三维力控组态软件概述....................................................................................................7
2.2三维力控组态软件结构介绍............................................................................................73.风光互补发电系统..................................................................................................................13
3.1风光互补发电系统的概述..............................................................................................13
3.2风光互补发电系统的发展历程......................................................................................13
3.3风光互补发电系统的技术原理......................................................................................14
3.3.1风光互补技术原理简介........................................................................................14
3.3.2风光互补技术构成................................................................................................14
3.3.3风光互补发电技术优势........................................................................................14
3.4风光互补发电系统结构...................................................................................................15
3.5风光互补发电系统的应用前景.......................................................................................16
3.5.1无电农村的生活、生产用电................................................................................16
3.5.2半导体室外照明中的应用....................................................................................16
3.5.3航标上的应用........................................................................................................16
3.5.4监控摄像机电源中的应用....................................................................................17
3.5.5通信基站中的应用................................................................................................17
3.5.6抽水蓄能电站中的应用........................................................................................184.风光互补发电力控组态软件的监控系统..............................................................................19
4.1建立新工程......................................................................................................................19
4.2设备连接及数据库组态...................................................................................................20
4.2.1定义外部设备及数据连接项................................................................................20
4.2.2数据库组态...........................................................................................................22
4.3风光互补发电监控系统的组态画面...............................................................................26
4.3.1依据工艺流程和控制方案建立流程图画面.......................................................27
4.3.2趋势曲线画面的组态...........................................................................................28
4.3.3报表组态...............................................................................................................31
4.3.4报警窗口的建立与设置.......................................................................................33
4.3.5动画连接...............................................................................................................34
4.3.6动作脚本...............................................................................................................365.总结..........................................................................................................................................38
致谢.................................................................................................................................................39
参考文献.........................................................................................................................................40
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1.引言
1.1课题概述
随着电气自动化水平的迅速提高和计算机在电气领域的广泛应用，人们对电力自动化的要求愈来愈高，种类繁多的过程监控装置在电气领域的应用，使得传统的控制软件已无法满足用户的各种需求。
通过自动化组态软件的出现为解决上述实际问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统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任意组态，完成最终的自动化控制工程。
目前世界上的组态软件的品种繁多，国外有美国的Wonderware公司的InTouch、Intellution公司的iFIX等，国内产品有三维力控、组态王、MCGS等。
国外组态软件虽然功能强大但价格贵，而国产组态软件吸收了国外软件的优点，在功能上可以和国外组态软件想媲美，而且还具有符合国人思维习惯的中文菜单，性价比高。
本文以风光互补发电为对象，利用三维力控组态软件设计开发了一个监控系统。
监控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，最大的特点是能以灵活样的“组态方式”而不是编程方式进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，比如在分布式网络应用中，所有应用（例如趋势曲线、报警等）对远程数据的引用方法与引用本地数据完全相同，通过“组态”的方式可以大大缩短了自动化工程师的系统集成的时间，提高了集成效率。
在组态概念出现之前，要实现某一程序，都是通过编写程序（如使用BASIC，FORTRAN等）来实现的，编写程序不但工作量大，周期长，而且一旦被控对象稍有变动，就必须修改系统的源程序。
组态软件的出现，解决了这个问题，对于过去需要几个月的工作，通过组态软件几天就可以完成。
1.2国内外基本研究情况
组态软件市场的大部分份额扔被国外几家组态软件占据。
下面列举并介绍了一些有代表性的国外组态软件。
（1）美国Wonderware公司的InTouch
它堪称组态软件的“鼻祖”，率先推出16位Windows环境下的组态软件，在国际上曾得到较高的市场占有率。
InTouch软件的图形功能比较丰富，使用较方便，但控制功能较弱。
其I/O硬件驱动丰富，只要使用DDE（DynamicDataExchange，动态数据交换）连接方式，实时性较差，另外它的驱动程序须单独购买。
32位Windows环境下的7.0版在网络和数据管理方面有所加强，并实现了所谓的实时关系数据库，其实只是在SQLServer上增加了数据传输插件而已。
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在32位Windows环境下，InTouch已受到其他产品的猛烈冲击。
（2）美国Interlution公司的FIX
美国Intelution公司的FIX产品系列较全，包括DOS版、16位Windows版、32位Windows版、OS/2版和其他一些版本，功能较InTouch强，但实时性仍欠缺，总体技术一般。
其I/O硬件驱动丰富，只是驱动程序也须单独购买。
最新推出的iFIX是全新模式的组态软件，思想和体系结构都比较新，提供的功能也较为完整。
但对系统资源耗费巨大，用户最为明显的感受就是缓慢，而且经常受Windows操作系统影响而导致不稳定。
（3）德国西门子公司的WINCC
德国西门子公司的WINCC组态软件在网络结构和数据管理方面比FIX差，但也属于比较先进的产品之一。
西门子似乎仅是想把这个产品当作其硬件的陪衬，对第三方的硬件也不热衷，若选用西门子公司的硬件，能免费得到WINCC，所以对于使用其他硬件的用户不是个好的选择。
国产过压的组态软件产品也正在成为市场上的一支生力军，具有较强的价格竞争优势，但总的来讲，由于资金来源缺乏，软件工程的组织薄弱，因此软件商品化的程度还比较差。
下面介绍了一些有代表性的国内组态软件。
（1）亚控公司的组态王
组态王是国内较早出现的组态软件产品之一，到现在也有7年左右的历史了。
早期的组态王仿造InTouch，只是个人机接口。
到了5.1版本，在数据管理和开放性方面有了一些改进。
但体系结构却没有实质性地突破。
有可能还没有摆脱早期形成的不合理的程序构架。
其网络功能较为薄弱，支持不了真正意义上的分布式系统。
6系列版本在体系结构上有了很大的改进。
（2）大庆三维公司的力控
从时间概念来说，力控也是国内较早就已经出现的组态软件之一。
32位Windows下1.0版的力控在体系结构上就已经具备了较为明显的先进性，其最大的特征之一就是其基于真正意义的分布式实时数据库的三层结构，而且它的实时数据库结构为可组态的“活结构”。
这在1999至2000年期间，力控得到了长足的发展，最新推出的2.0版在功能的丰富性、易用性、开放性和I/O驱动数量方面都得到了很大的提高。
1.3课题的主要研究内容
本论文是以作者毕业设计期间承担课题的方案论证及实现工作为基础，首先中阐述了组态软件出现的背景、意义以及国内外研究的现状。
再阐述本文使用的力控组态软件的结构，再阐述风光互补发电系统的结构、原理、发展历程、应用前景。
阐重点述了力控6.1组态软件的监控系统的实现。
最后总结全文。
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2.三维力控组态软件介绍
2.1三维力控组态软件概述
典型的计算机控制系统通常可以分为设备层、控制层、监控层、管理层四个层次结构，构成了一个分布式的工业网络控制系统，其中设备层负责将物理信号装换成数字或标准的模拟信号，控制层完成对现场工艺过程的实时监测与控制，监控层通过对多个控制设备的集中管理，来完成监控生产运行过程的目的，管理层实现对生产数据进行管理、统计和查询。
监控组态软件一班是位于监控层的专用软件，负载对下集中管理控制层，向上连接管理层，是企业生产信息化的重要组成部分。
力控监控组态软件能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，他可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合，便可以达到集中管理和监控的目的，同时还可以方便的向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，来实现与“第三方”的软、硬件系统来进行整体的集成。
2.2三维力控组态软件结构介绍
力控监控组态软件基本的程序及组件包括:
工程管理器、人机界面VIEW、实时数据库DB、I/O驱动程序、控制策略生成器以及各种数据服务及扩展组件，其中实时数据库是系统的核心，下图2.1为组态软件结构图:
图2.1ForceControl组态软件的结构图
首先以力控组态软件里的一个演示工程为例，主要的各种组件说明见下:
（1）工程管理器（ProjectManager）
工程管理器用于工程管理包括用于创建、删除、备份、恢复、选择工程等。
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工程管理器还实现了力控常用工具软件的集中管理。
工程管理器窗口示意图如下图2.2。
图2.2工程管理器窗口
窗口自上而下依次为:
菜单栏、工具栏、工程列表显示区、属性页标签四部分。
其中属性页标签又有工程管理、工具列表、网络中心三个切换项。
这里不做介绍，用到时再给出。
由于菜单栏中的“文件”选项所包含的内容与工具栏中基本一致，故只介绍工具栏所包含内容:
新建:
新建一个工程。
删除:
删除已存在的工程。
运行:
对于已选中的工程应用，点击进入运行系统。
开发:
对于已选中的工程应用，点击进入开发系统。
搜索:
查找已存在的工程应用。
备份:
将已选中的工程的数据文件压缩成一个备份文件，扩展名为.pcz
恢复:
与备份的功能相对应，在任意ForceControl环境将备份的工程压缩文件解压并恢复原始工程。
打包:
制作安装包。
用于将当前版本的Fo
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