力控储存罐液位监控系统.docx
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力控储存罐液位监控系统
第一章基础设计报告
1。
1设计题目：
储存罐液位监控系统
1。
2工艺流程
本次设计工艺设备包括：
一个液罐、一个水流入控制阀门、一个水流出控制阀门如图.用于控制两台阀门的PLC。
并用PLC控制两台阀门的开通和关断，使液罐的水位保持在70—80.当点击开始按钮,则开始进水，当水位到达80以上时关闭进水控制阀门，同时打开出水阀门;当液位低于70以下时，关闭出油阀门，同时打开进油阀门，从而使液位保持在70—80之间，达到液位控制的目的。
其工艺流程图如图1-2所示.
图1-2储存罐液位监控系统流程图
1。
3设计任务
1制作出储罐液位监控系统等工艺流程图并建立模型图及参数连接；
2实现储罐液位监控系统液位自动控制；
3做出储罐液位监控系统实时曲线；
4做出储罐液位监控系统报表及实现查询实时数据功能；
5做出储罐液位监控系多功能报警；
6做出储罐液位监控系历史曲线.
1。
4I/O点收集及表单
1系统总体方案设计如表1—1所示:
类别
配置情况
系统性质
直接数字、模拟量控制
系统结构
PLC控制
硬件
PC机
软件
力控Forcecontrol6。
1—sp3软件
表1-1总体设计方案
2系统监控画面设计如表1—2所示：
趋势
实时趋势
反应变量的实时数据与时间的变化关系曲线
历史趋势
查询变量在某时段内实时数据与时间的变化关系曲线
报警
实时报警
显示实时过程报警和报警确认
历史报警
查询报警记录
总体面
貌画面
位号
/
位号说明
/
当前值工程单位
/
报警状态
/
查询单元
设置切换按钮，显示同一单元数据总貌
组画面
位号
/
过程值
/
目标值
/
输出值
/
方式选择
手动/自动方式
表1-2系统监控画面设计表
3系统力控点表如表1—3所示:
类型
I/O位号名称
说明
正常状态
量程
报警（m）
是否需要累计运行时间
I/O类型
上限m
下线m
数字量
in_valve
阀门入口状态
启动
/
/
/
是
输入
out_valve
阀门出口状态
启动
/
/
是
输出
模拟量
level
液位值
/
100
0
>75
/
输入
状态里
run
启/停状态
1/0
/
/
/
/
输入
表1-3系统利空点
1。
5制作工程画面
1。
5.1工程管理器的使用
1）启动力控Forcecontol6。
1软件
2）按“新建”按钮，添加名称，点击“确定”按钮，然后再点击“开发系统”按钮，进入力控的组态界面；
1.5.2创建组态界面
1）进入开发环境Dr后，选择“文件[F]/新建"命令出现“窗口属性”对话框,在窗口名字中输入“储罐液位控制",单击“确认"按钮;
2）制作过程：
①在工程项目中选择工具，然后选择图库，从中选择一个罐。
单击该罐，拖动边线修改罐的大小，若要移动该罐的位置,只要把光标定位在罐上，拖动鼠标就可以了;
②同样的道理选择阀门，对话框中选择符合要求的阀门子图，修改阀门的位置及大小,画出一个入口和一个出口阀门;
③选择工具箱中的“垂直/水平线"工具，在画面上画出一条管线，单击鼠标右键，出现右键菜单,选择“对象属性”菜单项,改变宽度为“15”,选择颜色。
同理再绘制另外一条管线；
④选择工具箱中的“文本”工具,在画面上写两个显示液位的字符串:
“液位值：
”，“＃＃#＃＃#.#＃##”。
其中“＃####＃。
＃＃#＃”用来显示液位值，显示4位小数；
⑤最后选择工具箱中的“按钮”工具,画一个按钮。
把按钮拖到合适的位置并调整好它的大小，按钮上有一个标志“Text”,选定这个按钮,在文本框中输入“开始”，然后单击“确认”，用同样的方法画“停止”按钮；
⑥完成以上5个步骤完整的图如图1-1所示
1。
5.3定义I/O设备
①在Draw导航器中双击“I/O设备组态”弹出IoManger窗口选择“力控”使其展开，在展开项目中选择“仿真驱动”项并双击使其展开选择项目“SIMULATOR（仿真）”；
②双击“Simulator（仿真PLC）”出现“I/O设备定义”对话框，在“设备名称"中输入框内键入“111111"，设备描述为“储存罐液位系统”单击“完成”按钮返回。
③完成后如图1—52所示：
图1-52I/O设备配置
1.5。
4趋势曲线的生成
①创建一个新窗口，选择“文件［F］/新建”命令出现“窗口属性”对话框，在窗口名字中输入“趋势曲线”,单击“确认”按钮,保存；
②点击“工具栏"-—“常用组件"--“趋势曲线”，双击曲线，在曲线属性中选择变量为“level.pv”如图1—53（a）所示；
③保存后得到相应的实时曲线,如图1—53（b）所示；
图1-53（a）参数设置图1-53（b）实时曲线
1。
5.5报表及报警、查询组态画面的生成
①）点击“工具栏”选择“常用组件”，双击“专家报表”得到如图1-54（a）所示的窗口，设置相关参数，得到相应的专家报表如图1-54（b）所示。
图1-54（a）报表向导第一步
图1—54（b）生成的报表
②点击“工具箱"选择“常用组件”中的“报警”选项，点击“数据库组态”，选择“level”模拟I/O，设置如图1-55（a）的报警参数；
③选择“工具箱"中的
按钮，在“TEXT”中输入“查询"，双击“查询”按钮，在“左键动作”中编辑脚本，程序为“＃Report。
SetTimePar（—1）”。
如图1-55（b）所示.
图1—55（a）报警参数设置
图1-55（b）脚本编辑器程编程
1。
5.6历史曲线生成
①点击“工具”选择“历史曲线”,在窗口界面中拖到得到历史曲线框图，双击改图出现如图1—56（a）所示。
选择“确认”后得到如图1—56（b）所示的历史曲线框图.
图1—56（a）历史曲线组态参数设置图
图1—56（b）历史曲线图
1.5.7总体系统画面图
如图1-57所示为完整总体画面图
图1—57总体画面图
1。
6创建实时数据库
1）在Draw导航器中双击“变量”项使其展开,在展开项中双击“数据库组态”启动组态程序DBMANAGER；
2）启动DBMANAGER,单击菜单条中的“点"选项选择新建或双击单元格，出现“请指定区域、点类型”;
a）点击“模拟I/O点”输入点名“level”，点说明“储存罐液位"，在“数据连接"中点击“增加"按钮，选择地址为“2”的“常量寄存器"；
b）点击“数字I/O点”输入点名“in_valve”，点说明“入口阀门状态”;在“数据连接"中点击“增加"按钮，选择地址为“0”的“常量寄存器”;
c）点击“数字I/O点”输入点名“out_valve”，点说明“出口阀门状态"；在“数据连接”中点击“增加”按钮，选择地址为“1”的“常量寄存器”；
d）点击“模拟I/O点"输入点名“run”，点说明“控制状态”，在“数据连接"中点击“增加”按钮，选择地址为“1”的“状态控制”;
完成后如图1-6—1所示:
3）在如图1—6—1画面的窗口双击“level”，弹出对话框进行报警设置（如图1-55（a）所示）。
在历史记录窗口中选择“数据定时保存”,设置为每“1秒"如图1-6-2所示,左键“增加”，最后确定退出,进行保存。
最后一切设置完后如图1—6—3所示。
图1-6-1I/O接口连接设置
图1-6-2历史参数设置图
图1-6—3实时数据库
1。
7建立动画连接
1。
7。
1罐和阀门动画建立
a）双击罐对象，出现如图1-7—1（a）动画连接对话框，选择以下内容:
图1—7—1（a）罐向导
b）双击入口阀门对象，出现如图1-7-1（b）动画连接对话框,选择以下内容:
图1-7—1（b）入口阀门向导
c）双击出口阀门对象，出现如图1-7-1（c）动画连接对话框，选择以下内容：
图1—7—1（c）入口阀门向导
1。
7.2按钮动作的建立
a）在“开始”按钮上双击鼠标，在弹出的对话框中点击左键动作,弹出“脚本编辑器”，在脚本编辑器中添加代码,如图1-7-2。
图1-7—2动画连接画面
双击左键动作，在“按下鼠标”栏中输入“run.pv=1；”如下图所示：
图1—7—2（a）“开始”脚本编辑图
b）同理,在“停止”按钮中输入“run.pv=0"如图下图所示：
图1-7—2（b）“停止”脚本编辑图
1。
7.3液位值动画的建立
选中储罐下面的“#＃#＃＃#。
#＃＃#"符号，双击鼠标左键,出现动画连接对话框，选择“数值输出—模拟"，点击“模拟”按钮，弹出“模拟值输出”对话框，选择如图1—7-3所示：
图1-7—3液位值动画连接
1。
7。
4应用程序动作程序的编写
打开应用程序脚本编辑页面，在“程序运行周期执行”中输入以下程序：
IFrun。
pv==1THEN/＊运行程序*/
IFbiaozhun==1THEN/＊设置一个标志位，并假设为1＊/
in_valve。
pv=1;/＊进口打开,出口关闭＊/
out_valve.pv=0;
level.pv=level。
pv+2。
2222；/*液位增加上升*/
ENDIF
IFbiaozhun==0THEN/＊标志位为0＊/
in_valve。
pv=0；/＊进口关闭，出口打开*/
out_valve.pv=1；
level.pv=level.pv—2.1111;/＊液位减小下降＊/
ENDIF
IFlevel。
pv〈=70THEN/＊判断液位来设置标志位＊/
biaozhun=1;
ENDIF
IFlevel.pv〉=80THEN
biaozhun=0；
ENDIF
ENDIF
IFrun。
pv==0THEN/＊结束程序关闭2个阀门＊/
in_valve。
pv=0；
out_valve.pv=0;
ENDIF
最后进行编译、保存退出窗口.
1。
8运行及调试
1）在系统所有设计完成之后，点击全保存，进行全部编译，进入调试运行阶段.点击“运行”选择忽略得到图1—8—1所示的画面，双击空白处得到如图1-8—2所示界面,选择“111111”进行作品展示。
图1-8-1运行界面图
图1—8—2运行选择
2）调试中遇到的问题及及解决方法.
①系统的液位一直上升不能下降。
解决方法是将level的增量寄存器给位常量寄存器；
②在运行中实时曲线一开始就保持一定的高度。
解决方法是在入口程序中加入“level。
pv=0"即可;
③程序及参数设置一切没有问题，但是运行结果不对.解决方法是点击全保存及全部编译，完全退出软件再次重新运行；
④不能查询历史曲线时，双击历史曲线框图设置“双击时”为“时间设置框”。
1。
9作品展示
经过反复的实验和调试，最终得到如以下所示的作品图。
运行程序,储存罐液位上升实时曲线和历史曲线即使反应液位变化值。
也可以在专家报表中查询数据，如图1—9—1
图1-9-1按下开始按钮系统开始注入液体
当按下停止按钮液位保持不变，实时曲线保持不变,如图1-9—2。
图1—9—1按下停止按钮系统停止注入液体
在液位达到80后标志位为“1”，出口阀门打开入口阀门关闭，往外排水液位下降。
到液位又下降到70标志位“0",入口阀门打开出口阀门关闭开始注水液位上升。
储存罐液位一直在70—80之间来回浮动，如图1-9—3。
图1—9—3系统在要求值来回往复的注水与放水
点击查询弹出如图1—9—4（a）的对话框。
可以设置查询时间,设置好时间范围后点击确定，查询结果如图1-9-4（b）所示.
图1—9-4（a）设置一段时间进行液位的查询
图1-9—4（b）液位的查询结果
双击历史曲线弹出如图1-9-5（a）,设置查询历史时间范围（但不能超出当前时间范围），确定后得到如图1—9—5（b）所示，为以前历史曲线.
图1-9—5（a）设置一段时间进行历史液位曲线查询
图1-9-5（b）历史液位曲线的查询结果
参考文献：
（1）贾贵礼、吴尚庆。
《组态软件控制技术》。
北京:
北京理工大学出版社，2007
（2）曹辉、马栋萍、王暄、耿瑞芳.《组态软件控制技术》。
北京：
电子工业出版社，2009
（3）蒋文举、侯峰、宋宝增.《城市污水厂实习培训教程》。
北京：
化学工业出版社，2007
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