最新加热炉温度控制.docx

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最新加热炉温度控制

摘要

组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。

它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。

通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。

其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。

尤其考虑三方面问题:

画面、数据、动画。

通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。

组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。

而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。

它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。

本次课程设计以组态王组态软件为基础设计加热炉的温度控制系统。

本文首先说明了自己对加热炉元器件的认识并对加热炉的控制系统做了简单的介绍，然后对系统做了介绍。

其中重点阐述了各个模块的功能与作用。

同时对组态软件做了详细的说明，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，用仿真来实现加热炉温度的检测功能，经过多次的实践和不断的改善从而完成了本次课程设计。

关键词：

组态王，加热炉温度控制系统，模块，仿真

1、方案设计与构思1

1.1设计目的与要求1

1.2设计思路1

2、加热炉温度控制系统设计2

2.1建立新工程2

2.2新画面的建立2

2.3数据词典中变量的建立3

2.4温度监测界面的绘制3

2.5加热炉温度检测系统图4

2.6实时曲线图和历史曲线图4

2.7数据报表5

2.8登陆界面6

3、动画连接7

3.1温度监控画面连接7

3.2系统控制连接8

3.3报警画面的连接9

3.4阀门的连接9

3.5加热炉温度显示的连接10

3.6其他画面的连接10

4.程序的调试与运行11

4.1开始运行程序11

4.2温度控制系统画面11

4.3实时曲线画面12

4.4历史曲线画面12

4.5实时数据报表与历史数据报表13

4.6实时报警与历史报警14

4.7应用程序命令语言代码14

5、心得体会与总结16

6、参考文献17

1、方案设计与构思

1.1设计目的与要求

通过本次课程设计掌握系统工程设计的基本理论、基本方法、基本技能，能够熟练地掌握计算机控制系统中数据采集系统，并掌握“组态王”组态软件的使用。

缩短专业知识向实际工程设计的时间，提高学生实践能力和动手能力。

用组态王组态软件制作加热炉温度控制系统。

要求：

当“煤气调节阀门”和“空气阀门”开关都处于开的状态时，以较大的煤气量和固定的空气量进行加热，加热炉的温度匀速上升；当当前温度接近给定温度时，为避免产生超调，减小煤气量；当当前温度等于给定温度时，停止加热（即煤气量和空气量都为0）。

运行中，界面设置给定温度和当前实际温度，并在界面中显示。

在组态中，需设计组态画面内容包括登陆界面、温度控制系统界面、实时在线和历史曲线画面、报警画面、数据报表等。

1.2设计思路

经查找，煤气加热炉的温度在1000℃左右。

在本次设计中，我设定加热炉的给定温度为998~1000℃，在初始阶段，煤气和空气都以较大的量进行供给，是加热炉的温度以20℃每100毫秒进行自加，也就是上升，再接近给定温度时，设定加热炉的温度以1℃每100毫秒上升，直到等于给定温度。

在等于给定温度以后，加热炉的温度稳定在给定温度的附近。

当出现特殊情况温度高于给定温度（即大于1000℃）时，系统会进行报警并记录在实时报警和历史报警界面。

主界面中还有实时加热炉温度曲线和历史曲线进行记录加热炉温度。

2、加热炉温度控制系统设计

2.1建立新工程

新建工程，做路径，名称的设置，构建系统。

图2.1新工程的建立

2.2新画面的建立

按照要求建立画面，温度监控画面，登陆界面，温度历史曲线界面，历史报表画面。

图2.2新画面的建立

2.3数据词典中变量的建立

根据设计的要求，确定所需要用到的变量：

流体状态，移动，煤气阀门，空气，启动，报警，加热炉温度，给定温度等变量。

图2.3变量的建立

2.4温度监测界面的绘制

在工具箱和图库中选择工具构建设计的画面。

图2.4部件构建

2.5加热炉温度检测系统图

图2.5主画面的建立

2.6实时曲线图和历史曲线图

图2.6温度实时曲线

图2.7历史曲线图

2.7数据报表

图2.8实时报表与历史报表

2.8登陆界面

图2.9登陆界面

3、动画连接

3.1温度监控画面连接

通过设置的变量，在命令语言中进行设计，控制器链接，最终实现动画连接。

图3.1主页面显示连接

3.2系统控制连接

图3.2系统控制连接

3.3报警画面的连接

图3.3报警画面的连接

3.4阀门的连接

图3.4煤气和空气阀门的连接

3.5加热炉温度显示的连接

图3.5加热炉温度显示的连接

3.6其他画面的连接

图3.6其他画面的连接

各个按钮连接时写入的命令语言：

管理登陆：

LogOn（）;

退出登录：

LogOff（）;

实时曲线：

ShowPicture（“实时曲线”）;

历史曲线：

ShowPicture（“温度历史曲线”）;

历史报表：

ShowPicture（“历史报表”）;

返回主画面：

ShowPicture（"监控"）。

4.程序的调试与运行

4.1开始运行程序

图4.1登陆界面

4.2温度控制系统画面

图4.2温度控制系统画面

4.3实时曲线画面

图4.3实时曲线

4.4历史曲线画面

图4.4历史曲线

4.5实时数据报表与历史数据报表

图4.5数据报表

4.6实时报警与历史报警

图4.6实时报警与历史报警

4.7应用程序命令语言代码

图4.7程序代码

经过不断地调试与运行，该系统在自己的能力范围内基本上达到了最完善的程度，但系统还是有一定的问题存在，例如设定值无法在界面上进行直接修改，温度上升的程序有一定的瑕疵等等。

在现有的条件及能力下，还无法使其进一步完善，如果有充足的时间，经过老师的讲解，上述问题很有可能得到解决。

5、心得体会与总结

组态软件以其可靠性高、抗干扰能力强、界面简单、功能强大、性价比高、体积小、能耗低等显著特点广泛应用于现代工业的自动控制之中。

本次设计主要采用组态王Version6.5，简单介绍了组态软件的的基本功能和主要的使用用途，其中详细阐述了组态王Version6.5的创建工程、设计画面流程、动画连接。

 在组态王的基础上，设计出了加热炉温度控制系统，该系统达到了快、准、稳的效果，也达到了预期目标，但是由于自身能力有限该系统还有一些不足的地方例如“设定值无法在界面上进行直接修改，温度上升的程序有一定的瑕疵等等”需要不断地改进，如果将系统和实物连接起来，再有充足时间的话，在老师的帮助下进行不断的实践,做一些改进系统才会更加完美。

整个系统操作简单、控制方便，大大提高了系统的自动化程度和实用性。

通过本次的设计，我对组态王这个软件有了很大程度的了解，从零基础到完成本次的课程设计，对组太软件的开发工程的模式有了新的认识。

以前的了解的单片机和虚拟仪器与组态王的设计方式完全不同。

先创建变量，设计主画面，动态连接，运行和调试，再到设计的完成这一系列的过程后，对组态王软件的使用有了更深的了解。

本次课程设计从学习组态王的操作手册，再到在网上看视频学习如何操作，学到了很多新知识，但没有同学的帮助下，自己一个人很难完成这次的设计的。

特别是动态连接那块，怎么连接以及函数的使用给了我很大的帮助。

衷心的感谢他们对我的帮助！

本次的课程设计对我的动手能力有了很大的锻炼，让我明白到理论与实际相结合的重要性。

仅仅有理论是远远不够的，从实践中来提高自己的动手能力。

6、参考文献

[1]于海生.《微型计算机控制技术》.清华大学出版社

[2]组态王Version6.5用户手册

[3]PCI1710系列用户手册

[4]组态王Version6.5命令语言函数速查手册.北京亚控科技发展有限公司

[5]吴作明.工控组态软件与PLC应用技术.北京航空航天大学出版社,2006

[6]覃贵礼.组态软件控制技术.北京理工大学出版社,2007