热处理炉温度监控系统doc.docx
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热处理炉温度监控系统doc
太原理工大学现代科技学院
组态软件技术及应用课程设计
设计名称理炉温度监控系统组态
专业班级
学号
姓名
指导教师
第1章概述
1、1课程设计目的
组态综合练习是一项综合性的专业实践课程，目的是让学生将所学的基础理论和专业知识运用到具体的工程实践中，以培养学生综合运用知识的能力、实际动手能力和工程实践能力，为此后的毕业设计打下良好的基础。
1、2课程设计任务
本课程设计要求在修完《监控系统程序设计技术》课程后，运用工业监控系统组态软件（MCGS），结合一个热处理炉温度监控系统，完成该控制系统的上位机监控系统组态设计。
1、3课程设计要求
1．基本要求
（1）监控系统总体设计：
了解系统设计要求，进行需求分析，确定组态软件输入输出点、内部变量等，构思监控系统的组态框架。
（2）实时数据库组态：
根据所确定的输入输出点和内部变量点，建立监控系统实时数据库。
（3）虚拟对象组态设计：
采用脚本语言或其他软件工具建立虚拟对象模型，能够仿真实际的物理对象，具有输入输出特性。
（4）窗口界面组态：
根据系统需求和实际生产过程中的对象工艺流程，设计监控系统的图形操作界面，并同实时数据库IO点链接。
（5）运行策略组态：
采用脚本语言建立监控系统的运行策略，控制所建立的软件系统的运行流程。
（6）控制策略组态设计：
选择和设计适当的控制算法并组态，实现对被控系统的控制要求。
（7）历史和趋势记录报表设计：
建立历史数据库，实现监控系统的历史数据记录和趋势显示。
（8）实时和历史报警记录报表设计：
确定和建立参数的报警限值和报警数据存储特性，实现监控系统的实时报警显示和历史报警数据查询。
（9）主控窗口组态：
通过系统菜单能对系统各个功能进行调度管理。
（10）安全策略组态：
建立监控系统的安全操作机制，对用户设定不同的操作权限，保证监控系统的安全性。
（11）进行监控系统的调试、运行和改进。
（12）编写课程设计报告。
2．具体要求
（1）数据变量
所选课题系统应具有一定数量的开关量I/O信号（至少6个）和模拟量I/O信号（至少4个）。
（2）监控系统画面
所设计的监控系统画面应包括下列内容，并具有动态显示和操作功能。
①系统封面；
②反映系统工艺的流程画面；
③反映实时数据变化的趋势图画面；
④反映实时数据变化的报表画面；
⑤可查询历史数据的历史数据曲线画面；
⑥可查询历史数据的历史数据报表画面；
⑦反映数据实时报警状态的报警画面（或某画面上的局部画面）；
⑧查询数据历史报警状态的报警画面；
⑨能对系统参数进行设置的参数设置画面。
（3）运行控制策略：
通过策略脚本编写，能够实现系统的模拟运行。
（4）安全策略：
所设计的监控系统应具有登录后方可操作的安全策略功能。
（5）系统菜单：
所设计的监控系统应具有系统菜单，以实现对系统各个功能的运行调度。
第2章监控系统分析和总体设计
2、1工程分析
在开始组态工程之前，先对该工程进行剖析，以便从整体上把握工程的结构、流程、需实现的功能及如何实现这些功能。
2、2总体设计
工程框架：
1．2个用户窗口：
温度监控、数据显示、系统封面
2．4个主菜单：
系统管理、数据显示、历史数据、报警数据
3．4个子菜单：
登录用户、退出登录、用户管理、修改密码
4．5个策略：
启动策略、退出策略、循环策略、报警数据、历史数据
数据对象：
锅炉、温度、压力、液位、给水阀、放气阀、供气阀、液位上限、液位下限、温度上限、温度下限、压力上限、系统启停、运行状态
图形制作：
1、温度控制窗口
●给水阀、放气阀、供气阀、水罐、报警指示灯：
由对象元件库引入
●管道：
通过流动块构件实现
●水罐水量控制：
通过滑动输入器实现
●水量的显示：
通过输入框、标签构件实现
●报警实时显示：
通过报警显示构件实现
●动态修改报警限值：
通过输入框构件实现
2．数据显示窗口
●实时数据：
通过自由表格构件实现
●历史数据：
通过历史表格构件实现
●实时曲线：
通过实时曲线构件实现
●历史曲线：
通过历史曲线构件实现
流程控制：
通过循环策略中的脚本程序策略块实现
安全机制：
通过用户权限管理、工程安全管理、脚本程序实现对工程进行加密
第3章组态设计
3、1系统的IO点表
变量名
类型
初值
注释
系统启停
开关
0
反应系统运行/停止的数据对象
放气阀
开关
0
缓解压力的开关变量
供气阀
数值
5
燃气供给的数值变量
给水阀
数值
5
添加冷水的数值变量
温度
数值
20
锅炉内水的温度值
压力
数值
0.1
锅炉内压力
液位
数值
0.1
锅炉内水位
运行状态
字符
正常
运行状态为正常或报警
锅炉
组
包含温度、压力和液位
温度上限
数值
80
用来在运行环境下设定水罐温度的上限报警值
温度下限
数值
0
用来在运行环境下设定水罐温度的下限报警值
压力上限
数值
120
用来在运行环境下设定水罐压力的上限报警值
液位上限
数值
10
用来在运行环境下设定水罐的上限报警值
液位下限
数值
0
用来在运行环境下设定水罐的下限报警值
3、2实时数据库效果如图
3、3用户窗口
3、4主控窗口菜单组态
3、5运行策略
第4章监控界面设计
4、1工艺流程画面
4、2运行时画面
4、3实时曲线
4、4实时数据
4、5历史曲线
4、6历史数据
4、7实时报警画面
4.8报警信息浏览
4、9存盘数据浏览
第5章运行策略
5、1循环策略
脚本程序
IF压力>100THEN
放气阀=0
ELSE
放气阀=1
ENDIF
IF液位上限<9THEN
给水阀=1
ELSE
给水阀=0
ENDIF
IF温度上限>80THEN
供气阀=0
ELSE
供气阀=1
ENDIF
5、2报警数据
5、3历史数据
第6章安全策略
6、1本系统安全机制要求
（1）负责人才能进行用户和用户组管理
（2）只有负责人才能进行“打开工程”、“退出系统”的操作
（3）只有负责人才能进行水罐水量的控制
（4）普通操作人员只能进行基本菜单和按钮的操作
6.2用户及用户组
6.3系统权限管理
6、4保护工程文件
回到MCGS工作台，选择工具菜单“工程安全管理”中的“工程密码设置”选项，如图：
6.5打开时画面
6.6登录时画面
6.7退出时画面
6、8修改密码画面
第7章课程设计总结
为期两天的课程设计结束了，这次课程设计不仅检验了我所学习的知识，也让我懂得了团队合作的重要性。
在设计过程中与同学分工设计和同学们相互探讨，相互合作，相互学习。
课程设计是我们专业课程实际应用的实践训练，是我们迈向社会，从事专业工作的前提，千里之行始于足下，通过这次课程设计我深深了解到了这句话的真正含义，学会认真地做每一件事情，为明天的能在社会生存打下基础。
通过这次课程设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，对于热处理炉温监控系统有了一个系统的认识掌握控制过程设计中的方法和步骤。
在这次设计过程中，提现了自己合作和综合运用知识的能力，体会了学以致用，突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。
在这里对给过我帮助的老师和同学表示忠心的感谢!
第8章参考资料
[1]曹辉，马栋萍，王暄等主编．组态软件技术及应用．电子工业出版社
[2]龚运新，方立友编著．工业组态软件实用技术．清华大学出版社
[3]MCGS组态软件用户指南．北京昆仑通态自动化软件科技有限公司
[4]MCGS培训教程．北京昆仑通态自动化软件科技有限公司
[5]MCGS高级教程．北京昆仑通态自动化软件科技有限公司
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