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),设置查询历史时间围(但不能超出当前时间围),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》.:
理工大学,2007
(2)辉、马栋萍、王暄、耿瑞芳.《组态软件控制技术》.:
电子工业,2009
(3)文举、侯峰、宋宝增.《城市污水厂实习培训教程》.:
化学工业,2007
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- 储存 罐液位 监控 系统