基于MCGS组态自动供水系统设计.docx
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基于MCGS组态自动供水系统设计.docx
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基于MCGS组态自动供水系统设计
MCGS组态软件课程设计
题目:
自动供水系统
姓名:
学号:
学院:
专业班级:
指导教师:
同组人:
西北民族大学
2011年6月21日
自动供水系统
专业:
08电气1班姓名:
刘炜彬指导教师:
王彩霞老师
摘要随着社会的飞速发展和城市建筑规模的扩大,人口的增加以及人们的生活水平的提高,对城市供水质量、数量、稳定性等问题提出来越来越高的要求,我国中小城市供水的自动化配置相对落后,水泵控制主要依靠人员的手动操作,控制过程繁琐,而且手动控制不能很好地对水位变化做出恰当的反应。
本文针对这个问题,运用MCGS设计了一套恒压供水系统[5]。
MCGS页面直观,可直观显示系统运行的情况。
本设计可广泛应用于生活供水、高层建筑供水等日常供水系统。
关键词城市供水,MCGS,恒压供水系统
ABSTRACT
Withtherapiddevelopmentofsocietyandtheexpansionofurbanconstruction,populationgrowthandtheimprovementofpeople'slivingstandards,thecity'swaterquality,quantity,stabilityandotherissuesraisedhigherandhigherdemands,Chinesesmallandmediumurbanwatersupplyautomaticconfigurationisrelativelybackward,pumpcontrolmainlyreliesonofficers'manualoperation,tediouscontrolprocess,andmanualcontrolisnotwelltorespondappropriatelytochangesinwaterlevel.Thisarticlefocusonthisissue,designedasetof
watersupplysystembyMCGS.TheMCGShasintuitivepagevisualdisplaysystemrunning.Thisdesigncanbewidelyusedindomesticwatersupply,high-risebuildingswatersupplyandotherdailywatersupplysystem.
KeyWords:
UrbanWaterSupply,MCGS,ConstantPressureWaterSupply
1.绪论
1.1课题背景
随着社会的飞速发展和城市建筑规模的扩大,人口的增加以及人们的生活水平的提高,对城市供水质量、数量、稳定性等问题提出来越来越高的要求。
而用户用水的多少是时常变动的,因此供水不足或供水过剩的事情时常会发生。
而供水与用水的不平衡主要集中在供水的压力上,供水压力又表现为供水量的多少[2]。
若供水多于用水,则水压低,反之,水压高。
保持供水压力的恒定,可以使用水和供水之间保持平衡,即用水多时,供水也多,用水少时,供水也少,为了能更好地做到这点,本论文还采用了楼顶的水塔以提供足够的压力,从而提高供水的质量。
而且,在某些特殊的行业,对水的供应有特别要求的行业,如果供水不足,可能会给该行业带来严重的影响。
在现行大力提倡环保的时候,更加需要做出一个经济又环保的供水系统,以满足不同用户的需求。
1.2设计目的
水资源已经成为21世纪的热点话题,水是一种特殊的、不可替代的资源,同时水也是一种可重复使用、可再生的资源。
水运用在各行各业,也是我们生活必不可少的珍贵财富。
我国目前还是一个发展中国家,更加要注重对水资源的有效利用。
恒压供水调速系统可实现水泵电动机的无差调速,根据用水量的
变化,自动调节供水的压力(即水流量),在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水的需求。
对供水系统进行的控制是为了满足对水流量的需求,考虑到在动态的情况下,水管内德水压力的大小与供水和用水之间的平衡情况,当供水量大于用水量时,压力上升,水泵不工作;当供水量小于用水水量时,压力下降,到达设定压力下限时,为了保证供水的正常,水泵开始工作,为水箱注水
1.3设计思路
多泵并联供水的工作原理是这样的:
首先,往2个水箱中注满水,水泵停止工作。
当住户开始用水时,两水箱的水位相应地下降,当系统检测到水箱中水位的压力不足时,向系统输出报警信号,这是根据水箱中水位的高低进行多泵并联供水。
在此,我把水箱的水位情况分为了若干种,在不同的情况下,水泵1、水泵2、水泵3会做出相应的供水措施。
因为这是3水泵供应2水箱的系统,所以,当书同时向水箱1、水箱2供水时,供水量将会减半,所以,当两水箱的水位都到达警戒值时,3水泵会同时工作,待水箱的水位恢复正常水位时,3水泵中有1到2个水泵将会停止工作,以一个水泵供水,做到更好的经济效益。
设计框图如下(其中一种情况):
2.基于MCGS组态软件的系统设计
2.1建立主窗口文件
2.1.1建立用户窗口
(1)在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮,连续点击5次,建立“窗口0”“窗口1”“窗口2”“窗口3”“窗口4”。
(2)选中“窗口0”,单击“窗口属性”,进入“用户窗口属性设置”。
(3)将窗口名称改为:
供水系统;窗口标题改为:
“供水系统”;窗口位置选中“最大化显示”,其它不变,单击“确认”。
(4)重复上述步骤,分别把“窗口1”“窗口2”“窗口3”“窗口4”改为:
“书泵工作情况”“水箱水位”“历史记录”“封面”,在下面的步骤中会用到。
(5)在“用户窗口”中,选中“封面”,点击右键,选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”选项,将该窗口设置为运行时的初始窗口[1]
2.1.2确定实时数据库
(1)单击工作台中的“实时数据库”窗口标签,进入实时数据库窗口页。
(2)单击“新增对象”按钮,在窗口的数据对象列表中,增加了一个名为“Data1”的对象,双击进入“Data1”的属性栏,把“Data1”改名为“data11”。
(3)重复上述步骤,增加55个对象并重新命名,如图2.1所示:
2.1.3系统界面设计
(1)先确定输水管的位置,然后点击工具栏中的“对象元件库管理”,在弹出的窗口中,选择相应的水泵,和阀门。
(2)确定好各元件的位置后,点击工具栏中的“流动块”,画出水管中,代表流动水的样式。
(3)最后再微调各元件的位置,做到美观,最终如图2.2
参数设置如图2.3:
图2.3
(4)用上述步骤,完成楼房、水箱、水管和控制按钮的放置和参数设置,参数如图2.4所示:
在本设计中,主要控制系统为水箱供水,图3.5即为供水系统最终的组态工程图,该组态画面的设计可以反映实际当中遇到的情况,
如水泵的开关次序,水位在不同位置时,系统的运行情况。
2.2运行策略
2.2.1循环策略
本策略是用来判断水箱水位与设定值的大小关系。
但水箱水位小于设定值上限时,系统就要执行加压时的循环程序。
2.2.2泵关时状态
本策略是用来判断水泵关闭时的状况,但泵关闭时,泵的输出为零。
2.2.3加减泵状态
本策略是用来完成水箱水位变化时,3个水泵各自的工作情况。
本系统的水位分为若干种情况,当其中一种情况发生时,水泵将会按照预先设定好的程序运行,以确保供水的正常。
(下列程序为其中的一部分)
2.2.4加压时泵的输出
如“3.2.1循环策略”所述,本策略是用在“当水箱水位小于设定值上限”时,当水箱水位小于设定值上限时,且到达设定的下限值时,水泵将会按照本策略上所编写的程序进行供水,水泵每个时间单位内,输出的水流量比上一时间段的增加3个单位的值,以满足用户的用水需求。
(下列程序为其中的一部分)
2.2.5用户用水情况
本策略是用来反映用户的用水量与水箱水位的关系的,水箱的水位等于各个用户的用水量相加之和。
(下列程序为其中的一部分,完整程序请见附录)
2.2.6注水
本策略很明显是水泵为两水箱供水时的情况。
水泵为水箱供水时也分为若干种情况,如某个(多个)水泵为其中一个水箱供水,某个(多个)水泵为两个水箱供水。
这两种情况的供水量都不一样,每个水泵都有其供水最大值,当同一个泵为两个水箱供水时,供水流量将会平分到两个水箱理。
(下列程序为其中的一部分,完整程序请见附录)
2.3水泵工作情况
水泵的工作情况,顾名思义,是用来直观反映水泵的运行情况的窗口。
它由水泵工作实时报表和水泵实时数据曲线组成。
水泵工作实时报表用来显示各个水泵的实时运行情况,而实时数据曲线,使用曲线的形式,说明书泵的供水流量,能更直观地观察到水流量的变化情况[3]。
(1)首先建立实时数据报表。
在“工具箱”中单击“自由表格”
图标,拖放到桌面适当位置。
双击表格,把鼠标移到上边字母或左边数字之间,当鼠标变化时,拖动鼠标改变单元格大小,单击鼠标右键进行编辑,如下图所示:
(2)在“工具箱”中单击“实时曲线”
图标,拖放到适当位置调整大小。
双击曲线,弹出“实时曲线构件属性设置”窗口,
各参数如图3.6所示,
水泵工作情况示意图,如图2.7。
图2.7
2.4水箱水位
水箱水位窗口,是用来反映系统在运行的过程中,水箱水位因用户的用水以及水泵的供水而改变的情况。
窗口由水箱水位实时曲线,以及水箱水位报警报表组成。
本系统设置了4个报警点,分别为水箱水位将达到最大值、水箱水位已满、水箱水压将低于最少压力值、水箱水压不足。
在系统运行中,直观地显示出各种报警情况。
当报警信号发出时,水泵将根据不同的报警信号进行工作。
各参数如图3.8.
从“工具箱”中单击“报警显示”
图标,变“十”后用鼠标拖动到适当位置与大小;然后双击构件,在弹出的属性窗口中,设置如下图所示:
水箱水位示意图,如图2.9。
图2.9
2.5历史记录
历史数据是反映在一定时间段内,系统数据库记录系统特定参数的运行结果,并以历史报表或历史趋势曲线反映出来。
而本系统的历史记录正是由历史报表以及历史趋势曲线组成的,能准确地反映系统在过去的一个时间段内的数据变化情况。
在“工具箱”中单击“历史曲线”
图标,拖放到适当位置调整大小。
双击曲线,弹出“历史曲线构件属性设置”窗口,按下图设置。
其他的设计如前所述。
各参数如图2.10。
历史记录的示意图,如图2.11.
图2.11
3.结论
通过本次对供水系统的组态设计,加深了我们对组态课程设计的认识,从中了解到设计过程中的基本方法和步骤,在设计的过程中,让我们更真切地感受到理论与实践之间确实还存在很大的差距,觉得组态设计的关键在于,我们要把设计与实际联系起来。
我们在课堂上学到的都是一些基础知识,要真正了解组态软件,真正做到与实际相结合,才是这个课程设计的意义所在。
本设计通过MCGS,在MCGS的主界面上,可以直接地观察到整个系统的运行状况,当水箱水位在不同的位置时,系统根据需要,安排每个水泵的工作方式,以满足用户的需求,并达到一定的经济性。
本设计可广泛应用于生活供水、高层建筑供水等日常供水系统。
实现节能,环保,经济于一体,可为类似的系统提供一种可行的设计方案[4]。
通过这次课程设计,也让我们发现了自己的不足,通过查阅资料,我们弥补了自己知识缺乏的问题,及时补充改正。
在今后的学习过程中,我们会更加努力。
由于水平有限,或许有一些做得还不够的地方,希望老师批评指正。
参考文献
【1】北京昆仑通态自动化软件科技有限公司MCGS组态软件用户指南。
【2】王建民.恒压供水系统在住宅区供水中的应用[J].工业用水与废水,2004.4
【3】马国华.监控组态软件及其应用[M].北京:
清华大学出版社,2001
【4】吴益珍.高层住宅变频调速恒压供水系统设计.微计算机信息,2007.05-1
【5】林新春.智能变频供水控制系统设计及应用.新疆有色金属,2005.4
附录Ⅰ
组态图
主窗口
运行情况
附录Ⅱ
运行程序
注水
if水箱2=600then
IF(泵开关1=1and自动阀1=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)or(泵开关1=1and手动阀1=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)THEN
水箱1=水箱1+泵输出1
ENDIF
IF(泵开关2=1and自动阀2=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)or(泵开关2=1and手动阀2=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)THEN
水箱1=水箱1+泵输出2
ENDIF
IF(泵开关1=1and自动阀1=1and抽水阀1=1and泵开关2=1and自动阀2=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)or(泵开关1=1and手动阀1=1and抽水阀1=1and泵开关2=1and手动阀2=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)THEN
水箱1=水箱1+泵输出1+泵输出2
ENDIF
IF(泵开关3=1and自动阀3=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)or(泵开关2=1and手动阀3=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)THEN
水箱1=水箱1+泵输出3
ENDIF
IF(泵开关1=1and自动阀1=1and抽水阀1=1and泵开关3=1and自动阀3=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)or(泵开关1=1and手动阀1=1and抽水阀1=1and泵开关3=1and手动阀3=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)THEN
水箱1=水箱1+泵输出1+泵输出3
ENDIF
IF(泵开关3=1and自动阀3=1and抽水阀1=1and泵开关2=1and自动阀2=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)or(泵开关3=1and手动阀3=1and抽水阀1=1and泵开关2=1and手动阀2=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)THEN
水箱1=水箱1+泵输出3+泵输出2
ENDIF
IF(泵开关1=1and自动阀1=1and抽水阀1=1and泵开关2=1and自动阀2=1and抽水阀1=1and泵开关3=1and自动阀3=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)or(泵开关1=1and手动阀1=1and抽水阀1=1and泵开关2=1and手动阀2=1and抽水阀1=1and泵开关3=1and手动阀3=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)THEN
水箱1=水箱1+泵输出1+泵输出2+泵输出3
ENDIF
IF水箱1>=设定值上限THEN
水箱1=设定值上限
ENDIF
else
IF(泵开关1=1and自动阀1=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)or(泵开关1=1and手动阀1=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)THEN
水箱1=水箱1+泵输出1/2
ENDIF
IF(泵开关2=1and自动阀2=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)or(泵开关2=1and手动阀2=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)THEN
水箱1=水箱1+泵输出2/2
ENDIF
IF(泵开关1=1and自动阀1=1and抽水阀1=1and泵开关2=1and自动阀2=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)or(泵开关1=1and手动阀1=1and抽水阀1=1and泵开关2=1and手动阀2=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)THEN
水箱1=水箱1+泵输出1/2+泵输出2/2
ENDIF
IF(泵开关3=1and自动阀3=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)or(泵开关2=1and手动阀3=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)THEN
水箱1=水箱1+泵输出3/2
ENDIF
IF(泵开关1=1and自动阀1=1and抽水阀1=1and泵开关3=1and自动阀3=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)or(泵开关1=1and手动阀1=1and抽水阀1=1and泵开关3=1and手动阀3=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)THEN
水箱1=水箱1+泵输出1/2+泵输出3/2
ENDIF
IF(泵开关3=1and自动阀3=1and抽水阀1=1and泵开关2=1and自动阀2=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)or(泵开关3=1and手动阀3=1and抽水阀1=1and泵开关2=1and手动阀2=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)THEN
水箱1=水箱1+泵输出3/2+泵输出2/2
ENDIF
IF(泵开关1=1and自动阀1=1and抽水阀1=1and泵开关2=1and自动阀2=1and抽水阀1=1and泵开关3=1and自动阀3=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)or(泵开关1=1and手动阀1=1and抽水阀1=1and泵开关2=1and手动阀2=1and抽水阀1=1and泵开关3=1and手动阀3=1and抽水阀1=1and抽水泵1=1)THEN
水箱1=水箱1+泵输出1/2+泵输出2/2+泵输出3/2
ENDIF
endif
用水
IF房1=1THEN
水箱1=水箱1-房用量1
ENDIF
IF房2=1THEN
水箱1=水箱1-房用量2
ENDIF
IF房3=1THEN
水箱1=水箱1-房用量3
ENDIF
IF房2=1and房1=1THEN
水箱1=水箱1-房用量2-房用量1
ENDIF
IF房3=1and房1=1THEN
水箱1=水箱1-房用量3-房用量1
ENDIF
IF房2=1and房3=1THEN
水箱1=水箱1-房用量2-房用量3
ENDIF
IF房2=1and房1=1and房3=1THEN
水箱1=水箱1-房用量2-房用量1-房用量3
ENDIF
IF房4=1THEN
水箱2=水箱2-房用量4
ENDIF
IF房5=1THEN
水箱2=水箱2-房用量5
ENDIF
IF房6=1THEN
水箱2=水箱2-房用量6
ENDIF
IF房4=1and房5=1THEN
水箱2=水箱2-房用量4-房用量5
ENDIF
IF房4=1and房6=1THEN
水箱2=水箱2-房用量4-房用量6
ENDIF
IF房5=1and房6=1THEN
水箱2=水箱2-房用量5-房用量6
ENDIF
IF房4=1and房5=1and房6=1THEN
水箱2=水箱2-房用量4-房用量5-房用量6
ENDIF
致谢
在本次MCGS组态软件课程设计的过程中,非常感谢那些给予我帮助的同学,感谢王彩霞老师在我课程设计期间,悉心的指导和无微不至的关心,帮助我解决了很多问题。
也要非常感谢孙增成和李银双同学在程序编写时给予的指导和帮助。
感谢所有帮助我关心我的老师、同学和朋友!
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