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1、学习项目5学习项目5 用容提要本章通过水位监控系统实例学习采用首先提出系统控制要求，然后对水位对象进行分析，确定了控制方案。之后进行了接口部件的选型，确定使用凌华牛顿系列的接口设备，并根据其接线端子定义画出系统接线图。最后详细介绍了用控程序编写与调试的方法。水箱水位监控系统的方案设计 水箱水位监控系统的控制要求箱通过一台水泵（相应进水管道为水箱供水，水箱出水管道连接到多个用户，为用户提供水源。为了保持水压的相对稳定，要求水箱的水位（合适的范围内。水箱水位有两个报警限，分别是上限和下限。已知水箱高30m，上限为26m，下限为1m。监控要求如下：（1）进行水位控制：如果水位低于下限，则水泵工作，为
2、水箱进水；水位上升到上限，则关闭水泵。（2）进行水位实时监测与显示。（3）报表输出：生成水位参数的实时报表和历史报表，供显示和打印。（4）曲线显示：生成水位参数的实时趋势曲线和历史趋势曲线。水箱水位监控系统对象分析由于用户用水量随时可能变化，造成水箱水位随之改变，应该采用闭环形式随时检测水位变化并实时调整供水量。此外，水位控制范围126m，范围较宽，控制品质要求较低，故可采用水位过低时接通水泵；水位过高时断开水泵的位式控制算法。用图形描述以上控制规律，按照以上控制算法进行控制得到的水位变化曲线。 罐2出水量阶跃变化情况下1）系统刚开始工作时。水位H=0，由于H1m，水泵接通，开始上水，到水位达
3、到上限，H26泵关断。（2）用水阀打开后。1泵再次接通，由于进水量大于出水量，26后断重复本过程。结：被控对象水箱。被控参数水箱水位H。控制目标使6制变量水泵的通断。控制算法带中间区的位式控制算法。 水箱水位监控系统初方案制订位经检测后通过输入接口送计算机，计算机根据水位高低发出控制命令，控制命令通过输出接口作用到水泵上，实现水位的闭环控制。水箱水位监控系统的软、硬件设备选型与电路设计 命令输入设备选型本系统命令有：启动、停止、手动、自动。本系统采用直接在计算机上输入命令。 传感器和变送器选型仅就控制而言，本系统采用带中间区的位式控制算法，水位检测使用简单的水位开关即可。当水位达到限位值时，水
4、位开关动作。但考虑到水位实时监测的要求，需要选择模拟量输出的水位传感器。在这里选用与项目3相同的 执行器选型本系统水泵参数如下：型号：25径：25量：10m3/h。扬程：30m。效率：60%。功率：压：380V，50数：2800r/ I/1储液罐系统I/箱水位系统的I/有1个个DO。2水箱水位系统的I/择凌华公司牛顿系列（收压力变送器输出代表水位高低的420选择三菱公司的出制水泵的通断。 国）有限公司生产的8通道模拟量输入模块。其他器件的选型 1通信模块的选型 信号为了能够与计算机的凌华牛顿系列中观及接线端子定义2配电器选型配电器的作用有3个：（1）为两线制变送器提供24系统为（2）接收变送器
5、输出的420换为15系统为3）将变送器输出信号与下一级信号接收装置（本系统为行电气隔离。可选择部分为变送器信号输入端子组，其中1、2为第、4为第部分为电源供应和输出端子组，其中11、12为、2为第、4为第、6为第、8为第水箱水位监控系统方框图和电路接线图绘制 1水位监控系统方框图选定I/水箱水位监控系统方框图二2）水箱水位监控系统I/。2）工程的建立（1）单击桌面“组态王”图标，或“开始”“程序”“组态王”，此时出现“组态王工程管理器”窗口。（2）在“组态王工程管理器”窗口中单击“新建”按钮（或者单击“文件”菜单下面的“新建工程”菜单项），出现“新建工程向导之一”窗口。3）单击“下一步”按钮，
6、在“新建工程向导之二”窗口中的文本框中直接输入或用“浏览”方式确定工程路径。（4）单击“下一步”按钮，在出现的“新建工程向导之三”窗口中输入“工程名称”为“水箱水位监控系统”。 （5）单击“完成”按钮，在出现的 “是否将新建的工程设置为组态王当前工程”对话框中单击“是”按钮，完成工程的建立。（6）此时，组态王在指定路径下出现了一个“水箱水位监控系统”项目名，后所进行的组态工作的所有数据都将存储在这个目录中。变量的定义 1变量分配要建立1个模拟量输入变量和1个数字量输出变量，实现与 2变量定义步骤（1）建立“水位”变量。 单击“数据库”大纲项下面的“数据词典”成员名，然后在目录内容显示区中双击“
7、新建”图标，出现“定义变量”窗口，在“基本属性”页中输入变量名“水位”，变量类型设置为“内存实数”，最大值：30。 单击“报警定义”选项卡，设置高报警限为26m，低报警限为1m。 单击“记录和安全区”选项卡，单击选中“数据变化记录”单选按钮，就是说水位每变化5后单击“确定”按钮，完成了第一个变量“水位”的建立，建立“水位”变量（2）建立“水泵运行”变量。 在目录内容显示区中双击“新建”图标，再次出现“定义变量”窗口，将变量名设置为“水泵运行”，变量类型设置为“内存离散”，初始值为“关”， 单击“记录和安全区”选项卡，单击选中“数据变化记录”单选按钮，再单击“确定”按钮，完成“水泵运行”变量的设
8、置。建立“水泵运行”变量与“水位”变量类似，为了能进行模拟调试，先将I/泵运行”设置为内存离散型变量。（3）其他变量的定义。为了能够在程序中生成报表，对每小时的水位情况进行报表打印输出，需要建立24个内存实数变量，存储24个小时整点时的水位数值。建立水位024变量的方法是：在目录内容显示区中双击“新建”图标，出现“定义变量”对话框，将变量名设置为“水位0”，变量类型设置为“内存实数”，最大值设置为30。选中“保存数值”复选框，再单击“确定”按钮，则“水位0”变量被定义完毕。其他23个内存实数变量的定义方法类似，只是变量名分别为“水位1”、“水位2”、“水位23”，画面的设计与编辑1新建画面（1
9、）在工程浏览器的工程目录显示区中单击“文件”大纲项下面的“画面”成员名，然后在目录内容显示区中双击“新建”图标，出现“新画面”对话框。（2）在“画面名称”旁边的编辑框中输入“水位监控系统主画面”，大小可变，a）所示，单击“确定”按钮，则返回工程浏览器，可看到在目录内容显示区中增加了“水位监控系统主画面”图标。（3）双击此图标，即进入了组态王开发系统，并且已经打开了“水位监控系统”主画面。b）所示。a） （b）水位监控系统主画面2画面制作（1）利用文本工具、字体工具、调色板工具输入文本。（2）利用按钮工具制作按钮。水位监控系统中要发出系统启动和系统停止这两个命令，可以通过两个按钮来完成，击“工具
10、箱”中的“按钮”工具 ，然后将鼠标移动到画面上的合适位置，拉出一个合适大小的方框，然后右键单击这个按钮，在弹出的菜单中单击“字符串替换”菜单项，弹出“按钮属性”对话框，在“按钮文本”编辑框中输入“系统启动”，再单击“确定”按钮，则“系统启动”按钮制作完成。用同样方法可以制作出“系统停止”按钮。3）利用图库绘制“指示灯”。单击“图库”“打开图库”菜单项（或者按下键盘上的出现“图库管理器”窗口，中“指示灯”类别中的左起第六个指示灯，双击之后，将鼠标移动到画面上适当的位置并单击，则指示灯出现在画面上，用鼠标将它的大小调整合适后，即完成了“指示灯”的绘制。这里用“指示灯”指示系统是处于运行状态还是处于停止状态。从图库中取出“指示灯”4）“水源”的绘制。在“工具箱”中单击“显示线型”按钮 ，在出现的“线型”窗口中单击第一排左起第三个按钮，即选中虚线，然后单击“工具箱”中的“直线”按钮，
