《组态监控设计与应用 教学课件 ppt 作者 姚立波 项目四 任务4-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《组态监控设计与应用 教学课件 ppt 作者 姚立波 项目四 任务4-1（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目四 基于WebAccess的 农业温室控制系统组态设计,任务4-1 农业温室控制项目背景 及WebAccess监控规划,知识目标： 了解农业温室控制项目背景知识 掌握WebAccess组态软件功能及特点 掌握ADAM-5550KW PAC控制器特点及模块接线知识 掌握项目的控制要求 技能目标： 掌握农业温室智能控制系统软硬件设计 熟悉ADAM- 5550KW PAC控制器的性能测试,1 项目背景,本项目依托某高档花卉（蝴蝶兰）温室为现场控制对象。该温室东西长100m，南北宽50m，为塑料连栋钢结构型温室。顶层设置内、外两层遮阳膜控制光照，设置卷膜单元调节温湿度。温室北面安装风机，东南西三面
2、侧窗均安装卷膜机构，以通气和调节温湿度。温室布设了专门的加/降温管路系统，冬天采用锅炉加温（专门有锅炉间），夏天以深井水及水帘单元组合降温。室外安装了专用的气象站，检测雨雪、风向及光照等参数。,系统主要实现对温室内温度、湿度、光照、二氧化碳浓度、交/直流电机及室外气象站风向、雨雪、光照、喷淋浇溉等控制对象进行信号采集，根据传感器的实际测量值与事先设定的目标值进行比较，以决定温室环境因子的控制过程，控制相应执行机构进行加热、降温和通风等动作，并发出控制命令控制相关执行部件的操作，使温室内各环境因子指标达到最优，以保证农作物最佳生长环境和条件。在方案设计时，采用了工业网络控制技术和Internet
3、信息发布技术，实现对温室现场的远程监视和控制，以推进设施农业信息化和数字化。,2 控制系统的上下位机结构,本系统采用生产过程控制和管理自动化应用领域广泛应用的计算机数据采集与监控SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）技术，主要由下位机系统、上位机系统以及联系两者的通信网络三部分组成，如图4-2所示。,上位机运行HMI（Human Machine Interface）人机界面软件WebAccess，由研华科技发布。在接收下位机的信息后，以适当的形式如图形、图像、声音各种参数的状态（报警、正常或报警恢复）、报表等方式提供给系统运行管理人员，以
4、实现对温室现场设备的监视。同时数据经过处理后保存到数据库中，以备事后的经验总结或事故追忆。也可以通过网络系统传输到不同的监控平台上，与管理信息系统MIS、地理信息系统GIS等系统结合，形成功能更加强大的系统。上位机HMI系统同时可以接受操作人员的指示，将控制信号发送到下位机中，以达到控制的目的。,系统采用研华科技的ADAM-5550KW可编程自动化控制器（PAC）作为下位机，与工控现场监控设备之间进行信号采集与控制；具有CPU、内存和程序，带有嵌入式操作系统，功能非常强大，实质就是一台计算机。通过PAC中的程序或控制算法自动产生的命令可以实现对现场设备的自动控制。除了完成本身的数据采集与监控工
5、作外，下位机的通信处理单元的能力非常强大，可以完成与其它各种设备的协议接口处理和信息转换工作。,系统采用工业以太网将工控机与PAC设备进行通信。通信系统主要负责解析上下位机各种不同的协议，完成通信数据发送、接收及转发处理。随着计算机、网络通信及控制技术的迅速发展，基于各种网络的通信方式发展很快，网络化、集成化、分布化成为SCADA通信系统的趋势。工控系统通过网络控制系统将现场各种设备的信号传输到现场控制层的下位机，再将控制层信息传输到信息监控层的上位机及企业管理层，并通过Web技术向Intranet或Internet发布信息。,3 网络控制架构,网络控制系统由现场控制层、信息监控层、企业管理层
6、组成，系统原理框图如图4-3所示。现场采用PAC和上位工控机组成的二级控制结构，利用ADAM-5550KW PAC控制器对各温室中的设备分别进行数据采集和控制，上位工控机和PAC之间通过工业以太网进行数据交换。这些现场信息可被发布到企业MIS网上，从而方便各级浏览或根据权限发布控制命令。,4 WebAccess简介,Advantech WebAccess功能十分强大，其基本组成包括以下部分： （1）工程管理器 （2）DRAW （3）VIEW （4）客户端插件 （5）瘦客户端 （6）核心程序 （7）ViewDAQ,5 WebAccess的功能特点,（1）使用Web 浏览器完成整个工程的创建与运行
7、 （2）基于Web 浏览器的客户端既可监视又可控制 （3）支持ActiveX 控件 （4）瘦客户端 （5）强大的远程诊断、维护功能 （6）WebAccess 使用普通的Web 服务器 （7）采用分布式结构体系 （8）强大的中央数据库服务器 （9）冗余SCADA 节点和通信端口技术 （10）多层次网络安全体系 （11）采用矢量图形格式,（12）支持24位渐进色填充 （13）具有独特的语音、Email功能的警报处理方式 （14）具有强大的 TCL 脚本编程功能 （15）丰富的设备驱动 （16）支持强大的标准化接口 （17）实时趋势和历史趋势显示及数据记录功能 （18）支持值班、日、月报表功能 （1
8、9）支持排程功能 （20）提供配方管理功能 （21）支持视频和音频功能 （22）丰富的Email功能 （23）支持自定义工具栏和按钮功能,6 ADAM-5550KW PAC智能控制器,PAC全称Programmable Automatic Controller，是自动化领域新一代的智能控制系统。 ADAM-5550KW采用AMD Geode GX533 CPU，自带WinDOws CE 5.0操作系统，支持看门狗定时器、电池备份RAM功能，嵌入了2个以太网接口（10M/100Mbps）、2个USB接口（USB 1.1）和一个 VGA 端口（1024 X 768分辨率），可采用Multiprog
9、编程软件来开发控制程序，是一种非常先进的基于工业以太网技术的PAC控制器。,研华ADAM-5550KW PAC智能控制器的主要特点有： （1）在PLC基础上扩充了更强大的功能 （2）人机操作接口方便 （3）支持WinCE 5.0下的IEC-61131-3标准编程语言 （4）内置实时时钟和看门狗定时器 （5）为高级控制算法提供定制功能块 （6）支持AMONet运动控制模块 （7）支持冗余以太网连接 （8）具有4个串行通信端口 （9）具有远程I/O扩展能力,ADAM-5550KW及其控制模块组成的系统如图4-4所示。,（1）ADAM-5051开关量输入模块 ADAM-5051是16路开关量输入模块
10、，提供16个接线端子。支持干接点(dry contact)、湿接点(wet contact)两种方式的接线。,（2）ADAM-5056开关量输出模块 ADAM-5056是16路开关量输出模块，采用集电极开路输出方式，需要外部供给电源，提供16个接线端子。典型的外接继电器的接线如图4-8所示。,（3）ADAM-5017模拟量输入模块 ADAM-5017是8路差分模拟量输入模块，有效分辨率16位，信号输入类型有mV（150mV、500mV）、V（1V、5V、10V）、mA（20mA、4-20mA），通道输入范围可程控，但8个通道只能设为相同的输入范围。隔离电压3000V，应注意任意两个输入端之间的
11、电压不可超过15V。模拟量输入信号的接线如图4-9所示。,（4）ADAM-5024模拟量输出模块 ADAM-5024是4通道模拟量输出模块，用来将数字量信号转换成模拟量信号输出。通过配置软件可设置为电压输出（0-10V）或电流输出（0-20mA/4-20mA）。模拟量输出信号的电气接线如图4-10所示。,6 监控系统规划,以某蝴蝶兰花卉10000m2温室为控制对象，开关量输入（DI）共59路，需4块5051模块，开关量输出（DO）共21路，需2块5056模块，模拟量输入（AI）共7路，需1块5017模块，模拟量输出（AO）1路，需1块5024模块。ADAM-5550KW控制器共有8个插槽，因此
12、系统用一台ADAM-5550KW控制器即可。各模块具体分布如表4-1。,表4-1 ADAM-5550KW控制器的模块分布,7 系统I/O分配表,（1）开关量输入信号分配表 温室控制系统包括： 风机13台，分为M2/6/10、M3/7/11、M4/8/12、M1/5/9/13共4组进行监控，水帘电机P3、P4、P5三台，均为交流电机，设置手动/自动切换信号、运行信号、故障信号采集，风机的故障信号每台单独设置。 内遮阳电机P1、外遮阳电机P2，也为交流电机，需实现正反转，设置手动/自动切换信号、正转运行信号、反转运行信号、故障信号。 卷膜电机17台，分为五组，为直流电机，需实现正反转，设置正转运行
13、信号、反转运行信号。 室外气象站主要检测风速、雨雪、风向信号。,（2）开关量输出信号分配表 温室风机和水帘电机均设置运行控制信号，内遮阳电机、外遮阳电机和卷膜电机均设置正转控制信号、反转控制信号。 （3）模拟量输入/输出信号分配表 温室的模拟量输入信号主要有室内温度、湿度、光照、二氧化碳和室外光照，均为4-20mA电流信号。模拟量输出信号为控制锅炉加热的4-20mA电流信号。,8 ADAM-5550KW性能测试,研华科技提供了专用软件“Advantech DiagAnywhere Utility”对ADAM-5550KW控制器进行性能测试。打开该软件，点中树状目录“Devices on LAN”项，单击工具栏“搜索”按钮，自动进行设备查找，如图4-11所示。,
