力控_储存罐液位监控系统

目 录

第一章 基础设计报告................................................. 2 1.1 设计题目..................................................... 2 1.2 工艺流程..................................................... 2 1.3 设计任务.................................................... 2 1.4 I/O点收集及表单 ............................................ 3 1.5 制作工程画面................................................ 4

1.5.1工程管理器的使用 ....................................... 4 1.5.2创建组态界面 ........................................... 4 1.5.3定义I/O设备 ........................................... 4 1.5.4趋势曲线的生成 ......................................... 5 1.5.5报表及报警、查询组态画面的生成 ......................... 5 1.5.6历史曲线生成 ........................................... 7 1.5.7 总体系统画面图......................................... 7 1.6 创建实时数据库............................................... 8 1.7 建立动画连接................................................. 9

1.7.1 罐和阀门动画建立...................................... 9 1.7.2按钮动作的建立 ........................................ 10 1.7.3液位值动画的建立 ...................................... 11 1.7.4 应用程序动作程序的编写................................ 11 1.8 运行及调试.................................................. 11 1.9作品展示 .................................................... 12

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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

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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。 1.4 I/O点收集及表单

1 系统总体方案设计如表1-1所示： 类 别 系统性质 系统结构 硬 件 软 件 配置情况 直接数字、模拟量控制 PLC控制 PC机 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： 实时趋势 趋势 历史趋势 实时报警 历史报警 位号 总体面 貌画面 位号说明 当前值工程单位 报警状态 查询单元 位号 过程值 组画面 目标值 输出值 方式选择 3 系统力控点表如表1-3所示： 类型 I/O位号名称 说明 正常量程 报警是否需要I/O类型 状态 上限m 下线m (m) 累计运行反应变量的实时数据与时间的变化关系曲线 查询变量在某时段内实时数据与时间的变化关系曲线 显示实时过程报警和报警确认 查询报警记录 / / / / 设置切换按钮，显示同一单元数据总貌 / / / / 手动/自动方式 表1-2 系统监控画面设计表

报警 3

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时间 in_valv数字量 e out_valve 模拟量 状态里 level run 阀门入口状态 阀门出口状态 液位值 启/停状态 启动 启动 / 1/0 / 100 / / / 0 / / / >75 / 是 是 / / 输入 输出 输入 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)”；

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② 双击“Simulator(仿真PLC)”出现“I/O设备定义”对话框，在“设备名称”中输入框内键入“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1-52 I/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-（a）所示的窗口，设置相关参数，得到相应的专家报表如图1-（b）所示。

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图1-（a）报表向导第一步

图 1-(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

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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

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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 1-6-1 I/O接口连接设置

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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，选择以下内容：

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，选择以下内容：

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，选择以下内容：

图1-7-1（c）入口阀门向导

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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

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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： IF run.pv==1 THEN /* 运行程序*/

IF biaozhun==1 THEN /* 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

IF biaozhun==0 THEN / *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

IF level.pv<=70 THEN /* 判断液位来设置标志位*/ biaozhun=1; ENDIF

IF level.pv>=80 THEN biaozhun=0; ENDIF ENDIF

IF run.pv==0 THEN /* 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

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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

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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。

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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，设置好时间范围后点击确定，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),设置查询历史时间范围（但不能超出当前时间范围），确定后得到如图1-9-5（b）所示，为以前历史曲线。

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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》. 北京：北京理工大学出版社，2007

（2） 曹辉、马栋萍、王暄、耿瑞芳 .《组态软件控制技术》. 北京：电子工业出版社，2009

（3） 蒋文举、侯峰、宋宝增 .《城市污水厂实习培训教程》.北京：化学工业出版社，2007

汽车启动 汽车匀行驶 15 结束行驶回到起点 西南石油大学 电子工艺实习报告

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