组态王串级液位流量控制系统

目 录

目 录............................................................................................................................... I 1.问题描述................................................................................................................ - 1 - 2.系统需求分析........................................................................................................ - 1 - 3.系统方案论证........................................................................................................ - 1 - 4.系统设计步骤........................................................................................................ - 2 -

4.1设计监控画面及动态模拟......................................................................... - 2 -

4.1.1监控画面.......................................................................................... - 2 - 4.1.2动态模拟.......................................................................................... - 3 - 4.1.3应用程序命令语言.......................................................................... - 5 - 4.2在数据字典中定义需要的内存变量和I/O 变量 .................................... - 8 - 4.3监控系统的实时、历史曲线显示............................................................. - 9 - 4.4参数报表打印........................................................................................... - 10 - 4.5报警信息的显示及提示........................................................................... - 11 - 5.心得体会.............................................................................................................. - 13 - 参考文献................................................................................................................. - 14 -

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1.问题描述

基于组态软件的串级液位流量控制系统。其中要求如下： （1）按照实际题目设计监控画面及动态模拟。 （2）在数据字典中定义需要的内存变量和I/O 变量。 （3）实现监控系统的实时、历史曲线显示 （4）实现参数报表打印功能。

（5）根据自己能力进行其余功能的扩展（比如登陆界面，报警信息的显示及提示等）。

2.系统需求分析

系统由多级串联构成，比如多级水箱，其液位和流量都是不定的。在此，通过一定的控制方式，选择一定的控制策略，使其液位和流量实现控制，达到一定的限制。并通过实时、历史曲线，显示当前和一段时间内的液位和流量变化趋势以及变化值，实现系统监控。同时，通过报警信息的显示及提示，实现实时监控和及时给出相应的操作。

3.系统方案论证

题中要求设计的为一串级系统，在此选择三级水箱控制系统为例。在系统中有三级水箱每个水箱，会通过相应的阀门控制其水流和液位。其中，要求将水箱1的液位控制在60厘米，水箱2的液位控制在50厘米，水箱3的液位控制在40厘米。并且，当水箱3的液位高于40时，阀门3关闭，同时阀门4打开。当其液位低于40时，阀门4关闭，同时阀门3打开。当水箱2的液位高于50时，阀门2关闭，同时阀门3打开。当其液位低于50时，阀门3关闭，同时阀门2打开。当水箱1的液位高于60时，阀门1关闭，同时阀门2打开。当其液位低于

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60时，阀门2关闭，同时阀门1打开。

通过PI控制，实现水流和液位的调节。在此，选择增量式算法，其计算公式为u?k??kp?e0?e1??ki?e0?，其中e0为当前偏差，e1为前一个偏差，通过调节kp和ki的值实现快速相应和消除静差，即实现流量和液位有效控制。

4.系统设计步骤

4.1设计监控画面及动态模拟

4.1.1监控画面

（1）打开组态王工程管理器如图1所示。在组态王工程管理器中新建题中要求设计的工程。

图1 工程管理器窗口

（2）在工程管理器中选择“工具”菜单中的“切换到开发系统”命令，进入工程浏览器窗口如图2所示，此时组态王自动生成初始的数据文件。

图2 工程浏览器窗口

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（3）在工程浏览器中建立新画面，创建完成后如图3所示。双击所创建的画面图标，通过使用图形工具箱，调色板以及图库管理器中的相关快捷小图标，生成所要制作的监控画面。通过重复以上的操作在工程浏览器中建立实时数据报表画面，报警画面，实时及历史曲线。

图3 监控界面

4.1.2动态模拟

（1）液位示值动画设置

1、在画面上双击“水箱1“图形，弹出该对象的动画连接对话框对对话框进行相应的设置，单击“确定”按钮，完成水箱1的动画连接。这样建立连接后水箱1液位的高度随着变量“水箱1”的值变化而变化。用同样的方法设置水箱2和水箱3的动画连接。

作为一个实际可用的监控程序，操作者可能需要知道液面的准确高度而不仅是形象的表示，这个功能由“模拟值动画连接”来实现。

2、在工具箱中选择

工具，在水箱1旁边输入字符串“xx”，这个字符串

是任意的，当工程运行时，字符串的内容将被您需要输出的模拟值所取代。

3、双击文本对象“xx”，弹出动画连接对话框，在此对话框中选择“模拟量输出”选项弹出模拟量输出动画连接对话框，对对话框进行相应的设置。

4、单击“确定”按钮完成动画连接的设置。当系统处于运行状态时在文本框“xx”中将显示水箱的实际液位值。

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