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西南石油大学电子工艺实习报告1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工艺流程图1-1流程图1.3设计任务：设计一个储存罐液位监控系统，工艺设备包括一个油罐，一个进油控制阀门，一个出油控制阀门，开始按钮，停止按钮。按下开始后设备运行，当液位低于低位设定值时入口阀门打开，液体注入储存罐，并且出口阀门关闭；当液位高于设定值时，入口阀门关闭，液体停止注入，并且出口阀门打开，液体流出储存罐。另外，还有报警装置，用于液位低于低位设定值和高位设定值时的报警提示；实时曲线、历史趋势和报表专家用于数据查询。总体设计方案如列表2-1所示表1-1总体设计方案类型配置情况系统结构PLC控制软件操作系统WINDOWNSXP上位机组态软件力控ForceControl6.1功能选择说明（√表示选择该功能）报警实时报警显示实施过程报警和报警确认√历史报警查询报警记录√趋势实时趋势变量的实时数据雨时间变化的关系√专家报表查询功能连续查询、历史数据查询按钮采样周期设置时间间隔，1分时间长度，20分√采样方式瞬时值√液位监控系统液位高于限定值液位低于限定值入口阀门关闭、出口阀门打开出口阀门关闭、入口阀门打开实现液位的监控西南石油大学电子工艺实习报告21.4I/O点收集及清单1.4.1I/O点的选取根据本设计的工艺共需选择四个I/O点。如下表所示：表1-2各I/O点名字及说明变量名I/O点属性I/O点说明Level.pv模拟点液位值In_valve.pv数字点出口阀门状态值Out_valve.pv数字点出口阀门状态Run.pv数字点系统运行状态标志1.4.2I/O点的地址分配表1-3PLC输入输出地址分配表序号回路位号回路名称信号类型量程I/O分配地址站号卡号卡点号1LEVEL储液罐液位AI4-20mA1000002IN_VALVE入口阀门状态DI111000013OUT_VALVE出口阀门状态DI122000024RUN状态控制DI131000031.4.3I/O点的其他设计表1-4FORCECONTROLDB点表（模拟量）序号I/O位号名称说明单位信号类型点连接项量程报警是否做量程变换数据上限变化率报警偏差报警正常值I/O类型上限下限上限下限1LEVE储c4-20PV-0150100否—5cm/±6输西南石油大学电子工艺实习报告3L液罐液位mmA0000s5cm/s0入表1-5FORCECONTROLDB点表（数字量）序号I/O位号说明说明正常状态信号类型点连接项逻辑极性是否需要累计运动时间I/O类型1IN_VALVE入口阀门状态启动干接点PV-00001正逻辑否输入2OUT_VALVE出口阀门状态停止干接点PV-00002正逻辑否输入3RUN状态控制启动干接点PV-00003正逻辑是输出1.5制作工程画面1.5.1新建工程图1-2打开新建西南石油大学电子工艺实习报告4图1-3新建工程项目名称：wuyiliang描述信息：储存罐液位监控系统点击“确定”按钮，此时在工程管理器中可以看到添加了一个名为“wuyiliang”的工程，然后再点击“开发”按钮，进入力控的组态界面。1.5.2创建主界面进入力控的开发系统后，可以为每个工程建立无限数目的画面，在每个画面上可以组态相互关联的静态或动态图形。力控开发系统提供的上述多种工具和图形，方便用户在组态工程时建立丰富的图形界面。本设计需创建三个窗口画面：天然气配气站主界面、数据查询界面、报警界面。首先要创建天然气配气站主界面，画面建立步骤如下：第一步创建新画面进入开发环境Draw后，首先需要创建一个新窗口。选择“文件[F]/新建”命令出现“窗口属性”对话框，如图1-4新建窗口输入流程图画面的标题名称，命名为“储罐液位监控示例”。最后单击“确认”按钮退出对话框。第二步：创建图形对象.首先，我们需要在窗口上画一个储罐。从菜单条中选择“选择图库”工具。从中选择一个罐，依次选取其他所需要的其他图形最后形成图4-4，如下图所示西南石油大学电子工艺实习报告5图1-5创建好的图形对象生成好主界面后还要设置2个窗口，准备分别用于生成数据查询画面和报警界面。1.5.3创建监控画面1.5.3.1监控画面的设计本设计需要设计实时数据及曲线、历史数据及曲线、专家报表界面以及报警界面表1-6监控画面的设计功能选项说明（√表示选择该功能）报警实时报警显示实时过程报警和报警确认√历史报警查询报警记录前一天/后一天查询按钮报警打印由报警点触发的报警记录自动打印系统报警系统报警窗口位于监测画面上面√系统报警窗口位于监测画面下面事件记录设置显示操作事件记录的按钮趋势实时趋势变量的实时数据与时间变化的关系曲线历史趋势运行时修改时间轴长度1/2、1、2倍原值运行时修改数值轴长度1/2、1、2倍原值西南石油大学电子工艺实习报告6历史报表查询功能连续查询（如“前一天”，“后一天”，“前8小时”等）历史数据前一天/后一天查询按钮手动打印按钮触发打印自动打印每天固定时刻打印每天上午8：00采样周期设置时间间隔，1时（分、秒）时间范围，24时（分、秒）√采样时刻指定采样起始时刻8：00采样方式瞬时值√平均值最大值最小值总貌画面位号√位号说明√当前值√工程单位√报警状态翻页功能设置翻动按钮，显示同一单元下其他数据情况√单元查询设置切换按钮，显示不同单元数据总貌组画面位号过程值目标值输出值方式选择手动/自动方式PID参数控制参数设定正反作用1.5.3.2创建实时趋势界面在工具箱的“常用组件”选择“趋势曲线”，出现下图图1-6实时曲线模块再双击该表出现属性窗口，在变量值中选择“level.PV”：西南石油大学电子工艺实习报告7图1-7设置属性参数1.5.3.3创建历史趋势界面点击“工具/5.0版控件/历史趋势”，出现“历史趋势”窗口，图1-8历史曲线模块双击上图，出现如下对话框，说明中输入“历史曲线，双击笔号1选择“level.PV”：图1-9设置属性参数西南石油大学电子工艺实习报告81.5.3.4创建专家报表界面在工具箱的“常用组件”选择“专家报表”，出现如下表格，图1-10专家报表组件再双击该表出现设置向导，完成该向导之后，在组态画面出现如下表格，图1-11专家报表组态画面再设置个“查询”按钮，键入脚本：#Report.SetTimePar(-1)。设置“返回按钮，左键连接回到组态画面。点专家报表“查询”按钮按钮后出现如下画面点“确定”键入需要查询的时间即可查询。1.5.3.5创建报警界面在“工具”中选择“多功能报警”，双击出现属性设置：图1-12多功能报警属性框西南石油大学电子工艺实习报告9在数据库的“level.PV”点“报警参数”打开，设置高限和低限，如下图：图1-13报警设置监控系统主画面上面添加2个增强型按钮。修改相应的文字，使其分别为“数据查询”、“报警”双击，出现属性对话框，在窗口显示中链接相对应的画面。其他的另外两个窗口也做相应的添加。最终使其能在一个画面中快速跳转到另外的画面，实现实时监测。现在，已经完成了“储水罐监控系统”应用程序的图形描述部分的工作。下面还要做几件事。这就是定义I/O设备、创建数据库、制作动画连接和设置I/O驱动程序。数据库是应用程序的核心，动画连接使图形“活动”起来，I/O驱动程序完成与硬件测控设备的数据通讯。1.6创建实时数据库1.6.1定义I/O设备在1.4中我们设计了4个I/O点，我们必须要明确这些点要从哪一个设备获取过程数据时，就需要定义I/O设备。其具体步骤如下：第一步：在Draw导航器中双击“I/O设备驱动”项出现如下对话框，在展开项目中选择“力控”项并双击使其展开，然后继续选择“仪表仿真驱动”并双击其展开后，选择项目“Simulator(仿真仪表）”，如图1-18所示：第二步双击“Simulator”出现“I/O设备定义”对话框，在“设备名称”键入一个人为定义的名称，我们输入“plc”。接下来要设置plc的采集参数，即“数据更新周期”和“超时时间”。在“数据更新周期”输入框内键入100毫秒。西南石油大学电子工艺实习报告10图1-14：I/O驱动程序以及设备配置画面第三步：单击“完成”返回，在画面的右侧增加了一项“plc”，如果要对配置进行修改，双击项目“plc”，会再次出现plc的“I/O设备定义”对话框。图1-15：生成的IO设备画面设置好I/O设备后，按照1.4中的I/O点的设计依次在数据库中设置各I/O点。1.6.2数据库的创建数据库DB是整个应用系统的核心，构建分布式应用系统的基础。它负责整西南石油大学电子工艺实习报告11个力控应用系统的实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理。建立实时数据库的具体步骤如下：第一步：双击“数据库组态”，出现表格，再双击表格，出现“请指定区域、点类型”向导对话框：图1-16“请指定区域、点类型”向导对话框第二步：双击“模拟I/O点”，出现对话框，键入level：图1-17定义模拟I/O点第三步：如上，第二行空格，选择“数字I/O点”，再分别定义in_value、out_value、run、biaozhi定义完所有变量后可以在实时数据库中看到以下定义后的变量：图1-18定义完成西南石油大学电子工艺实习报告121.7制作动画连接前面制作显示画面、创建数据库点，并与I/O设备“PLC1”中的过程数据连接起来。现在我们又要回到开发环境Draw中，通过制作动画连接使图形在画面上随plc数据的变化而活动起来。1.7.1界面系统首行涉及一个概念，“Draw变量”：Draw变量就是在开发环境Draw中定义和引用的变量，简称为变量。开发环境Draw、运行环境View和数据库DB都是力控®的基本组成部分。但Draw和View主要完成的是人机界面的开发、组态和运行、显示，我们称之为界面系统。实时数据库DB主要完成过程实时数据的采集（通过I/OServer程序）、实时数据的处理（包括：报警处理、统计处理等）、历史数据处理等。界面系统与数据库系统可以配合使用，也可以单独使用。比如：界面系统完全可以不使用数据库系统的数据，而通过ActiveX或其它接口从第三方应用程序中获取数据；数据库系统也完全可以不用界面系统来显示画面，它可以通过自身提供的DBCOM控件与其它应用程序或其它厂商的界面程序通讯。力控系统之所以设计成这种结构，主要是为了使系统具有更好的开放性和灵活性。1.7.2建立动画连接动画连接是将画面中的图形对象与变量之间建立某种关系，当变量的值发生变化时，在画面上图形对象的动画效果动态变化方式体现出来。有了变量之后就可以制作动画连接了。一旦创建了一个图形对象，给它加上动画连接就相当于赋予它“生命”，使它动起来。图像与数据库关联，把组态画面的每一个图像与设置的IO数据库关联起来。整体制作动画连接的过程事，系统自动创建了所有引用到的数据库变量。工程的逻辑控制过程要由脚本来完成，在力控的开发系统中，双击动作/应用程序动作中写入下列脚本程序：IFbiaozhi.pv==0THENIFlevel.pv80&&run.pv==1THENout_value.pv=0;in_value.pv=1;level.pv=level.pv+1;ENDIFIFlevel.pv=80&&run.pv==1THENbiaozhi.pv=1;ENDIFENDIFIFbiaozhi.pv==1&&run.pv==1THENin_value.pv=0;out_value.pv=1;level.pv=level.pv-1;IFlevel.pv==70THENbiaozhi.pv=0;ENDIFENDIF西南石油大学电子工艺实习报告131.8运行及调试：力控工程初步建立完成，进入运行阶段。首先保存所有组态内容，在力控的开发系统（DRAW）中选择“文件\进入运行”菜单命令，进入力控的运行系统。在运行系统中选择“文件\打开”命令，从“选择窗口”选择“储存罐液位监控系统”。显示出力控的运行画面，点击“开始”按钮，开始运行plc1的程序。这时会看见阀门打开，存储罐液位开始上升，一旦