自动供水系统课程设计

MCGS组态软件课程设计题目：用组态软件实现自动供水系统演示工程设计姓名：学号：学院：电气工程技术学院专业班级：指导教师：用组态软件实现自动供水系统演示工程设计摘要本文介绍了MCGS主要特点及组态过程在工程监控中的应用。以典型自动供水系统为例，利用MCGS构建自动供水系统的模型并开发的一个供水系统演示工程。根据过程控制实验需要，采用MCGS组态软件开发由水井，净水池，水塔组成的控制实验装置，实现自动供水的目的。通过该系统的设计从而对组态软件的开发和利用有了更深刻的认识和理解。实践证明，系统具有界面友好、易于操作、运行可靠、便于升级扩充等特点。关键词MCGS;自动供水系统；过程控制Usingconfigurationsoftwarerealizationofautomaticwatersupplysystemdemonstrationengineeringdesign（NorthwestUniversityfornationalities730124）Abstract：ThepaperbrieflyintroducesmaincharacteristicsandMCGSconfigurationinengineeringapplicationprocessmonitoring.Inatypicalautomaticwatersupplysystem,forexample,theuseofautomaticwatersupplysystemconstructionMCGSmodelanddevelopmentofawatersupplysystemdemonstrationproject.Accordingtotheprocesscontrol,usingMCGSsoftwaredevelopedbyWells,netsink,towers,consistingoftherealizationofautomaticcontrolequipmentofwater.Throughthedesignofthesystemofconfigurationsoftwaredevelopmentandutilizationofadeeperunderstandingandtheunderstanding.Practicehasprovedthatthesystemhasafriendlyinterface,easytooperate,reliableoperation,easytoupgrade.Keywords：MCGS,Automaticwatersupplysystem,Processcontrol1.前言过去工业控制计算机系统的软件功能都靠软件人员编程实现。工作量大，软件通用性差，且易产生错误。随着工业控制要求的不断提高，专门用于工业控制的组态软件应运而生，它是一套功能齐全的组态生成工具软件，通用性强，而且系统的执行程序代码部分一般固定不变，为适应不同的应用对象只需改变数据实体即可。MCGS是众多监控软件中的一种，它具有许多优点，可用于任何监控系统。MCGS即“监视与控制通用系统”，英文全称为MonitorandControlGeneratedSystem。MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。MCGS在实际中应用非常广泛，本文就是以自动供水系统为实例，利用组态环境来实现对工程的设计和控制。2.设计内容与要求2.1应用MCGS组态软件设计一个水厂的自动供水系统演示工程。2.2.通过该工程的设计以巩固并掌握MCGS组态软件的功能和特点。2.3．通过自己动手操作以了解和掌握MCGS组态软件的系统构成。2.2.运行工程把运行结果与现场运作情况做对比，并查找不足以改进。3.设计思路利用传统供水方式，即水塔供水系统，主要由水源（水井），净化池，水塔，用户部分构成设计整体框架，另外用水泵，调节阀，出水阀及供水管道对系统进行控制以实现自动供水的目的。首先以地表水为水源，要选好合适的水源水和取水口，从水井中抽水，但这样的水不能直接饮用，要对水进行处理。因此待水进入净水池进行水处理，比如：用管道输送至一级泵房（取水泵房）并在一级泵房前加氯以杀灭藻类、植物和贝类动物；再通过一级泵房将水送至厂内处理系统中。通常经过混合（在水源水中加入适量的氯化铝，俗称矾）反应、沉淀、过滤、消毒等处理工艺，每一工艺配以相应的构筑物（如沉淀池、滤池、清水池等），滤后消毒一般是加氯和氨，投加了消毒剂的水经清水池、并在池内停留一小时左右就成为合格的饮用水。然后处理过的水再经过二级泵房（输水泵房）加压输送到水塔，水塔是自来水设备中增高水的压力的装置，是一种高耸的塔状建筑物，顶端有一个大水箱，箱内储水塔越高，水的压力越大，也就能把水送到更高的建筑物上。水塔的作用：一是蓄水，在供水量不足之时，起着调节补充的作用。二是利用水塔的高势，自动送水，使自来水有一定的水压扬程。最后，由水塔经城市管网中，供生活饮用和生产使用。在整个设计过程中水泵起着重要的作用，水泵是提升液体的通用的机械设备，在建筑给水系统中一般采用离心泵。水泵的工作方式有自灌式和抽吸式两种。一般宜采用自灌式，若设计成抽吸式，应加设引水装置，如底阀，水环式真空泵，水上式底阀和在吸水管上设置阀门等。4.组态画面的设计4.1工程的框架结构工程定义的名称为“自动供水系统演示工程.mcgs”工程文件，由五大窗口组成。总共建立了一个用户窗口，三个主菜单，分别作为自动供水系统演示工程，数据显示，封面MCGS组态软件自动供水系统演示工程，构成了样例工程的基本骨架4.2动画图形的制作自动供水系统演示工程窗口是工程首先显示的图形窗口(启动窗口)，是一幅模拟系统真实工作流程并实施监控操作的动画窗口。包括：自动供水系统：水泵、水井，净化池，水塔，阀门及用户由“对象元件库管理”调入；管道则经过动画属性设置赋予其动画功能。液位指示仪表：采用旋转式指针仪表，指示水池和水塔的水位。液位控制仪表：采用滑动式输入器，由鼠标操作滑动指针，改变流速。初步组建的组态画面实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心。数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也即是定义数据变量的过程。定义数据变量的内容主要包括：指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围，确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。根据需要将工程中用到的数据变量定义如下：4.3控制流程的实现选用“模拟设备”及策略构件箱中的“脚本程序”功能构件，设置构件的属性，编制控制程序，实现水位、水泵、调节阀和出水阀的有效控制。脚本程序如下：IF净化池水位9THEN调节阀1=0调节阀2=0调节阀3=0调节阀4=0ELSE调节阀1=1调节阀2=1调节阀3=1调节阀4=1ENDIFIF水塔1水位1THEN出水阀1=0调节阀5=1调节阀6=1ELSE出水阀1=1ENDIFIF水塔2水位1THEN出水阀2=0调节阀7=1调节阀8=1ELSE出水阀2=1ENDIF4.4输入、输出设备抽水泵的启停：开关量输出；调节阀的开启关闭：开关量输出；出水阀的开启关闭：开关量输出；净化池、水塔水位指示：模拟量输入。自动供水系统组态画面运行环境下组态画面5.操作说明净化池水位变化范围为0-10m，即水位信号对应的测量范围；水塔水位变化范围0-6m在自动控制状态下，当“净化池”的水位达到9米时，就要把“水泵”关闭，否则就要启动“调节阀”。当“水塔1”的水位不足1米时，就要自动关闭“出水阀”，启动水泵抽水，否则自动开启“调节阀”。水塔2原理同水塔1当模拟量输入为正弦信号时，运行工程得到数据显示及对应实时曲线如下：6.结论采用MCGS开发自动供水系统，是模拟现代工业生产过程中对水位进行测量，控制，对现有供水系统的改进并研究其过程控制规律的试验系统，具有过程控制的动态过程的一般特点。经过长期试验，运行稳定，数据采集准确可靠为理论分析过程控制实验的实现奠定了基础，也可以推广到局域网中，在现实生产生活中进一步开发利用。致谢作为电气工程类专业的学生必须学会并掌握一些基本的操作软件，如MATLAB,AUTOCAD，等，而MCGS就是一门重要的监控软件。本学期在老师的帮助指导下，我们对MCGS组态设计进行了较为系统的学习，而本阶段的学习也将告一段落，在这里我要向王老师表示衷心的感谢，感谢老师孜孜不倦的传授知识并耐心指导。另外，我要感谢我的同学们，无论是学习上还是生活上每当我遇到困惑时，他们总是积极而耐心地帮助我，给予了我莫大的鼓励与支持。谢谢！参考文献:【1】MCGS培训教程，北京昆仑通态自动化软件科技有限公司，2003【2】金以慧，过程控制[M]，北京：清华大学出版社.2002；103-186.【3】自动控制理论，邹伯敏主编，浙江大学出版社，2003【4】田淑珍.可编程控制器原理及应用．北京：机械工业出版社，2008【5】过程测量仪表，盛克仁主编，化学工业出版社，1997.6【6】张淑红,陶自春.基于组态王的传感器实验台监控系统[J].自动化仪表,2008,29:42-44