项目实践结题报告.docx
- 文档编号:28346117
- 上传时间:2023-07-10
- 格式:DOCX
- 页数:31
- 大小:1.54MB
项目实践结题报告.docx
《项目实践结题报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《项目实践结题报告.docx(31页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
项目实践结题报告
西南科技大学城市学院
项目实践结题报告
题目:
自来水控制系统的设计
系别:
机电工程系
专业班级:
自动化1001班
姓名:
董磊
学号:
201040312
指导教师:
刘传辉
目录
第一章.前言3
1.1课题的目的、意义和研究现状3
1.2项目实践(设计)主要内容、方法3
第二章.设计思路及预期效果4
2.1设计思路4
2.2预期效果4
第三章.MCGS概述5
3.1什么是MCGS5
3.2MCGS的构成5
3.2.1MCGS系统包括组态环境和运行环境两个部分5
3.3MCGS的安装5
3.4MCGS的运行6
3.4.1MCGS系统的运行方式6
3.5MCGS应用系统结构方框图6
第四章.设计的内容与步骤7
4.1演示工程设计内容7
4.2具体步骤7
4.2.1工程整体规划7
4.2.2工程建立7
4.2.3定义数据变量9
4.2.4定义动画连接11
4.2.5模拟设备12
4.2.6编写控制程序13
4.2.7报警显示与报警数据15
4.2.8报表输出21
4.2.9曲线显示23
4.2.10安全机制的设计24
第五章.测试与修正26
第六章.实践心得27
第七章.参考文献28
第一章.前言
1.1课题的目的、意义和研究现状
水对我们的生命起着重要的作用,它是生命的源泉,是人类赖以生存和发展的不可缺少的最重要的物质资源之一。
人的生命一刻也离不开水,水是人生命需要最主要的物质。
在社会经济飞速发展的今天,水在人们正常生活和生产中起着越来越重要的作用。
一旦断了水,轻则给人民生活带来极大的不便,重则可能造成严重的生产事故及损失。
因此自来水厂成为人们生活最重要的基础设施之一。
任何时候都能提供足够的水量、平稳的水压、合格的水质是对给自来水控制系统提出的基本要求。
在新的形势下自来水控制系统也必须做出新的变化,才能适应现在社会发展的需要。
控制系统应该具有操作简便﹑可视性好﹑可维护性强﹑高性能﹑高可靠性等突出特点,能够完成现场数据采集﹑实时和历史数据处理﹑报警和安全机制﹑流程控制﹑动画显示﹑趋势曲线和报表输出以及监控网络等功能。
1.2项目实践(设计)主要内容、方法
设计自来水演示工程,自来水演示工程采用全自动化控制,根据液位水位的升降来自动控制水泵与阀门的开启,显示水流的动化效果。
当数据水位的值或状态发生改变时,实时数据库判断对应的数据对象是否发生了报警或已产生的报警是否已经结束,并把所产生的报警信息通知给系统的其它部分,同时,实时数据库根据用户的组态设定,把报警信息存入指定的存盘数据库文件中。
对生产过程中系统监控对象的状态的综合记录和规律总结施行报表输出,并根据实际情况打印出数据报表。
如:
实时数据报表、历史数据报表(班报表、日报表、月报表等)。
对大量数据仅做定量的分析还远远不够,必须根据大量的数据信息,画出曲线,分析曲线的变化趋势并从中发现数据变化规律,曲线处理在工控系统中也是一个非常重要的部分。
使用该软件工具菜单中工程安全管理菜单项的功能实现对工程进行各种保护工作。
第二章.设计思路及预期效果
2.1设计思路
本设计设置有水井1和水井2,其作用是为净化水池提供水源,水井2作为备用水源,当水井1供水不足时,水井2开始提供水源。
水井1和水井2各有两个进水泵和进水阀,从水井中抽水,然后注入净化水池。
净化水井将水井提供的水源进行净化处理,然后通过出水泵和出水阀向储水池1和储水池2供水。
储水池1和储水池2直接向用户供水。
各水井、储水池以及净化水池均有液位显示和报警指示灯,液位显示实时显示其当前液位;报警指示灯在其液位达到报警范围时,指示灯闪烁,报警显示实时显示当前报警信息,提示管理人员注意,同时相应的水泵和水阀开始响应,调节控制使液位达到正常范围。
数据显示菜单中可以看到各液位的实时数据、历史数据以及变化趋势。
2.2预期效果
当水井1的液位大于5米并且净化水池的液位小于8米的时候,进水泵1和进水阀1打开,向净化水池供水,否则进水泵1和进水阀1关闭;当水井1的液位大于10米并且净化水池的液位小于8米的时候,进水泵2和进水阀2打开,水井1加快向净化水池供水,否则进水泵2和进水阀2关闭。
当水井2的液位大于5米并且净化水池的液位小于8米的时候,进水泵3和进水阀3打开,向净化水池供水,否则进水泵3和进水阀3关闭;当水井2的液位大于10米并且净化水池的液位小于8米的时候,进水泵4和进水阀4打开,水井2加快向净化水池供水,否则进水泵4和进水阀4关闭。
当净化水池的液位大于3米并且储水池1的液位小于8米的时候,出水泵1和出水阀1打开,净化水池向储水池供水,否则出水泵1和进水阀1关闭;当净化水池的液位大于6米并且储水池1的液位小于8米的时候,出水泵2和出水阀2打开,净化水池加快向储水池1供水,否则出水泵2和出水阀2关闭。
当净化水池的液位大于3米并且储水池2的液位小于8米的时候,出水泵3、出水泵4、进水阀3、进水阀4打开,净化水池向储水池2供水,否则出水泵3、出水泵4、进水阀3、进水阀4关闭;当净化水池的液位大于6米并且储水池2的液位小于8米的时候,出水泵5和出水阀5打开,净化水池加快向储水池供水,否则出水泵5和出水阀5关闭。
当水井、净化水池、储水池的液位大于上限值或者小于下限值时报警指示灯闪烁,报警显示显示当前报警信息。
第三章.MCGS概述
MCGS组态软件采用的是标准的菜单形式,合理的菜单结构设计以及完整的功能组合,使得用户可以使用菜单方便、快捷的组建工程。
下面开始详细的介绍各个菜单项的功能及其使用用法。
3.1什么是MCGS
MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem,通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件,它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行,通过对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案,在工业控制领域有着广泛的应用。
3.2MCGS的构成
3.2.1MCGS系统包括组态环境和运行环境两个部分
(1)用户的所有组态配置过程都在组态环境中进行,组态环境相当于一套完整的工具软件,它帮助用户设计和构造自己的应用系统。
用户组态生成的结果是一个数据库文件,称为组态结果数据库。
(2)行环境是一个独立的运行系统,它按照组态结果数据库中用户指定的方式进行各种处理,完成用户组态设计的目标和功能。
运行环境本身没有任何意义,必须与组态结果数据库一起作为一个整体,才能构成用户应用系统。
一旦组态工作完成,运行环境和组态结果数据库就可以离开组态环境而独立运行在监控计算机上。
图3-1组态软件整体结果
3.3MCGS的安装
MCGS组态软件是专为标准MicrosoftWindows系统设计的32位应用软件。
因此,它必须运行在MicrosoftWindows95、WindowsNT4.0或以上版本的32位操作系统中。
推荐使用中文Windows98、中文WindowsNT4.0或以上版本的操作系统。
安装MCGS组态软件之前,必须安装好中文Windows95或中文WindowsNT4.0,详细的安装指导请参见相关软件的软件手册。
3.4MCGS的运行
3.4.1MCGS系统的运行方式
MCGS系统分为组态环境和运行环境两个部分。
文件McgsSet.exe对应于MCGS系统的组态环境,文件McgsRun.exe对应于MCGS系统的运行环境。
此外,系统还提供了几个组态完好的样例工程文件,用于演示系统的基本功能。
MCGS系统安装完成后,在用户指定的目录(或系统缺省目录D:
\MCGS)下创建有三个子目录:
Program、Samples和Work。
组态环境和运行环境对应的两个执行文件以及MCGS中用到的设备驱动、动画构件及策略构件存放在子目录Program中,样例工程文件存放在Samples目录下,Work子目录则是用户的缺省工作目录。
分别运行执行程序McgsSet.exe和McgsRun.exe,就能进入MCGS的组态环境和运行环境。
安装完毕后,运行环境能自动加载并运行样例工程。
用户可根据需要创建和运行自己的新工程。
图3-2MCGS软件各目录
3.5MCGS应用系统结构方框图
MCGS
MCGS
图3-3MCGS应用系统结构方框图
第四章.设计的内容与步骤
4.1演示工程设计内容
演示工程采用全自动化控制,根据系统的需要,设置每一个元气件参数及元件之间的动化连接,并在运行策略中自行设定脚本程序,主要根据液位水位实际情况用来控制水泵及阀门的开启,达到预定的效果,主要元气件连接完毕后,根据设定的数据进行数据处理、报警处理、报表输出、曲线显示和安全机制。
4.2具体步骤
4.2.1工程整体规划
在实际工程项目中,使用MCGS构造应用系统之前,应进行工程的整体规划,保证项目的顺利实施。
4.2.2工程建立
MCGS中用“工程”来表示组态生成的应用系统,创建一个新工程就是创建一个新的用户应用系统,打开工程就是打开一个已经存在的应用系统。
工程文件的命名规则和Windows系统相同,MCGS自动给工程文件名加上后缀“.mcg”。
每个工程都对应一个组态结果数据库文件。
进入MCGS组态环境后,单击工具条上的“新建”按钮,或执行“文件”菜单中的“新建工程”命令,系统自动创建一个名为“新建工程X.MCG”的新工程(X为数字,表示建立新工程的顺序,如1、2、3等)。
由于尚未进行组态操作,新工程只是一个“空壳”,一个包含五个基本组成部分的结构框架,接下来要逐步在框架中配置不同的功能部件,构造完成特定任务的应用系统。
如下图所示,MCGS用“工作台”窗口来管理构成用户应用系统的五个部分,工作台上的五个标签:
主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略,对应于五个不同的窗口页面,每一个页面负责管理用户应用系统的一个部分,用鼠标单击不同的标签可选取不同窗口页面,对应用系统的相应部分进行组态操作。
图4-1MCGS工作台
单击“工具”菜单,选中“对象元件库管理”或单击工具条中的“工具箱”按钮,则打开动画工具箱,在工具箱中单击插入元件,如图4-2所示。
用工具箱中的“标签”,对各元件进行文字注释。
图4-2对象元件库管理
整体画面:
最后生成的画面如下图所示:
图4-3设计整体画面
4.2.3定义数据变量
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。
鼠标点击工作台的“实时数据库”窗口标签,进入实时数据库窗口页。
按“新增对象”按钮,在窗口的数据变量列表中,增加新的数据变量,多次
按该按钮,增加多个数据变量,系统缺省定义的名称为“Data1”、“Data2”、“
Data3”等。
鼠标单击“对象属性”按钮或双击对象名,显示“数据对象属性设置”对话框的“基本属性”窗口页,用户按所列项目分别设置。
下图4-2就是对液位1的具体设置,图4-3是对进水阀1的属性设置,图4-4是液位组变量属性设置,其他数据对象根据自己的需要进行类似的设置。
图4-4液位1数据对象属性设置
图4-5调节阀1数据对象属性设置
图4-6液位组对象属性设置
4.2.4定义动画连接
定义动画连接,通过对图形对象在不同数值区间内设置不同的状态属性(如颜色、大小、位置移动、可见度、闪烁效果等),用数据对象的值的变化来驱动图形对象的状态改变,使系统在运行过程中,产生形象逼真的动画效果,譬如下图就是对液位1的动画组态属性设置。
图4-7液位1动画组态属性设置
下图是对流动块的水流效果的流动设置。
图4-8流动块属性设置
一个完整的自来水演示工程系统还没有完成,还需要以下过程的操作。
4.2.5模拟设备
模拟设备是MCGS软件根据设置的参数产生一组模拟的数据,以供用户调试工程使用。
本构件可产生标准的正弦波,方波,三角波,锯齿波信号,且其幅值和周期都可以任意设置。
在“设备窗口”中双击“设备窗口”进入,点击工具条中的“工具箱”图标,打开“设备工具箱”,如图:
图4-9设备管理
4.2.6编写控制程序
用户脚本程序是由用户编制的用来完成特定操作和处理的程序,脚本程序的编程语法非常类似于普通的Basic语言,但在概念和使用上更简单直观。
在“运行策略”中,双击“循环策略”进入,双击循环图标进入“策略属性设置”,只需要把“循环时间”设为:
200ms,按确定即可。
在策略组态中,单击工具条中的“新增策略行”图标,单击“策略工具箱”中的“脚本程序”,把鼠标移出“策略工具箱”,会出现一个小手,把小手放在程序框中,单击鼠标左键,
则显示如下:
图4-10插入脚本程序的
具体程序如下:
if液位1>5and液位3<8then
进水泵1=1
进水阀1=1
else
进水泵1=0
进水阀1=0
endif
if液位1>10and液位3<8then
进水泵2=1
进水阀2=1
else
进水泵2=0
进水阀2=0
endif
if液位2>5and液位3<8then
进水泵3=1
进水阀3=1
else
进水泵3=0
进水阀3=0
endif
if液位2>10and液位3<8then
进水泵4=1
进水阀4=1
else
进水泵4=0
进水阀4=0
endif
if液位3>3and液位4<8then
出水泵1=1
出水阀1=1
else
出水泵1=0
出水阀1=0
endif
if液位3>6and液位4<8then
出水泵2=1
出水阀2=1
else
出水泵2=0
出水阀2=0
endif
if液位3>3and液位5<8then
出水泵3=1
出水阀3=1
出水泵4=1
出水阀4=1
else
出水泵3=0
出水阀3=0
出水泵4=0
出水阀4=0
endif
if液位3>6and液位5<8then
出水泵5=1
出水阀5=1
else
出水泵5=0
出水阀5=0
endif
4.2.7报警显示与报警数据
定义报警:
MCGS把报警处理作为数据对象的属性,封装在数据对象内,由实时数据库来自动处理。
当数据对象的值或状态发生改变时,实时数据库判断对应的数据对象是否发生了报警或已产生的报警是否已经结束,并把所产生的报警信息通知给系统的其它部分,同时,实时数据库根据用户的组态设定,把报警信息存入指定的存盘数据库文件中。
定义报警的具体操作如下:
对于“液位1”变量,在实时数据库中,双击“液位1”,在报警属性中,选中“允许进行报警处理”;在报警设置中选中“上限报警”,把报警值设为:
15米;报警注释为:
水井1的水已达上限值;在报警设置中选中“下限报警”,把报警值设为:
5米;报警注释为:
水井1的水已达下限。
在存盘属性中,选中“自动保存产生的报警信息”。
其它的液位根据设置依次设置好。
属性设置好后,按“确认”。
如图“液位1”报警属性设置:
图4-11液位1报警属性设置
报警显示:
实时数据库只负责关于报警的判断、通知和存储三项工作,而报警产生后所要进行的其它处理操作(即对报警动作的响应),则要在组态时实现。
具体操作如下:
在MCGS组态平台上,单击“用户窗口”,在“用户窗口”中,选中“自来水控制系统”窗口,双击进入。
在工具条中单击“工具箱”,弹出“工具箱”,从中单击“报警显示”图标用鼠标拖到适当的位置与大小。
如下图所示:
图4-12报警显示
双击,再双击弹出的报警显示构件属性设置,把“对应的数据对象的名称”改为:
液位组,“最大记录次数”为:
6,其它不变。
则报警显示完成。
报警数据:
在报警定义时,已经让当有的报警产生时,“自动保存产生的报警信息”,这时可以通过如下操作,看看是否有报警数据存在。
具体操作如下:
在“运行策略”中,单击“新建策略”,弹出“选择策略的类型”,选中“用户策略”,按“确定”。
选中“策略1”,单击“策略属性”按钮,弹出“策略属性设置”窗口,把“策略名称”设为:
报警数据,“策略内容注释”为“液位报警数据”,按“确认”。
如图:
图4-13液位报警策略属性设置
选中“报警数据”,单击“策略组态”按钮进入,在策略组态中,单击工具条中的“新增策略行”图标,新增一个策略行。
再从“策略工具箱”中选取“报警信息浏览”,加到策略行上,单击鼠标左键。
如下图所示:
图4-14报警数据策略组态
双击图标,弹出“报警信息浏览构件属性设置”窗口,在“基本属性”中,把“报警信息来源”中的“对应数据对象”改为:
液位组。
按“测试”按钮,进入“报警信息浏览”。
如下图:
图4-15报警信息浏览
在MCGS组态平台上,单击“运行策略”,在“运行策略”中双击“循环策略”,进入脚本程序编辑环境,在脚本程序中增加如下语句:
!
setalmvalue(液位1,液位1上限,3)
!
setalmvalue(液位1,液位1下限,2)
!
setalmvalue(液位2,液位2上限,3)
!
setalmvalue(液位2,液位2下限,2)
!
setalmvalue(液位3,液位3上限,3)
!
setalmvalue(液位3,液位3下限,2)
!
setalmvalue(液位4,液位4上限,3)
!
setalmvalue(液位4,液位4下限,2)
!
setalmvalue(液位5,液位5上限,3)
!
setalmvalue(液位5,液位5下限,2)
图4-16报警数据脚本程序
报警动画:
当报警产生时,可以用提示灯显示,具体操作如下:
在“用户窗口”中选中“自来水控制系统”,双击进入,单击“工具箱”中的“插入元件”图标,进入“对象元件库管理”,从“指示灯”中选择五个指示灯,作为各液位的报警显示,双击进行如下设置(以液位1为例):
图4-17指示灯单元属性设置
图4-18动画组态属性设置
整体画面如下图所示:
图4-19整体结构画面
4.2.8报表输出
实时报表:
实时数据报表是实时的将当前时间的数据变量按一定报告格式(用户组态)显示和打印,即:
对瞬时量的反映,实时数据报表可以通过MCGS系统的实时表格构件来组态显示实时数据报表。
具体操作如下:
在MCGS组态平台上,单击“用户窗口”,在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮产生一个新窗口,单击“窗口属性”按钮,弹出“用户窗口属性设置”窗口,进行设置如图:
图4-20数据显示用户窗口
按“确认”按钮,再按“动画组态:
数据显示”窗口。
用“标签”作注释:
自来水控制系统数据显示,实时数据,历史数据。
在“工具箱”中单击“自由表格”图标,拖到适当位置。
双击表格进入,单击鼠标右键进行编辑。
在R1Cb处单击鼠标右键,单击“连接”,再单击鼠标右键从实时数据库选取所要连接的变量双击。
在MCGS组态平台上,单击“主控窗口”,在“主控窗口”中,单击“菜单组态”,在工具条单击“新增菜单项”图标,会产生“操作0”菜单。
双击“菜单0”菜单弹出“菜单属性设置”,如下图:
图4-21数据显示属性设置
历史报表:
历史数据报表是从历史数据库中提取数据记录,以一定的格式显示历史数据。
实现历史报表由两种方式,一种用策略中的“存盘数据浏览”构件,另一种利用历史表格构件。
具体操作如下:
在“运行策略”中单击“新建策略”按钮,弹出“选择策略的类型”,选中“用户策略”,按“确认”。
单击“策略属性”,弹出“策略属性设置”,把“策略名称”改为:
历史数据,“策略内容注释”为:
水罐的历史数据,双击“历史数据”进入策略组态环境,从工具条“新增策略行”图标,再从“策略工具箱”中单击“存盘数据浏览”,显示如下:
图4-22历史数据
4.2.9曲线显示
实时曲线:
实时曲线构件是用曲线显示一个或多个数据对象值得动画图形,象笔绘记录仪一样实时记录数据对象的变化情况。
具体操作如下:
单击“用户窗口”标签,在“用户窗口”中双击“数据显示”进入,在“工具箱”单击“实时曲线”图标,拖放到适当位置调整大小。
双击曲线,弹出“实时曲线构件属性设置”窗口,按下图设置:
图4-23实时曲线构件属性设置
历史趋势:
历史曲线构件实现了历史数据的曲线浏览功能。
运行时,历史曲线构件能够根据需要画出相应历史数据的趋势效果图。
历史曲线主要用于事后查看数据和状态变化趋势和总结规律。
具体操作如下:
在“用户窗口”中双击“数据显示”进入,在“工具箱”中单击“历史曲线”图标,拖放到适当位置调整大小。
双击曲线,弹出“历史曲线构件属性设置”窗口,按下图设置:
图4-24历史曲线构件属性设置
在运行环境中,单击“数据显示”菜单,打开“数据显示窗口”,图下图所示:
图4-25数据显示
4.2.10安全机制的设计
MCGS组态软件提供了一套完善的安全机制,用户能够自由组态控制菜单、按钮和退出系统的操作权限,只允许有操作权限的操作员才能对某些功能进行操作。
MCGS还提供了工程密码、锁定软件狗、工程运行期限等功能,来保护使用MCGS组态软件开发所得的成果,开发者可利用这些功能保护自己的合法权益。
具体操作如下:
在MCGS组态环境中,选取“工具”菜单中的“用户权限管理”菜单项,弹出如下用户管理窗口:
图4-26用户管理界面窗口
在MCGS中,固定有一个名为“管理员组”的用户组和一个名为“负责人”的用户,它们的名称不能修改。
管理员组中的用户有权利在运行时管理所有的权限分配工作,管理员组的这些特性是由MCGS系统决定的,其它所有用户组都没有这些权利。
开MCGS组态环境,在MCGS主控窗口中设置“系统属性”,点击“权限设置”,设置工程系统的运行权限,同时设置系统进入和退出时是否需要用户登录,当对应的动画功能可以设置操作权限时,在属性设置窗口页中都有对应的“权限”按钮,在MCGS中,能进行操作权限组态设置的有如下内容:
● 用户菜单:
在菜单组态窗口中,打开菜单组态属性页,点击属性页窗口左下角的权限按钮,即可对该菜单项进行权限设置。
● 退出系统:
在主控窗口的属性设置页中有权限设置按钮,通过该按钮可进行权限设置。
● 动画组态:
在对普通图形对象进行动画组态时,按钮输入和按钮动作两个动画功能可以进行权限设置。
运行时,只有有操作权限的用户登录,鼠标在图形对象的上面才变成手状,响应鼠标的按键动作。
● 标准按钮:
在属性设置窗口中可以进行权限设置。
● 动画按钮:
在属性设置窗口中可以进行权限设置。
● 旋钮输入器:
在属性设置窗口中可以进行权限设置。
● 滑动输入器:
在属性设置窗口中可以进行权限设置。
第五章.测试与修正
待各个参数都设置完毕后,按F5是否能进入运行,如果不能,说明某个数据对象内部设置错误,需要重新检查,如果能,观察系统的运行情况,注意每个元件是
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 项目 实践 报告