毕业设计s100实训装置实验监控系统设计毕业设计.doc

S-100实训装置实验监控系统设计 DESIGN OF S-100 TRATINING DEVEICE EXPERIMENT MONITORING SYSTEM 专 业：测控技术与仪器 摘 要 S-100实训装置是对培养学生的工程认知和实践能力具有重要意义。 本课题通过设计S-100实训装置实验监控系统，了解PLC；S7-200PLC模块；学会利用组态王开发软件开发设计监控系统的人机界面；学会用上位机软件监视PLC运行状况；学会用上位机；学会基于组态王与PLC监视控制的运行操作方法设计开发的内容包括：，趋势曲线界面，报表界面等。 对开发的实验监控系统进行实际调试，结果表明，实验监控系统与PLC通信成功，进入View运行模式下PLC正常运行，能够对实验进行管理，能够进行PID控制系统，实现了开发要求的相应功能。 S-100实训装置；实验监控系统；组态王；；PLCAbstract Key words:  第一章 绪论 第一节 引言 S-100实训装置是以工业过程控制为设计蓝本；系统包含了PLC控制系统、储/实训水箱、水管管件、监测系统、执行器系统等模块。利用各种工业检测装置及执行器实现对水温、液位、流量、压力四大热工参数的监控实训。S-100实训装置在具备PLC编程、安全配线、组态、电器调节、管路搭建、变频调速、可控硅调压控制的同时，重点突出流体过程控制传感器的配线、信号转换、变送、采集、PID控制、组态控制的主要实训功能。S-100实训装置涵盖了扩散硅压力变送器、超声波非接触式液位变送器、涡轮式流量传感器、PT100温度变送器、磁浮球液位开关等常用传感器，覆盖开关量、模拟量、脉冲等三种信号类别。除此之外系统还扩展安全配线、多钟实训模拟式切换功能。 本课题利用S-100实训装置，可以分别对液位、压力等参数设计检测和控制实验。检测变送器将被控量转换为4～20 mA信号，通过PLC 模拟量输入通道A /D 转换为数字量，PLC 控制程序对输入信号采样、滤波，与设定值比较后进行PID 运算输出操作量，经D /A转换为4 ～ 20 mA 信号给变频器( 液位、压力、流量控制、 温度控制)。 目前我国引进的组态软件有：美国的FIX32、Ifix,德国的WinCC等。国产的组态软件有组态王、开物、世纪星、力控、FameView、MCGS等，其中亚控公司开发的组态王是一个非常优秀的软件。它提供了一个良好开发环境，如：提供许多绘图元素、控件、报表格式、方式等，使开发人员不必把精力集中在绘制人机界面上，而专心考虑如何实现系统的功能，使开发工作变得轻松容易、简单、高效。 组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件面板构成的集成系统取代传统的封闭式系统。具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。 本课题用组态王开发软件开发设计S-100实训装置的实验监控软件，通过RS-232 /RS-485 和下位机PLC串口通信，用STEP7-MicroWin 编程软件对下位机PLC进行编程，达到对液位/流量等参数的检测与控制等目的。 目前有大量的关于下位PLC+上位PC机的自动化系统研究成果。 赵航利用组态王与PLC，设计水位监控系统。本实验系统的主要内容是对一个单容水箱的液位进行控制。利用水箱、阀门、管道、水泵、CY30011A型水位传感器、PLC控制器、RS232通讯接口和上位机，构建单容水箱液位控制系统。根据监控对象的特性，开发PID调节器。要求能实时检测水箱液位的高度，并与设定值做比较，由PLC控制水泵的转动进行液位的调整，最终达到液位的设定值。在组态王中组态，实现报警、实时趋势、历史趋势、参数修改、手／自动切换等功能。李奎利用组态王软件实现组态应用教学、三菱PLC 的远程监控系统，构建了虚拟监控系统网络,实现了单套实训设备的监控管理功能，设计了基于FX2N-128MR PLC 和组态王软件的溶液混合设备虚拟控制系统，通过IE 浏览器实现了远程监控的功能,减少了设备硬件损耗。赵丹丹[5]研究的工业以太网温控系统以西门子S7-200P LC 作为控制器实现PID 控制, 并利用以太网通讯模块CP243 一l 通过工业以太网实现与上位机之间的通讯, 实现了对该大滞后、强非线性系统温度的有效自动控制。张静之[6]等研究基于组态技术的教学实验开发是以具体的控制对象，