基于MCGS的以太网远程数据采集系统.doc

第一章 引言 1.1课程设计目的 本次课程设计的主要目的，是让我们掌握工业生产过程中热工参数等数据采集系统的设计方法和热工过程中诸如温度、压力、流量、液位等参数的测量方法，以及工业以太网、数据采集系统结构、信号的获取、通信、远程数据采集模块及组态软件应用方法。这次课程设计主要是培养我们独立分析和解决问题的工作能，以及综合运用所学知识进行实际工程设计的基本技能，查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力，工程绘图能力，初步编写技术报告的能力。 1.2课程设计内容 本次课程设计的内容是以实验室热工自动化过程控制实验装置（型号：THJDL－1）为研究对象，选用研华公司ADAM-6000系列以太网I/O模块和MCGS组态软件，设计远程数据采集系统，完成实验装置中流量、压力、液位、温度四大热工参数的采集。最终要达到的目的是通过这套系统，实现热工参数的远程采集。 1.3本人所参与的工作 我在这次课程设计中担任的是组长，工作涉及到每一个方面，包括安排组员的任务，协调组员之间的工作内容等。另外我收集了很多资料、最后的报告撰写我也参与了很大一部分的工作。在MCGS软件的组态过程中，我与刘柳进行了很多的合作。在实验室软件组态与接线过程中我也花费了相当多的精力，因为在这里我们遇到的问题是最多的，我们没有专门人员指导，所有的实验步骤都是我们自己摸索的，而且我们的实验老是不成功，软件与硬件不能通讯，我也联系了老师介绍给我们的技术员，但是问题依然没有得到彻底解决。最后在我们组的共同努力下我们设计的数据采集系统终于采集到了有效的数据。我也在这次设计过程中学习到了很多的新的有用的知识，在以后的工作中都是相当宝贵的。 第二章 热工实验装置简介 2.1热工自动化过程控制实验装置 2.1.1对象系统的结构及组成 “THJDL-1型热工自动化过程控制实验装置”是热工自动化控制实验的对象系统，实验系统的流程如图1 所示。实验对象系统包含有：不锈钢储水箱；上水箱为有机玻璃圆筒型水箱；下水箱为不锈钢锅炉汽包；三相4.5kW电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套构成）和铝塑盘管组成[1]。 图1实验系统流程图 系统动力系统有三套：一套由三相（380V交流）不锈钢磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计等组成；一套由三相不锈钢磁力驱动泵（220V变频）；另一套由三相不锈钢磁力驱动泵（220V变频）、涡轮流量计等组成。 整套对象系统完全由不锈钢材料制造，包括对象框架、管道、底板，甚至小到每一颗紧固螺钉。 2.1.2主要特点与性能 被调参数囊括了流量、压力、液位、温度四大热工参数。 系统除了改变调节器的设定值作阶跃扰动外，还可在对象中通过电磁阀和手操作阀制造各种扰动。 一个被调参数可用不同动力源、不同的执行器、不同的工艺线路下可演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣。 能进行多变量控制系统及特定过程控制系统实验。 能够完成锅炉汽包虚假水位特性实验以及分段过热控制系统实验。 6）输入电压：三相五线制380V±10% 50Hz。 7）工作环境：环境温度范围为-5℃～＋40℃ 相对湿度＜85%（25℃）海拔＜4000m。 2.2.系统组成 2.2.1对象系统中的各类检测变送及执行装置 2.2.1.1. 检测装置及其规格 1）扩散硅压力变送器两只：分别检测上水箱、锅炉汽包液位涡轮流量计三只：分别检测两条动力支路及盘管出水口的流量。 2）Pt100热电阻温度传感器六只：分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管（三只）及上水箱出水口水温。 3）执行器：包含电磁阀、电动调节阀各一个。 4）三相380V不锈钢磁力驱动泵、三相220V不锈钢磁力驱动泵（2台）以及三相电加热管。 2.2.1.2.组态软件 上位机软件采用 MCGS组态软件。该组态软件是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于Microsoft Windows 98/NT/2000/XP等操作系统。组态王采用了多线程、COM+组件等新技术，能实现实时多任务，运行稳定可靠[2]。所有实验均包括组态王实时数据库组态、图形动画、报表、曲线、报警组态、设备通讯组态等实验。在整个课程设计过程中，这个软件为提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集功能。MCGS简单易学，比较好操作。由于我们需要在短时间内完成课程设计，MCGS组态软件比较适合我们，这也是我们选择它的原因。 第三章 数据采集系统总体方案设计 3.1 数据采集系统简介 数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。通常，必须在数据采集设备采集之前调制传感器信号,包括对其进行增益或衰减和隔离,放大,滤波等.对待某些