组态控制课程设计---恒压供水自动监控系统.doc

　　　　 组态控制课程设计报告 学年学期 专　　业 自动化 学　　号　 授课班号 学生姓名 指导教师  目录  需求分析 系统功能 设计一个恒压供水自动监控系统，要求通过上位机和PLC进行Modbus RTU通讯，水箱的水位传感器和大楼供水管道的压力传感器将实时的水位数据和压力数据传回上位机，上位机根据传回的数据与下位机PLC进行Modbus RTU方式通信，将控制信息发到PLC下位机，对PLC的继电器进行写入，PLC通过控制电磁阀、逆止阀的开启、关断和离心泵的启动、停止将水箱水位控制在1～9米。 系统组成 系统设备： （1）PLC：具备Modbus RTU通信功能，能够与基于MCGS组态软件的上位机进行Modbus通信； （2）离心式水泵1#～3#，由PLC控制； （3）逆止阀1#～3#，由PLC控制； （4）电磁阀，由PLC控制； （5）压力传感器，4～20mA输出，压力范围0～150； （6）水位传感器，4～20mA输出，水位范围0～10米。 三、控制要求 1、Po设定压力，Px为实测压力，控制策略如下 对象 压力 Px=0.6Po 0.6PoPx=0.9Po 0.9PoPx=1.1Po Px1.1Po 1#泵、阀 开 开 开 关 2#泵、阀 开 开 关 关 3#泵、阀 开 关 关 关 2、水池中水位控制在1～9米，如果超过9米则关闭电磁阀，否则打开电磁阀。 3、PLC与监控主机实现Modbus互联。 第二章 系统设计 一、PLC、传感器模拟 由于缺少PLC实体设备，因此PLC下位机只能通过软件模拟实现，模拟软件为具有Modbus通讯功能的软件Modbus Slave，PLC的继电器相当于Modbus Slave软件的COIL STATUS，是一个开关量，只有0和1两种状态，MCGS上位机可以对COIL STATUS进行读、写操作。 图1. COIL STATUS，相当于PLC的继电器 同样传感器也要用该软件进行模拟，传感器向上位机发送的数据存放在Modbus Slave软件的HOLDING REGISTER中，MCGS上位机对该寄存器进行只读操作，上位机读取数据以后根据控制要求对COIL STATUS进行写入操作，相当于控制PLC继电器的开启和关断，达到控制泵、阀的目的。 图2. HOLDING REGISTER，存储传感器的读取值，手动输入 MCGS6.2通用版简介 MCGS是一套用于在计算机上快速构造和生成一套监控系统的组态软件。MCGS通过对现场数据进行采集并处理，以一定的动画，现场流程模拟和数据输出等方式向用户实时的反应工程中的生产现象，由于节省了很多人力资源，所以MCGS在工业自动化领域有着很广泛的应用。 MCGS的主要特性和功能如下： 1.组态后的操作界面具有可视化的特点。组态软件运用全中文，能够看见并且是面向窗口的，这一点符合我们大多数人的使用习惯。组态过程中的最小单位是窗口，以这些窗口为单位搭建界面，所以说MCGS的组态过程很简单，而且在组态过程中也很灵活。用户可以使用软件内部的构件，也可以自己创建需要的构件，这样就使得组态软件的拓展性很强，不拘泥与系统本身提供的架构。 2.组态完成后能实时反映系统的数据，并且具有并行处理的优异性能。组态软件基于计算机操作系统，充分的利用了计算机的资源，使得本身在运行和处理数据时不仅实时性好而且对一些系统不同的关键任务能进行分时处理，提高了系统的精确度，由于其在计算机上运行良好，使得工业控制计算机也被大量的引进到工业领域。另外组态软件还能和计算机连接更多的外部设备，例如打印机等，这样就可以对系统工作过程中的数据形成图纸文件。 3.组态软件拥有丰富的构件，具有搭建生动动画界面的特点。组态软件再为工作人员提供数据的时候是通过图形、图表、文档、曲线的形式，所有这些都有助于工作人员对工程概况实时监测。而且组态软件还能通过一些动画演示的手段来增强这种逼真的效果，使得更加接近现场控制。组态软件还能够制作多媒体，这样就使得工程画面更加逼真。 4.组态软件拥有功能强大的网络。组态软件支持现行的通信协议，组态软件之间可以方便的通过计算机进行通信，构成分布式的网络监控。 MCGS系统包括组态环境和运行环境两个部分。用户所有的配置过程都是在组态环境中进行的，用户环境提供了一套完整的工具软件，用户可以根据自己的设计需要构造自己的应用系统。用户组态完成后生成的结果是一个数据库文件，称为组态结果数据库。运行环