組態(tài)課程設(shè)計(jì)--基于mcgs組態(tài)環(huán)境在中央空調(diào)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要3</b></p><p><b>　　前 言4</b></p><p><b>　　1、 概 述5</b></p><p>　　1.1 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容5</p

2、><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)要求分析5</p><p>　　2、 系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1 建立工程5</p><p>　　2.2 定義變量6</p><p>　　2.3 數(shù)據(jù)變量定義步驟7</p><p>　　3、 系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)7</p>&l

3、t;p>　　3.1 建立組態(tài)用戶窗口7</p><p>　　3.2 窗口畫面的制作8</p><p>　　3.2.1主窗口的制作8</p><p>　　3.2.2其他窗口的制作10</p><p>　　3.3 系統(tǒng)腳本程序編寫11</p><p>　　4、 設(shè)計(jì)總結(jié)15</p>&

4、lt;p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p><p><b>　　謝辭17</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　冷卻水循環(huán)系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)中的重要組成部件，它直接影響到中央空調(diào)供冷、供熱功能的實(shí)現(xiàn)效果，所以對(duì)它準(zhǔn)確的測試與處理要求很高。</

5、p><p>　　本設(shè)計(jì)研究了基于MCGS組態(tài)環(huán)境在中央空調(diào)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中得應(yīng)用。利用組態(tài)軟件MCGS設(shè)計(jì)了冷卻水循環(huán)系統(tǒng)監(jiān)控界面，提供了直觀、清晰、準(zhǔn)確的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而為控制運(yùn)行、維修和故障診斷提供了多方面的可能性，充分提高了系統(tǒng)的工作效率。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】中央空調(diào)、冷卻水循環(huán)、MCGS</p><p><b>　　Abstr

6、act</b></p><p>　　The cooling water circulation system is a key component in the central air conditioning system, it directly affects the central air-conditioning cooling and heating function to achieve

7、 the effect, so it is accurate testing and demanding.</p><p>　　This design study Based on MCGS environment have central air-conditioning cooling water circulation system applications. Configuration software

8、MCGS design of the cooling water circulation system monitoring interface provides an intuitive, clear, accurate operational status of the cooling water circulation system, and thus provide a wide range of possibilities f

9、or the control of the operation, maintenance and troubleshooting to fully enhance the system efficiency.</p><p>　　Key words:central air conditioning, cooling water circulation, MCGS</p><p><b

10、>　　前 言</b></p><p>　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，中央空調(diào)被廣泛使用，尤其是城市的賓館、飯店、大型商場、娛樂場所、大型寫字樓、辦公樓、現(xiàn)代化生產(chǎn)車間都相繼安裝了中央空調(diào)設(shè)備，它不僅給人們帶來舒適的環(huán)境，同時(shí)也被用來調(diào)節(jié)工業(yè)生產(chǎn)所需環(huán)境的溫度和濕度。中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)包括冷卻水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和采暖水系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)是由熱交換器、冷卻水泵、管道、冷卻塔等組成。冷卻水在冷凍機(jī)里

11、冷卻受熱受壓的制冷劑，溫度上升至37℃ 左右，經(jīng)水泵送至冷卻塔，冷卻后返回至冷凍機(jī)中循環(huán)使用。　</p><p>　　中央空調(diào)一般承擔(dān)著夏季供冷、冬季供熱的任務(wù)，春季和秋季停機(jī)檢修或保養(yǎng)，即使在正常運(yùn)行期間也根據(jù)氣溫的變化和工作環(huán)境的需要停機(jī)。大多數(shù)企事業(yè)單位由于編制上的限制不設(shè)專門水處理技術(shù)管理人員，實(shí)行粗放式管理，因此，對(duì)中央空調(diào)進(jìn)行過程自動(dòng)化控制處理，具有良好的處理效果，管理簡單方便，水處理成本低廉。<

12、;/p><p><b>　　1、 概 述</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中針對(duì)中央空調(diào)冷卻水循環(huán)控制系統(tǒng)為對(duì)象，進(jìn)行工控組態(tài)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)冷卻水循環(huán)部分的過程自動(dòng)化處理。主控制界面應(yīng)用MCGS組態(tài)軟件對(duì)傳感器接受到的信號(hào)進(jìn)行顯示與處理，完成相應(yīng)的報(bào)警信息顯示、實(shí)時(shí)曲線、報(bào)表

13、和歷史曲線、報(bào)表的顯示，是系統(tǒng)保持穩(wěn)定的運(yùn)行。</p><p>　　本設(shè)計(jì)我主要制作主窗口，繪制原件，并對(duì)其參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)要求分析</p><p>　　本設(shè)計(jì)要求完成組態(tài)軟件工藝畫面的設(shè)計(jì)，并完成系統(tǒng)的綜合調(diào)試。對(duì)工藝畫面有如下要求：</p><p>　　(1)用戶圖形界面生成：創(chuàng)建用戶窗口。</

14、p><p>　　(2)設(shè)置用戶窗口屬性：設(shè)置為啟動(dòng)窗口。</p><p>　　(3)創(chuàng)建編輯圖形對(duì)象：插入元件并制作文字框圖。</p><p>　　(4)制作用戶動(dòng)畫界面：使用工具箱中得流動(dòng)塊。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)思路 </b></p><p>　　(1)本設(shè)計(jì)以中央空調(diào)冷卻水循

15、環(huán)控制系統(tǒng)為對(duì)象，進(jìn)行工控組態(tài)設(shè)計(jì)，演示冷卻水循環(huán)部分的過程自動(dòng)化運(yùn)行。</p><p>　　(2)由演示可直觀的了解冷卻水系統(tǒng)組成,即冷卻水系統(tǒng)是由熱交換器、冷卻水泵、管道、冷卻塔等組成。</p><p>　　(3)當(dāng)熱交換器中水溫高于37℃時(shí)，通過溫度傳感器產(chǎn)生控制信號(hào)，使電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，帶動(dòng)水泵工作，將熱交換器中水通過管道送入冷卻塔，冷卻后再送入熱交換器中繼續(xù)循環(huán)。</p>

16、<p>　　(4)冷卻塔設(shè)置最高和最低安全運(yùn)行水位，保證系統(tǒng)正常工作，當(dāng)水位高于低于安全水位時(shí)，補(bǔ)水閥或出水閥工作，補(bǔ)充或放出水使系統(tǒng)正常運(yùn)行。</p><p>　　(5)在冷卻塔出水口安裝溫度傳感器，設(shè)置冷卻塔水溫上限，當(dāng)水溫高于上限值時(shí)報(bào)警，說明系統(tǒng)運(yùn)行不正常，提醒工作人員檢修。 </p><p><b>　　2、 系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)</b></p&g

17、t;<p><b>　　2.1 建立工程</b></p><p>　　(1) 單擊文件菜單中“新建工程”選項(xiàng)，彈出工作臺(tái)窗口。如圖2-1所示。</p><p>　　(2) 選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項(xiàng)，彈出文件保存窗口。</p><p>　　(3) 在文件名一欄中輸入“中央空調(diào)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)”，點(diǎn)擊“保存”按鈕，工程建立

18、完畢。如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-1 新建工程 圖2-2 輸入文件名</p><p><b>　　2.2 定義變量</b></p><p>　　在定義變量之前，應(yīng)先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，確定需要的變量。</p><p>　　表2-1 冷卻塔循環(huán)系統(tǒng)變量分配表&l

19、t;/p><p>　　2.3 數(shù)據(jù)變量定義步驟</p><p>　　(1)單擊工作臺(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”選項(xiàng)卡，進(jìn)入“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”窗口頁，如圖2-3所示。窗口中列出了系統(tǒng)已有數(shù)據(jù)變量“數(shù)據(jù)對(duì)象”的名稱。其中一部分為系統(tǒng)內(nèi)部建立的數(shù)據(jù)對(duì)象。</p><p>　　(2)單擊工作臺(tái)右側(cè)“新增對(duì)象”按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對(duì)象列表中增添了一個(gè)新的數(shù)據(jù)對(duì)象。</p>&l

20、t;p>　　(3)選中該數(shù)據(jù)對(duì)象，按“對(duì)象屬性”按鈕，打開“數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置”窗口。根據(jù)表3-1中的值對(duì)屬性窗口進(jìn)行設(shè)置。如圖2-4所示。</p><p>　　(4)按照步驟2-3，根據(jù)表2-1，設(shè)置其他數(shù)據(jù)對(duì)象。</p><p>　　(5)單擊“保存”按鈕，屬性設(shè)置完成。</p><p>　　圖2-4 數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置 圖2-3

21、 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 </p><p><b>　　3、 系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 建立組態(tài)用戶窗口</p><p>　　本系統(tǒng)運(yùn)行過程中需要有如下5個(gè)用戶窗口：封面、中央空調(diào)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)主窗口、報(bào)警記錄與參數(shù)設(shè)置窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)窗口、歷史數(shù)據(jù)窗口。如圖3-1所示。</p><p><b&

22、gt;　　圖3-1 用戶窗口</b></p><p>　　3.2 窗口畫面的制作</p><p>　　3.2.1主窗口的制作</p><p>　　(1) 單擊“用戶窗口”，雙擊“用戶窗口”中的“中央空調(diào)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)”。進(jìn)入編輯界面。如圖3-3所示。</p><p>　　(2) 單擊“工具箱”內(nèi)的“標(biāo)簽”按鈕，可根據(jù)需要繪制標(biāo)簽

23、。</p><p>　　(3) 雙擊已繪制好的標(biāo)簽，打開“動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置”窗口，設(shè)置標(biāo)簽屬性。如圖3-4所示。</p><p>　　(4) 單擊“工具箱”內(nèi)的“插入元件”圖表，打開“對(duì)象元件管理”對(duì)話框，將相應(yīng)的動(dòng)畫元件添加到組態(tài)中?！皩?duì)象元件管理”如圖3-5 3-6所示。</p><p>　　(5) 最終的組態(tài)畫面如圖3-7所示。</p><

24、;p>　　圖3-3 編輯環(huán)境 圖3-4 動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置</p><p>　　圖3-5 對(duì)象元件庫管理 圖3-6 傳感器元件庫管理 </p><p>　　圖3-7 中央空調(diào)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)</p><p>

25、;　　(1)冷卻塔的單元屬性中大小變化關(guān)聯(lián)表達(dá)式冷卻塔儲(chǔ)水容量，我們是通過設(shè)備窗口中的模擬設(shè)備內(nèi)部屬性，將儲(chǔ)水量最大值設(shè)為60，在通道連接中對(duì)應(yīng)冷卻塔儲(chǔ)水容量，使得動(dòng)畫自動(dòng)運(yùn)行起來。</p><p>　　(2)通過函數(shù)模擬使傳感器動(dòng)作。</p><p>　　(3)當(dāng)熱交換器動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)接受信號(hào)，帶動(dòng)水泵運(yùn)行。開關(guān)為綠色時(shí)為運(yùn)行，紅色時(shí)為停止。熱交換器運(yùn)行時(shí)，不停的閃爍。</p>

26、<p>　　(4)當(dāng)補(bǔ)水閥打開，開關(guān)為綠色，補(bǔ)水閥流動(dòng)塊動(dòng)作。當(dāng)出水閥打開，開關(guān)為綠色，出水閥流動(dòng)塊動(dòng)作。</p><p>　　(5)在控制面板中，4個(gè)儀表分別對(duì)應(yīng)冷卻塔出水溫度、熱交換器內(nèi)壓值、冷卻塔出水溫度、熱交換器內(nèi)溫度。用了4個(gè)標(biāo)簽其屬性設(shè)置顯示輸出分別為表達(dá)式冷卻塔的出水溫度、熱交換器內(nèi)壓值、冷卻塔出水溫度、熱交換器被溫度輸出量類型為數(shù)值量輸出。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行，會(huì)顯示各個(gè)變量的值。</p

27、><p>　　(6)其中與4個(gè)按鈕，設(shè)置操作屬性中的打開用戶窗口分別對(duì)應(yīng)封面、歷史數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，報(bào)警記錄與參數(shù)設(shè)置，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，通過按動(dòng)按鈕，可以轉(zhuǎn)到相應(yīng)的界面窗口。</p><p>　　(7)使用了三個(gè)標(biāo)簽，分別為熱交換器內(nèi)溫度、冷卻塔水位，系統(tǒng)運(yùn)行。熱交換器內(nèi)溫度的設(shè)置屬性可見度表達(dá)式為熱交換器內(nèi)溫度1=1。前面指示燈設(shè)置中顏色填充表達(dá)式為熱交換器內(nèi)溫度1。根據(jù)程序，當(dāng)溫度過高，前面的

28、指示燈變?yōu)榧t色，后面的標(biāo)簽顯示溫度過高字樣。正常運(yùn)行時(shí)指示燈為綠色。冷卻塔標(biāo)簽原理類似。</p><p>　　(8)時(shí)間顯示界面，添加了兩個(gè)標(biāo)簽，屬性設(shè)置顯示輸出的表達(dá)式分別為星期11和時(shí)刻2。輸出值類似為字符串輸出。通過函數(shù)使其運(yùn)行。</p><p><b>　　如圖所示：</b></p><p>　　左傳感器設(shè)置屬性

29、 冷卻塔儲(chǔ)水設(shè)置屬性</p><p>　　熱交換器內(nèi)壓值設(shè)置屬性 歷史數(shù)據(jù)設(shè)置屬性</p><p>　　3.2.2其他窗口的制作</p><p>　　重復(fù)主窗口制作步驟繪制其他動(dòng)畫窗口。</p><p>　　(1)報(bào)警記錄與參數(shù)窗口的繪制：報(bào)警記錄與參數(shù)設(shè)置窗口界面布局如圖3-7所示。</p><p&

30、gt;　　(2)歷史數(shù)據(jù)窗口的繪制：歷史數(shù)據(jù)窗口的布局如圖3-8所示。</p><p>　　(3)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)窗口的繪制：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)窗口界面如圖3-9所示。</p><p>　　(4)封面窗口的繪制：封面窗口界面如圖3-10所示。</p><p>　　圖3-7 報(bào)警記錄窗口 圖3-8 歷史數(shù)據(jù)窗口</p><p>　　圖3

31、-9 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)窗口 圖3-10 封面窗口</p><p>　　3.3 系統(tǒng)腳本程序編寫</p><p>　　(1)運(yùn)行策略繪制：運(yùn)行策略界面如圖3-12所示。</p><p>　　圖3-12 運(yùn)行策略窗口</p><p>　　(2)運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫繪制：運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫界面如圖3-11所示。</p>

32、<p>　　圖3-11 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口</p><p>　　雙擊“腳本程序”工具條進(jìn)入腳本程序編輯環(huán)境，編輯腳本程序如下：</p><p><b>　　冷卻塔控制</b></p><p>　　!SetAlmValue(冷卻塔出水溫度,冷卻塔出水溫度上限,3)</p><p>　　!SetAlmValue(冷

33、卻塔儲(chǔ)水容量,冷卻塔儲(chǔ)水上限,3)</p><p>　　!SetAlmValue(冷卻塔儲(chǔ)水容量,冷卻塔儲(chǔ)水下限,2) '設(shè)置限參數(shù)</p><p>　　if 冷卻塔儲(chǔ)水容量>=冷卻塔儲(chǔ)水上限 or 冷卻塔儲(chǔ)水容量<=冷卻塔儲(chǔ)水下限 then</p><p>　　冷卻塔儲(chǔ)水容量1=0</p><p>　　if 冷卻塔儲(chǔ)水

34、容量<=冷卻塔儲(chǔ)水下限 then</p><p>　　冷卻塔儲(chǔ)水下限1=0</p><p>　　冷卻塔儲(chǔ)水上限1=1</p><p><b>　　else</b></p><p>　　冷卻塔儲(chǔ)水下限1=1</p><p>　　冷卻塔儲(chǔ)水上限1=0</p><p>&l

35、t;b>　　endif</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　冷卻塔儲(chǔ)水容量1=1</p><p>　　冷卻塔儲(chǔ)水下限1=0</p><p>　　冷卻塔儲(chǔ)水上限1=0</p><p><b>　　endif</b><

36、/p><p>　　冷卻塔出水溫度=!sin(秒1*3.14/60)*10 </p><p>　　if 冷卻塔出水溫度>=8 then</p><p>　　冷卻塔出水溫度1=1</p><p><b>　　系統(tǒng)運(yùn)行=1</b></p><p>　　else 冷卻塔出水溫度1=0<

37、/p><p><b>　　系統(tǒng)運(yùn)行=0</b></p><p><b>　　endif</b></p><p>　　if 冷卻塔儲(chǔ)水容量=<冷卻塔儲(chǔ)水下限 then</p><p><b>　　補(bǔ)水閥=1</b></p><p><b>　　

38、else</b></p><p><b>　　補(bǔ)水閥=0</b></p><p><b>　　endif</b></p><p>　　if 冷卻塔儲(chǔ)水容量>=冷卻塔儲(chǔ)水上限 then</p><p><b>　　出水閥=1</b></p><

39、;p><b>　　else</b></p><p><b>　　出水閥=0</b></p><p><b>　　endif</b></p><p>　　if 冷卻塔儲(chǔ)水容量=<冷卻塔儲(chǔ)水上限 and 冷卻塔儲(chǔ)水容量>=冷卻塔儲(chǔ)水下限 then</p><p>

40、<b>　　補(bǔ)水閥=0</b></p><p><b>　　出水閥=0</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　Endif</b></p><p><b>　　熱交換器控制</b></p

41、><p>　　熱交換器內(nèi)壓值=600+!sin(秒1*3.14/60)*600</p><p>　　if 熱交換器內(nèi)壓值>1000 then</p><p>　　熱交換器內(nèi)壓強(qiáng)1=1</p><p>　　else 熱交換器內(nèi)壓強(qiáng)1=0</p><p><b>　　endif</b><

42、/p><p>　　熱交換器內(nèi)溫度值=!sin(秒1*3.14/60)*40</p><p>　　if 熱交換器內(nèi)溫度值>=37 then</p><p>　　熱交換器內(nèi)溫度值1=1</p><p>　　else 熱交換器內(nèi)溫度值1=0</p><p><b>　　endif</b></p

43、><p>　　if 熱交換器內(nèi)溫度值1 =1 then</p><p><b>　　水泵=1</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　水泵=0</b></p><p><b>　　endif</b

44、></p><p><b>　　4、 設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)是通過以自主學(xué)習(xí)的方式使用MCGS組態(tài)軟件模擬設(shè)計(jì)中央空調(diào)冷卻水循環(huán)監(jiān)測控制系統(tǒng)。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的基本功能有：</p><p>　　(1) 把傳感器獲取的信號(hào)進(jìn)行顯示與數(shù)據(jù)處理，并完成自動(dòng)控制溫度與水量。</p><p>　　(2

45、) 實(shí)現(xiàn)報(bào)警記錄、歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示與存盤。</p><p>　　(3) 系統(tǒng)包含了參數(shù)設(shè)置和用戶管理等功能。</p><p>　　系統(tǒng)利用了MCGS組態(tài)軟件工作臺(tái)中各個(gè)窗口的功能，實(shí)現(xiàn)冷卻水循環(huán)的監(jiān)測與控制。通過本次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)工業(yè)過程控制軟件有了大概的了解，并了解了各種國內(nèi)外的組態(tài)軟件，掌握了MCGS組態(tài)軟件的基本功能、原理及其編程方法。</p><p>

46、;<b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陶永華，尹怡欣，葛蘆生.新型PID控制及其應(yīng)用【M】，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998,9</p><p>　　[2] 北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件公司，MCGS工控組態(tài)軟件用戶指南，1998</p><p>　　[3] 寧永生，王琪輝，張英，大型空調(diào)中央監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)【J】.暖通空調(diào),2004

47、,(3):59-61.</p><p>　　[4] 魯思慧，全中文工控組態(tài)軟件MCGS【J】.自動(dòng)化博覽,2002,19(3):74-75</p><p><b>　　謝辭</b></p><p>　　此次設(shè)計(jì)是一個(gè)很好的實(shí)踐活動(dòng)，在設(shè)計(jì)過程中遇到一些一時(shí)難以解決的問題，通過和同學(xué)討論和向老師請(qǐng)教，使我在鍛煉自己的個(gè)人能力的同時(shí)也學(xué)到了不同解決