組態(tài)課程設計--基于mcgs組態(tài)環(huán)境在中央空調冷卻水循環(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 課程設計內容5</p

2、><p>　　1.2 課程設計要求分析5</p><p>　　2、 系統(tǒng)工程設計5</p><p>　　2.1 建立工程5</p><p>　　2.2 定義變量6</p><p>　　2.3 數據變量定義步驟7</p><p>　　3、 系統(tǒng)組態(tài)設計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、 設計總結15</p>&

4、lt;p><b>　　參考文獻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)是中央空調系統(tǒng)中的重要組成部件，它直接影響到中央空調供冷、供熱功能的實現效果，所以對它準確的測試與處理要求很高。</

5、p><p>　　本設計研究了基于MCGS組態(tài)環(huán)境在中央空調冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中得應用。利用組態(tài)軟件MCGS設計了冷卻水循環(huán)系統(tǒng)監(jiān)控界面，提供了直觀、清晰、準確的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，進而為控制運行、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>　　【關鍵詞】中央空調、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>　　隨著我國國民經濟的快速增長，中央空調被廣泛使用，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、現代化生產車間都相繼安裝了中央空調設備，它不僅給人們帶來舒適的環(huán)境，同時也被用來調節(jié)工業(yè)生產所需環(huán)境的溫度和濕度。中央空調循環(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。冷卻水在冷凍機里

11、冷卻受熱受壓的制冷劑，溫度上升至37℃ 左右，經水泵送至冷卻塔，冷卻后返回至冷凍機中循環(huán)使用?！?lt;/p><p>　　中央空調一般承擔著夏季供冷、冬季供熱的任務，春季和秋季停機檢修或保養(yǎng)，即使在正常運行期間也根據氣溫的變化和工作環(huán)境的需要停機。大多數企事業(yè)單位由于編制上的限制不設專門水處理技術管理人員，實行粗放式管理，因此，對中央空調進行過程自動化控制處理，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>　　課程設計內容</b></p><p>　　本設計中針對中央空調冷卻水循環(huán)控制系統(tǒng)為對象，進行工控組態(tài)設計，以實現冷卻水循環(huán)部分的過程自動化處理。主控制界面應用MCGS組態(tài)軟件對傳感器接受到的信號進行顯示與處理，完成相應的報警信息顯示、實時曲線、報表

13、和歷史曲線、報表的顯示，是系統(tǒng)保持穩(wěn)定的運行。</p><p>　　本設計我主要制作主窗口，繪制原件，并對其參數進行設置。</p><p>　　1.2 課程設計要求分析</p><p>　　本設計要求完成組態(tài)軟件工藝畫面的設計，并完成系統(tǒng)的綜合調試。對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)設置用戶窗口屬性：設置為啟動窗口。</p><p>　　(3)創(chuàng)建編輯圖形對象：插入元件并制作文字框圖。</p><p>　　(4)制作用戶動畫界面：使用工具箱中得流動塊。</p><p><b>　　1.3 設計思路 </b></p><p>　　(1)本設計以中央空調冷卻水循

15、環(huán)控制系統(tǒng)為對象，進行工控組態(tài)設計，演示冷卻水循環(huán)部分的過程自動化運行。</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)當熱交換器中水溫高于37℃時，通過溫度傳感器產生控制信號，使電動機動作，帶動水泵工作，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)冷卻塔設置最高和最低安全運行水位，保證系統(tǒng)正常工作，當水位高于低于安全水位時，補水閥或出水閥工作，補充或放出水使系統(tǒng)正常運行。</p><p>　　(5)在冷卻塔出水口安裝溫度傳感器，設置冷卻塔水溫上限，當水溫高于上限值時報警，說明系統(tǒng)運行不正常，提醒工作人員檢修。 </p><p><b>　　2、 系統(tǒng)工程設計</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，彈出工作臺窗口。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，彈出文件保存窗口。</p><p>　　(3) 在文件名一欄中輸入“中央空調冷卻水循環(huán)系統(tǒng)”，點擊“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，應先對系統(tǒng)進行分析，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 數據變量定義步驟</p><p>　　(1)單擊工作臺中的“實時數據庫”選項卡，進入“實時數據庫”窗口頁，如圖2-3所示。窗口中列出了系統(tǒng)已有數據變量“數據對象”的名稱。其中一部分為系統(tǒng)內部建立的數據對象。</p><p>　　(2)單擊工作臺右側“新增對象”按鈕，在窗口的數據對象列表中增添了一個新的數據對象。</p>&l

20、t;p>　　(3)選中該數據對象，按“對象屬性”按鈕，打開“數據對象屬性設置”窗口。根據表3-1中的值對屬性窗口進行設置。如圖2-4所示。</p><p>　　(4)按照步驟2-3，根據表2-1，設置其他數據對象。</p><p>　　(5)單擊“保存”按鈕，屬性設置完成。</p><p>　　圖2-4 數據對象屬性設置 圖2-3

21、 實時數據庫 </p><p><b>　　3、 系統(tǒng)組態(tài)設計</b></p><p>　　3.1 建立組態(tài)用戶窗口</p><p>　　本系統(tǒng)運行過程中需要有如下5個用戶窗口：封面、中央空調冷卻水循環(huán)系統(tǒng)主窗口、報警記錄與參數設置窗口、實時數據窗口、歷史數據窗口。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“中央空調冷卻水循環(huán)系統(tǒng)”。進入編輯界面。如圖3-3所示。</p><p>　　(2) 單擊“工具箱”內的“標簽”按鈕，可根據需要繪制標簽

23、。</p><p>　　(3) 雙擊已繪制好的標簽，打開“動畫組態(tài)屬性設置”窗口，設置標簽屬性。如圖3-4所示。</p><p>　　(4) 單擊“工具箱”內的“插入元件”圖表，打開“對象元件管理”對話框，將相應的動畫元件添加到組態(tài)中?！皩ο笤芾怼比鐖D3-5 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 動畫組態(tài)屬性設置</p><p>　　圖3-5 對象元件庫管理 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聯(lián)表達式冷卻塔儲水容量，我們是通過設備窗口中的模擬設備內部屬性，將儲水量最大值設為60，在通道連接中對應冷卻塔儲水容量，使得動畫自動運行起來。</p><p>　　(2)通過函數模擬使傳感器動作。</p><p>　　(3)當熱交換器動作，電動機接受信號，帶動水泵運行。開關為綠色時為運行，紅色時為停止。熱交換器運行時，不停的閃爍。</p>

26、<p>　　(4)當補水閥打開，開關為綠色，補水閥流動塊動作。當出水閥打開，開關為綠色，出水閥流動塊動作。</p><p>　　(5)在控制面板中，4個儀表分別對應冷卻塔出水溫度、熱交換器內壓值、冷卻塔出水溫度、熱交換器內溫度。用了4個標簽其屬性設置顯示輸出分別為表達式冷卻塔的出水溫度、熱交換器內壓值、冷卻塔出水溫度、熱交換器被溫度輸出量類型為數值量輸出。當系統(tǒng)運行，會顯示各個變量的值。</p

27、><p>　　(6)其中與4個按鈕，設置操作屬性中的打開用戶窗口分別對應封面、歷史數據，實時數據，報警記錄與參數設置，當系統(tǒng)運行時，通過按動按鈕，可以轉到相應的界面窗口。</p><p>　　(7)使用了三個標簽，分別為熱交換器內溫度、冷卻塔水位，系統(tǒng)運行。熱交換器內溫度的設置屬性可見度表達式為熱交換器內溫度1=1。前面指示燈設置中顏色填充表達式為熱交換器內溫度1。根據程序，當溫度過高，前面的

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

29、 冷卻塔儲水設置屬性</p><p>　　熱交換器內壓值設置屬性 歷史數據設置屬性</p><p>　　3.2.2其他窗口的制作</p><p>　　重復主窗口制作步驟繪制其他動畫窗口。</p><p>　　(1)報警記錄與參數窗口的繪制：報警記錄與參數設置窗口界面布局如圖3-7所示。</p><p&

30、gt;　　(2)歷史數據窗口的繪制：歷史數據窗口的布局如圖3-8所示。</p><p>　　(3)實時數據窗口的繪制：實時數據窗口界面如圖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 報警記錄窗口 圖3-8 歷史數據窗口</p><p>　　圖3

31、-9 實時數據窗口 圖3-10 封面窗口</p><p>　　3.3 系統(tǒng)腳本程序編寫</p><p>　　(1)運行策略繪制：運行策略界面如圖3-12所示。</p><p>　　圖3-12 運行策略窗口</p><p>　　(2)運行實時數據庫繪制：運行實時數據庫界面如圖3-11所示。</p>

32、<p>　　圖3-11 實時數據庫窗口</p><p>　　雙擊“腳本程序”工具條進入腳本程序編輯環(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、卻塔儲水容量,冷卻塔儲水上限,3)</p><p>　　!SetAlmValue(冷卻塔儲水容量,冷卻塔儲水下限,2) '設置限參數</p><p>　　if 冷卻塔儲水容量>=冷卻塔儲水上限 or 冷卻塔儲水容量<=冷卻塔儲水下限 then</p><p>　　冷卻塔儲水容量1=0</p><p>　　if 冷卻塔儲水

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

35、t;b>　　endif</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　冷卻塔儲水容量1=1</p><p>　　冷卻塔儲水下限1=0</p><p>　　冷卻塔儲水上限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)運行=1</b></p><p>　　else 冷卻塔出水溫度1=0<

37、/p><p><b>　　系統(tǒng)運行=0</b></p><p><b>　　endif</b></p><p>　　if 冷卻塔儲水容量=<冷卻塔儲水下限 then</p><p><b>　　補水閥=1</b></p><p><b>　　

38、else</b></p><p><b>　　補水閥=0</b></p><p><b>　　endif</b></p><p>　　if 冷卻塔儲水容量>=冷卻塔儲水上限 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 冷卻塔儲水容量=<冷卻塔儲水上限 and 冷卻塔儲水容量>=冷卻塔儲水下限 then</p><p>

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

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

43、><p>　　if 熱交換器內溫度值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、 設計總結</b></p><p>　　本次課程設計是通過以自主學習的方式使用MCGS組態(tài)軟件模擬設計中央空調冷卻水循環(huán)監(jiān)測控制系統(tǒng)。系統(tǒng)主要實現的基本功能有：</p><p>　　(1) 把傳感器獲取的信號進行顯示與數據處理，并完成自動控制溫度與水量。</p><p>　　(2

45、) 實現報警記錄、歷史數據、實時數據的顯示與存盤。</p><p>　　(3) 系統(tǒng)包含了參數設置和用戶管理等功能。</p><p>　　系統(tǒng)利用了MCGS組態(tài)軟件工作臺中各個窗口的功能，實現冷卻水循環(huán)的監(jiān)測與控制。通過本次課程設計，我對工業(yè)過程控制軟件有了大概的了解，并了解了各種國內外的組態(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</b></p><p>　　[1] 陶永華，尹怡欣，葛蘆生.新型PID控制及其應用【M】，北京：機械工業(yè)出版社，1998,9</p><p>　　[2] 北京昆侖通態(tài)自動化軟件公司，MCGS工控組態(tài)軟件用戶指南，1998</p><p>　　[3] 寧永生，王琪輝，張英，大型空調中央監(jiān)控系統(tǒng)設計【J】.暖通空調,2004

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