组态王液位控制实例选编.ppt

学习项目5 用IPC和组态王实现水箱水位监控系统 内容提要 本章通过水位监控系统实例学习采用Kingview组态软件、IPC和PLC构成计算机控制系统的方法。 首先提出系统控制要求，然后对水位对象进行分析，确定了控制方案。之后进行了接口部件的选型，确定使用凌华牛顿系列的ND-6018智能模块和三菱FX2N-48MR PLC作为I/O接口设备，并根据其接线端子定义画出系统接线图。最后详细介绍了用Kingview进行监控画面制作、监控程序编写与调试的方法。 5.1 水箱水位监控系统的方案设计 5.1.1 水箱水位监控系统的控制要求 水位监控系统组成如图5.1所示。水箱通过一台水泵（Pump）和相应进水管道为水箱供水，水箱出水管道连接到多个用户，为用户提供水源。为了保持水压的相对稳定，要求水箱的水位（Liquid Level）在合适的范围内。水箱水位有两个报警限，分别是上限和下限。已知水箱高30m，上限为26m，下限为1m。 监控要求如下： （1）进行水位控制：如果水位低于下限，则水泵工作，为水箱进水；水位上升到上限，则关闭水泵。 （2）进行水位实时监测与显示。 （3）报表输出：生成水位参数的实时报表和历史报表，供显示和打印。 （4）曲线显示：生成水位参数的实时趋势曲线和历史趋势曲线。 5.1.2 水箱水位监控系统对象分析 由于用户用水量随时可能变化，造成水箱水位随之改变，应该采用闭环形式随时检测水位变化并实时调整供水量。此外，水位控制范围1~26m，范围较宽，控制品质要求较低，故可采用水位过低时接通水泵；水位过高时断开水泵的位式控制算法。 用图形描述以上控制规律，如图5.2所示。图5.3是水箱用水量从0突然变化为100%时，按照以上控制算法进行控制得到的水位变化曲线。 总结：被控对象——水箱。被控参数——水箱水位H。控制目标——使H保持在1～26m范围。控制变量——水泵的通断。控制算法——带中间区的位式控制算法。 5.1.3 水箱水位监控系统初方案制订 水位监控系统方框图如图5.4所示。水位经检测后通过输入接口送计算机，计算机根据水位高低发出控制命令，控制命令通过输出接口作用到水泵上，实现水位的闭环控制。 5.2 水箱水位监控系统的软、硬件设备选型与电路设计 5.2.1 命令输入设备选型 本系统命令有：启动、停止、手动、自动。本系统采用直接在计算机上输入命令。 5.2.2 传感器和变送器选型 仅就控制而言，本系统采用带中间区的位式控制算法，水位检测使用简单的水位开关即可。当水位达到限位值时，水位开关动作。但考虑到水位实时监测的要求，需要选择模拟量输出的水位传感器。在这里选用与项目3相同的DBYG型压力变送器。 5.2.3 执行器选型 本系统水泵参数如下： 型号：25SG-10-30。口径：25mm。流量：10m3/h。扬程：30m。效率：60%。 功率：1.5kW。电压：～380V，50Hz。转数：2800r/min。 5.2.4 I/O接口设备选型 1．储液罐系统I/O点基本情况 水箱水位系统的I/O点见表5.1，共有1个AI，1个DO。 2．水箱水位系统的I/O设备选择 选择凌华公司牛顿系列（Nudam）的ND-6018智能模块作为输入接口设备，接收压力变送器输出代表水位高低的4~20mA电流信号。 选择三菱公司的FX2-48MR型PLC作为输出接口设备，输出IPC的控制命令，控制水泵的通断。 ND-6018是凌华科技（中国）有限公司生产的8通道模拟量输入模块。其外观和接线端子定义如图5.5所示。 5.2.6 其他器件的选型 1．通信模块的选型 ND-6018模块将输入的模拟量转换为串行数字信号，此信号为RS-485标准。为了能够与计算机的RS-232串行口沟通，在ND-6018和计算机之间需要一个RS-485到RS-232的转换模块。在凌华牛顿系列中ND-6520具有此功能。其外观及端子定义如图5.6所示。 （3）将变送器输出信号与下一级信号接收装置（本系统为ND-6018）进行电气隔离。 可选择DFP-2100型配电器，其外观和接线端子定义如图5.7所示。A部分为变送器信号输入端子组，其中1、2为第I路变送器输入端子，3、4为第II路变送器输入端子。B部分为电源供应和输出端子组，其中11、12为DC24V供电输入端，1、2为第I路变送器电压输出端子，3、4为第I路变送器电流输出端子，5、6为第II路变送器电压输出端子，7、8为第II路变送器电流输出端子。 5.2.7 水箱水位监控系统方框图和电路接线图绘制 1．水位监控系统方框图 选定I/O设备后更详尽的水位监控系统方框图如图5.8所示。 （2）系统接线图如图5.9所示。 （3）单击“下一步”按钮，在“新建工程向导之二”窗口中的文本框中直接