s-100实训装置实验监控系统设计

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1、S-100实训装置实验监控系统设计DESIGNOFS-100TRATININGDEVEICEEXPERIMENTMONITORINGSYSTEM专业：测控技术与仪器摘要S-100实训装置是以工业过程控制为设计蓝本；以PLC为核心的实验装置。通过该装置，学生可以进行传感、检测、控制系统的实验，提高学生的动手能力，分析、解决问题的能力。通过设计S-100实训装置实验监控系统，学生在实验过程中，能够了解系统的实时信息，掌握工业控制的基本流程和控制方法，对培养学生的工程认知和实践能力具有重要意义。本课题通过设计S-100实训装置实验监控系统，了解PLC构成的控制系统；训

2、练S7-200PLC模块与其他装置的电气接线；学会利用组态王开发软件开发设计监控系统的人机界面；学会用上位机软件监视PLC运行状况；学会用上位机监控软件进行系统投运；学会用上位机监控软件进行PID控制，学会基于组态王与PLC监视控制的运行操作方法设计开发的内容包括：登陆界面，趋势曲线界面，报表界面等。对开发的实验监控系统进行实际调试，结果表明，实验监控系统与PLC通信成功，进入View运行模式下PLC正常运行，能够对实验进行管理，能够进行系统投运实验，能够进行PID控制系统实验，实现了开发要求的相应功能。关键词：S-100实训装置；实验监控系统；组态王；PID；

3、PLCAbstractKeywords:天津科技大学2013届本科生毕业设计第一章绪论第一节引言S-100实训装置是以工业过程控制为设计蓝本；系统包含了PLC控制系统、储/实训水箱、水管管件、监测系统、执行器系统等模块。利用各种工业检测装置及执行器实现对水温、液位、流量、压力四大热工参数的监控实训。S-100实训装置在具备PLC编程、安全配线、组态、电器调节、管路搭建、变频调速、可控硅调压控制的同时，重点突出流体过程控制传感器的配线、信号转换、变送、采集、PID控制、组态控制的主要实训功能。S-100实训装置涵盖了扩散硅压力变送器、超声波非接触式液位变送器、涡轮

4、式流量传感器、PT100温度变送器、磁浮球液位开关等常用传感器，覆盖开关量、模拟量、脉冲等三种信号类别。除此之外系统还扩展安全配线、多钟实训模拟式切换功能[1]。本课题利用S-100实训装置，可以分别对液位、压力等参数设计检测和控制实验。检测变送器将被控量转换为4～20mA信号，通过PLC模拟量输入通道A/D转换为数字量，PLC控制程序对输入信号采样、滤波，与设定值比较后进行PID运算输出操作量，经D/A转换为4～20mA信号给变频器(液位、压力、流量控制、温度控制)。目前我国引进的组态软件有：美国的FIX32、Ifix,德国的WinCC等。国产的组态软件有组态

5、王、开物、世纪星、力控、FameView、MCGS等，其中亚控公司开发的组态王是一个非常优秀的软件。它提供了一个良好开发环境，如：提供许多绘图元素、控件、报表格式、方式等，使开发人员不必把精力集中在绘制人机界面上，而专心考虑如何实现系统的功能，使开发工作变得轻松容易、简单、高效。组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件面板构成的集成系统取代传统的封闭式系统。具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能

6、，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能[2]。本课题用组态王开发软件开发设计S-100实训装置的实验监控软件，通过41天津科技大学2013届本科生毕业设计RS-232/RS-485和下位机PLC串口通信，用STEP7-MicroWin编程软件对下位机PLC进行编程，达到对液位/流量等参数的检测与控制等目的。第二节监控系统的现状目前有大量的关于下位PLC+上位PC机的自动化系统研究成果。赵航[3]利用组态王与PLC，设计水位监控系统。本实验

7、系统的主要内容是对一个单容水箱的液位进行控制。利用水箱、阀门、管道、水泵、CY30011A型水位传感器、PLC控制器、RS232通讯接口和上位机，构建单容水箱液位控制系统。根据监控对象的特性，开发PID调节器。要求能实时检测水箱液位的高度，并与设定值做比较，由PLC控制水泵的转动进行液位的调整，最终达到液位的设定值。在“组态王”中组态，实现报警、实时趋势、历史趋势、参数修改、手／自动切换等功能。李奎[4]利用组态王软件实现组态应用教学、三菱PLC的远程监控系统，构建了虚拟监控系统网络,实现了单套实训设备的监控管理功能，设计了基于FX2N-128MRPLC和组态王

8、软件的溶液混合设备虚拟控