科信楼宇监控技术课程设计

1、科信学院课程设计说明书（2008 /2009学年第一学期）课程名称：楼宇监控技术课程设计题 目：锅炉上位监控系统设计专业班级：学生姓名:学 号：指导教师:设计周数：2周设计成绩 ：2008年12月26日一、课程设计目的1。了解工业加热锅炉的工作原理，控制方法和控制要求。2. 确定上位机监控系统的控制方案， 并说明下位机数据交换的内容及接收和发送数据的编址情 况.3。使用组态软件编制上位机监控系统界面；建立实时数据库，设定相应的报警参数 , 历史参数等；选择通讯协议 , 进行数据连接，数值标定和相应的编程；编制程序实现对电加热炉控制系统的 监视与控制 ; 建立监控参数实时数据曲线和历史曲线；建立

2、查询数据库报表的查询和打印功能。4. 利用 I/O 设备驱动实现上位机监控系统对下位机的监控。二、课程设计内容（ 1）技术要求1锅炉自动监控系统中，下位机采用可编程序控制器 （PLC）,上位监控机采用工控机，工控机 置于控制室内。 按照生产工艺过程要求可通过上位机监控界面对每台加热炉的温度、煤气流量及空气流量进行远控监视和控制，能够实现自动控制和手动控制。2、 对电加热锅炉的运行状态进行实时控制，并对水位， 流量和温度等异常状况进行报警。 上位 机能够实现电加热锅炉系统的起停控制。还可实现手动控制点加热锅炉的启动停止。3、 上位监控机对锅炉。对下位机的运行参数能够设定和调整。4、 要求系统操作

3、简单，使用方便， 满足用户要求。5、 课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰、数据完整、结论明确.（2）相关知识2.2 。 1 监控组态控制系统的优点及应用俗称组态软件，译自英文SCADA即卩Supervision,Control and Data Aquisition（数据采集与监视控制） .组态软件的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域. 在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统（RTUSystem,Remote Terminal Unit）.组态软件是完成数据采集与过程控制的专用软件，他以计算机为基本工具，为实施数据采集

4、、 过程控制、生产控制提供了基础平台和开发环境 . 组态软件功能强大，使用方便，其预设置的各种 软件模块可以非常容易的实现监控层的各项功能， 并可向控制层和管理层提供软、 硬件的全部接口，使用组态软件可以方便、快速的进行系统集成，构造不同需求的数据采集与监控系统。 组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议， 并且通常应提供分布式数据管理和网络 功能。对应于原有的HMI （人机接口软件， Human Machi ne In terface ）的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的 HMI 的软件工具，或开发环境。 在组态软件出现之前，工控领域的用 户通过手工或委托第三方编写HMI

5、应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互,升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现，把用户从这些困境中解脱出来， 可以利用组态软件的功能 ，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA通讯及联网、开放数据接口、对 I/O 设备的广泛支持已经成为它的主要内容，随着技术的发展，监控组态软 件将会不断被赋予新的内容。2。 2。 2 系统硬件设计本系统 8 个单元各自配有自己的SIEMENS S7200 PLC 可编程序控制器作为单元控制器，每个单元还配有独立的操作按钮

6、: 自动 / 手动选择 ; 启动 / 停止选择 ; 单步运行；系统复位。S7 200系列属于整体式小型 PLC,用于代替继电器的简单控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统，将 CPU莫块、I/O模块和电源装在一个箱型机壳内，CPU莫块和扩展模块用扁平电缆连接。EM277PROFIBUS-D从站模块用于将 S7-200 CPU!接到PROFIBUS-D网络.通信速率为 9600 12Mbps.STEP 7-Micro/Win32 是专门为S7 200设计的，在个人计算机 Windows操作系统下运行的 编程软件,CPU通过PC/PPI电缆或插在计算机中的 CP5611等通信卡与计算机通信。目前

7、S7 200系列 PLC主要有 CPU221 CPU222 CPU224 和 CPU226西门子S7 200系列CPU外形与结构设计如下图所示S7-200: CPU 诛计ppi產祕S7 200 22X各主机的主要技术性能指标如下表1 :CPU 221CPU 222CPU 224CPU仍际寸50X80 畑90X30X62血妙62190X30X62 |20孵20孵096字1024?1024?加字M?EEPROMWMEEPROMEEPROM辫筋催馳*)鯉底50 W14AM24汕础无2倔?«"麒256256剛创0腑肚小无16刖6出32A/32SI3卿汗祢舲師船O熾财囉令FORNEX

8、T 瞬有t翱齡有有t(3)上位机图打开机戋朗术机武戯传曹;S底力传構器水位抬示_n KcTpr=-l<lOl1 3fi9<"i；i1 1 90Htntj10S:.JHh 9DhCin-75z 500E-SO40Q=4&亍阳-IQii= 15=-1 6A一©0温您套B .4我O O O O O O C OOOOOCOOO ta E 9 qp E cm 匚i uililiilLiiliiiilliiliiilflliii Lililiog os morjr-ijoohinciijctolllllllllllllll II llllllllllllllllll

9、lll（4）设计程序程序简单介绍S2 水液面变量 ; 此程序实现了 plc 的模拟控制， I0.0 实现加水控制。1、初始程序s13=1； s5=0； s14=1； aa。 PV=1;s3=1;主要程序IF aa.PV=1 &s14=1 THEN s2=s2+10;ENDIFIF s3=1& s13=1&s2>=15 THEN s4=s4+10;s6=s6+50；ENDIFIF s2>=80 THEN s2=80； s14=0ENDIFIF s4 =100 THEN s4=100;s3=0；ENDIFIF s5=1 THEN s2=s2-10 ；ENDIFI

10、F s2 =15 THEN s5=0； s4=20； s13=0;s14=1;ENDIFIF s2>20 THENs13=1;ENDIFIF s6>=400 THEN s7=1;ENDIFIF s7=1 THEN s8=s8+10ENDIFIF s8>=40 THEN s7=0； s6=100;s8=0ENDIFIF s2 =80 THEN s9=1ENDIFIF s2 80 THEN s9=0ENDIFIF s4=100 THEN s10=1ENDIFIF s4 100 THEN s10=0ENDIFIF s6 =350 THENs11=1ENDIFIF s6<350

11、 THEN s11=0ENDIF2、Pic程序：Network 1 Network TMa10. Q皿03、系统运行调试系统运行调试是验证程序正确性和可靠性的重要环节，也是实现正确编程的关键步骤。在系统调试过程中，我们遇到了很多困难和问题，但通过仔细钻研和虚心请教都逐一得到了解决在程序初期调试过程中我们发现由于对梯形图语言编制规则的不太了解，使得程序出现了很多问题。比如：没有注意到每一个输出线圈在程序中只能出现一次的规则，致使程序中一个输出线圈有多个输出，使得系统总不能按照我们事先设定的逻辑工作；又如由于对整个系统的动作逻辑和先 后顺序没有分析清楚，致使编程中出现动作指令相互矛盾等错误不能实现

12、要求。但通过深入分析与学习，最终这些都得到了很好的解决，整个系统实现了预期的动作要求和技术指标。三、课程设计心得从理论到实践，在整整两星期的日子里，学到很多很多东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际 相结合是很重要的， 只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得

13、不够深刻，掌握得不够牢。我意 识到我们所学的东西将来都是要付诸实践的，所以一切要从实际情况出发，理论联系实际，这样才能真正发挥我们所具备的能力。组态软件界面灵活，操作简单，容易设计。它的可灵活设计的界面增加了我们的兴趣，大家都很喜欢自己画出的图形，而且他的编程相对简单， 几条简单的语句就可实现效果 ，我们的编程中多用 IF条件语句，它可实现多种功能。但是在很多细微的地方需要多多考虑，比如初始进入程序条件， 以及每个图形文件的条件等在此过程中，我们遇到了一些问题，但最终在大家的共同协作，思考 之下解决了疑难问题。再做pic程序时不断的进行调试，可是效果不佳，没有很好的实现要求的过程，可能在设计过 程中细节的地方没有注意到，这就要求我要更加严格要求自己将知识真正的学到手与此同时，在设计中也得到了任课老师的大力帮助，使得实验得以成功，这也是离不开同学