组态控制技术及应用（微课版）课件 项目二 水位控制系统组态设计与调试

组态控制技术及应用项目二：水位控制系统组态设计与调试[项目描述]储液罐在工厂、生活中应用很广泛，例如屋顶水箱，酒厂容器、化工容器等。本项目对象为一个双储水罐的水位控制。水罐1由泵的开启控制注水。如果罐1和罐2之间的调节阀打开，则罐1内的水流入水罐2。水罐2出水管道上的阀门打开，则水罐2内的水流出。该系统基本结构如图所示。项目描述项目描述水位控制系统组态设计要求：操作属性：出水阀为手动无电接点阀门，调节阀为电磁线圈控制的电磁阀，水泵为三相异步电动机，由接触器控制。水位控制：水罐1水位要求控制在1～10m，水罐2水位要求控制在1～6m。报警：9m<水位1或者水位1<2m，进行水罐1水位报警，5m<水位2或者水位2m<1，进行水罐2水位报警。报警值可以由负责人实时修改。水位显示：能够实时检测水罐1、水罐2水位，并进行显示。报表输出：生成水罐1和水罐2水位数据的实时报表和历史报表，供显示和打印。曲线显示：生成水位参数的实时曲线和历史曲线。参考效果图学习目标知识目标能力目标素质目标学习目标1.培养勤恳认真、脚踏实地的工作作风。2.培养严谨细致、精益求精的工匠精神。3.培养安全、规范作业意识。4.培养分析问题，解决问题的能力。1.能根据系统要求熟练开发监控界面。2.能熟练完成各种图形元件的属性设置。3.会根据系统要求设置各种报警。4.能熟练应用报表和曲线对系统数据及变化进行监控。5.能熟练编写脚本程序。6.能熟练组态PLC设备。7.能根据系统控制要求完成调试。1.掌握各种数据对象的属性设置。

2.熟悉各种动画属性设置。

3.掌握报警的各种设置方法。

4.掌握报表的设置。

5.掌握曲线的设置。一、水位控制系统用户窗口组态1.建立工程图2.3新建工程图2.4保存工程一、水位控制系统用户窗口组态2.创建用户窗口图2.5新建用户窗口图2.6设置新建用户窗口名称一、水位控制系统用户窗口组态2.创建用户窗口完成2个用户窗口的创建一、水位控制系统用户窗口组态3.

绘制水位控制画面（1）制作水罐选择水罐17和53或其他3.

绘制水位控制画面（2）制作阀门一、水位控制系统用户窗口组态从“阀”中选取阀58、阀44，作为调节阀和出水阀打开“对象元件库管理”，从“泵”中选取泵40，作为水罐1注水泵。（3）制作水泵选中水泵，拖动周围白色矩形块，改变水泵大小。依次调节水罐1和水罐2大小。拖动水泵、水罐1和水罐2到合适位置，完成泵和水罐的布局。3.

绘制水位控制画面（4）制作水管一、水位控制系统用户窗口组态设置连接水管复制并调整管道方向管道连接3.

绘制水位控制画面（4）制作水管一、水位控制系统用户窗口组态图2.12调整层次图2.13整体效果3.

绘制水位控制画面（5）文字标注制作标题，水泵、水罐1、调节阀、水罐2、出水阀下方进行文字标注一、水位控制系统用户窗口组态二、定义水位控制系统数据对象表2.1水位控制系统基本数据对象在动画设置或脚本编写过程中，可根据需要即时增加其他数据对象二、定义水位控制系统数据对象添加数据对象水泵，并设置水泵基本属性二、定义水位控制系统数据对象依次新增“启动按钮”、“停止按钮”、“调节阀”、“出水阀”等开关型数据对象，其初始值都设置为0；新增“水位1”和“水位2”数值型数据对象，初始值为0；新增“水位1上限”，数值型，初始值为9；“水位1下限”，数值型，初始值为2；“水位2上限”，数值型，初始值为5；“水位2下限”，数值型，初始值为1二、定义水位控制系统数据对象设置水位组组对象并添加成员二、定义水位控制系统数据对象水位控制系统数据对象列表一、水泵、调节阀、出水阀动画连接1.

水泵启停控制（1）选中水泵，单击鼠标右键，选中属性，进入属性设置对话框(2)单击右侧折线，进入水泵按钮功能属性对话框1.

水泵启停控制（3）设置数据对象值操作一、水泵、调节阀、出水阀动画连接1.

水泵启停控制（4）设置矩形填充颜色动画属性一、水泵、调节阀、出水阀动画连接2.

调节阀与出水阀开、关控控制一、水泵、调节阀、出水阀动画连接（1）调节阀开、关控制的动画设置与水泵设置流程相同，只是在“数据对象”窗口页中将“按钮输入”、“填充颜色”连接的数据对象均设置为“调节阀”。（2）出水阀的开、关动画设置2.

调节阀与出水阀开、关控控制一、水泵、调节阀、出水阀动画连接第三行的折线，“可见度”选择对应图符不可见1.

制作流动块二、水流效果设置从工具箱选取“流动块”，在水流开始处单击鼠标左键，松开鼠标，移动至水管转弯处，再次单击鼠标左键，再移动，最后移动到需要绘制流动块的终点，双击鼠标左键，流动块绘制完毕。依次绘制水泵与水罐1之间、水罐1与水罐2、水罐2出水管道之间的各段流动块，并将调节阀和出水阀排列置于最前面。二、水流效果设置同样设置水罐1与水罐2之间的流动块动画效果，数据对象选择“调节阀”。设置水罐2出水管道上的流动块动画效果，数据对象选择“出水阀”。三、水位动画设置1.

水位值控制水位1三、水位动画设置1.

水位值控制水位2三、水位动画设置1.

水位值控制从工具箱面板打开“常用符号”，单击选取“凹槽平面”，拖动鼠标绘制凹槽平面，覆盖2个滑动输入器和标签，选中该平面，设置排列属性为“最后面”.三、水位动画设置2.

水位升降控制设置水罐1属性水罐2水位升降制作过程与水罐1相同，仅表达式改为“水位2”，最大变化百分比对应的表达式的值改为“6”，其他参数不变3.

水位数值显示三、水位动画设置输出显示使用构件“标签”完成：①单击“工具箱”中的“标签”，绘制两个标签，放置在水罐1和水罐2左方，调整大小。②双击第一个标签，弹出“动画组态属性设置”对话框，设置“填充颜色”为白色，黑色边线，文字颜色为黑色。“输入输出连接”动画选项中勾选“显示输入”。③在“显示输出”窗口页中，表达式选择“水位1”，输出值类型勾选“数值量输出”，设置输出格式为“向中对齐”，小数位数为“1”位，整数位数为“0”。水位2的显示输出设置与水位1相同，只是表达式需修改为“水位2”。1.设置允许报警四、报警设置双击“水位1”数据对象，进入属性设置，依次设置上限报警值和下限报警值。设置“存盘属性”四、报警设置2.修改报警限值（1）制作交互界面输入框的操作属性设置四、报警设置2.修改报警限值（2）添加报警参数设置函数设置策略循环时间

添加脚本程序构件设置策略属性并添加脚本程序选取！SetAlmValue()函数

设置！SetAlmValue()脚本四、报警设置2.修改报警限值四、报警设置3.报警指示灯从工具箱选择指示灯并标注设置水位1报警指示灯属性水位2报警指示灯设置方法类似四、报警设置4.实时报警信息浏览与管理“报警显示”构件设置属性四、报警设置5.历史报警信息浏览与管理①新建用户策略②修改策略名称③添加“报警信息浏览”策略构件④策略构件管理四、报警设置5.历史报警信息浏览与管理四、报警设置5.历史报警信息浏览与管理⑤“报警信息浏览”属性设置四、报警设置5.历史报警信息浏览与管理主控窗口中添加菜单用于打开报警信息浏览设置菜单属性一、数据显示菜单制作主控窗口中添加菜单用于打开数据显示用户窗口设置“数据显示”菜单属性运行时的界面菜单二、实时数据报表输出在实际工程应用中，大多数监控系统需要对设备采集的数据进行存盘、统计分析，并根据实际情况打印出数据报表。所谓数据报表就是根据实际需要以一定格式将统计分析后的数据记录显示并打印出来，以便对生产过程中系统监控对象的状态进行综合记录和规律总结。数据报表在工控系统中是必不可少的一部分，是整个工控系统的最终结果输出。实际中常用的报表形式有实时数据报表和历史数据报表等。二、实时数据报表输出从工具箱选取“自由表格”构件通过删除、增加，形成5行2列的表格二、实时数据报表输出双击A列的第1个单元格，光标变成“|”形，输入文字“水泵”，同样在A列其他行依次输入“调节阀”、“出水阀”、“水位1”、“水位2”二、实时数据报表输出B列的5个单元格分别输入“0|0”和“1|0”。对于“水泵”、“调节阀”和“出水阀”对应的第2列，输入“0|0”，其中第1个数字“0”表示无小数位，第二个数字0表示字符后无空格。而“水位1”和“水位2”对应的第2列，输入“1|0”，表示显示的数字有1个小数位，字符后无空格。二、实时数据报表输出选中1B（第1行B列）格，单击鼠标右键，从弹出的菜单中选择“连接”。再次单击右键，弹出数据对象列表，从中选择“水泵”，则表示当前表格已与“水泵”连接，运行时将显示“水泵”的值。按上述操作，依次将2B、3B、4B、5B与数据对象“调节阀”、“出水阀”、“水位1”、“水位2”建立连接，如图。三、历史数据报表输出“历史表格”动画构件是MCGS系统提供的内嵌的报表组态构件，用户只需在MCGS系统下组态绘制报表，通过MCGS的打印和显示窗口即可打印和显示数据报表。三、历史数据报表输出（1）设置存盘属性1.使用历史表格查询数据“水位2”、“水位组”的存盘属性与“水位1”相同三、历史数据报表输出（2）从工具箱选取“历史表格”构件（3）完成8行3列的表格（4）在R1行的3个单元格中依次输入文字：采集时间、水位1、水位2（5）在C2和C3两列下对应的单元格中输入“1|0”1.使用历史表格查询数据（6）R2～R8的各行全部选中（7）单击鼠标右键，选择“连接”选项（8）单击菜单栏“表格”菜单，从下拉项中选择“合并表元”三、历史数据报表输出1.使用历史表格查询数据设置历史表格连接属性三、历史数据报表输出2.使用存盘数据浏览策略构件查询数据①进入“运行策略”，新增“用户策略”，修改新增策略名称为“存盘数据浏览”。②双击打开“存盘数据浏览”策略，添加策略行。③从策略工具箱选择“存盘数据浏览”策略构件添加至策略行的策略框内（如工具箱无“存盘数据浏览”构件，同样从“工具”菜单下的“策略构件管理”添加）。④双击添加的“存盘数据浏览”框，弹出“存盘数据浏览构件属性设置”对话框。设置数据来源为“水位组”；按需求设置显示属性与时间条件.三、历史数据报表输出2.使用存盘数据浏览策略构件查询数据存盘数据浏览构件设置三、历史数据报表输出2.使用存盘数据浏览策略构件查询数据⑤进入主控窗口，新增菜单项，将新菜单属性下“菜单名”设置为存盘数据，菜单操作勾选“执行运行策略块”，选择“存盘数据浏览”三、历史数据报表输出3.使用存盘数据浏览动画构件查询数据设置存盘数据浏览动画构件属性工具箱中选择动画构件“存盘数据浏览”四、实时曲线工具箱选择“实时曲线”构件

设置实时曲线五、历史曲线工具箱选择“历史曲线”构件

①基本属性设置②存盘属性设置③标注属性设置④曲线1设置五、历史曲线⑤曲线2设置⑥高级属性设置六、添加文字标注七、数据显示的运行与调试①进入“水位控制”窗口，打开水泵、调节阀、出水阀，拖动滑动块1和滑动块2，产生运行数据；②单击菜单“数据显示”，进入“数据显示”窗口，实时数据报表显示当前“水泵”、“调节阀”和“出水阀”的状态、“水位1”和“水位2”的当前数值；历史数据表格显示指定时间段的数据；实时曲线和历史曲线则完成水位1和水位2的曲线显示一、水位控制系统脚本程序调试（1）水泵与调节阀控制程序1.编写脚本程序一、水位控制系统脚本程序调试1.编写脚本程序（2）水位变化模拟控制程序设水泵打开时，水罐1

的注水速度为每个循环周期（500ms，即0.5s）水位增加0.2m；而调节阀打开时，水罐1

的水位每0.5s

降低0.1m，水罐2

的水位每0.5s

增加0.2m；手动打开出水阀时，水罐2每0.5s降低0.05m。一、水位控制系统脚本程序调试2.运行调试（2）水位变化模拟控制程序进入运行环境，单击打开水泵、调节阀和出水阀，水位1

和水位2

按脚本程序设定的规律发生变化，且水泵根据水位1

到达上限或下限自动关闭或打开，调节阀根据水位2

到达上限或下限自动关闭或打开。二、水位控制系统联调1.

地址分配及与组态数据对象对照表水位控制系统变量分配及与组态软件数据对象对照表2.系统接线图二、水位控制系统联调水泵电机主电路PLC接线图3.

PLC控制程序设计二、水位控制系统联调3.

PLC控制程序设计二、水位控制系统联调4.组态PLC设备二、水位控制系统联调1单击工作台的“设备窗口”，进入设备窗口；单击“设备组态”，进入设备组态窗口;23打开“工具箱”，依次从设备管理中选中“西门子_S7200PPI”和“通用串口父设备”，双击添加至选定设备。（1）添加设备4.组态PLC设备二、水位控制系统联调4依次双击设备管理中的“通用串口父设备”和“西门子_S7200PPI”，将其添加至设备组态窗口；（1）添加设备4.组态PLC设备二、水位控制系统联调（2）设置属性1设置父设备属性设置子设备属性24.组态PLC设备二、水位控制系统联调4.组态PLC设备二、水位控制系统联调3设置通道4.组态PLC设备二、水位控制系统联调3通道连接（2）设置属性5.组态修改二、水位控制系统联调添加启动和停止按钮：操作属性为“按1松0（1）修改画面5.组态修改二、水位控制系统联调（2）删除控制脚本进入运行策略，打开循环策略下的脚本程序对话框。删除水泵、调节阀的控制脚本和水位变化脚本，仅保留4行!SetAlmValue()脚本。二、物料传送控制系统联调6.运行调试关键字①关闭PLC编程软件，打开水位控制系统组态工程，进入运行环境。按下外部启动按钮（或在组态界面按下“启动”按钮），水位控制系统开始工作②观察水泵是否在水位1下降至1以后自动开启，在水位1上升至10m以后自动停止；观察调节阀是否在水位2下降至1m以后自