粮仓监控系统(共14页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上 目 录1专心-专注-专业 第1章 粮仓监控系统工艺分析1.1组态系统简述由于计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件己无法满足用户的各种需求在开发传统的工业控，就必须修改其控制系统的源程序，增加其开发周期长；已开发成功的工控软件义由于每个控制项目的不同而使用率很低导致它的价格非常品贲；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难。通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程。组态软件实际上是一个专为工控开发的工具软件。它为用户提供了多种通用工具模块，用户不需要掌握太多的编程语言技术，就能很好地完成一个复杂工程所要求的多种功能。另外，用组态软件开发的系统具有与Windows一致的图形化操作界面，非常便于生产的组织和管理。通用组态软件主要特点：（1）延续性和可扩展性。（2）封装性。（3）通用性。（4）实时多任务。本文以国家中央粮食仓储储备自动控制管理系统为例，介绍国产组态软件紫金桥在监控系统中的应用。1.2粮仓系统概述中央粮食储备库监控与电气系统，主要由监控系统和电气系统组成，监控系统包括仓容管理，粮食的入仓、发放和倒仓。粮库把收购的粮食经过烘干以后即进入粮仓，在一定的温度、湿度下进行保存，温度或湿度超过标准时需要进行通风或倒仓，通过发放系统可把粮食装到火车上运往外地。仓容管理由一台工业控制机，一台打印机，两台流量测试仪和一台散料秤组成。两台流量测试仪分别装在斗式提升机上，在入仓和倒仓时，可通过流量测试仪计算出各仓中粮食的数量，在发放时，通过散料秤来计量装入火车中的粮食。入仓、发放和倒仓是由一台可编程控制器控制的，同时也可以现场人工手动控制。在触摸屏上可以通过选择项进行功能选择，进入后，可编程控制器根据工艺要求自动进行控制。电器系统由低压控制柜、现场按钮箱等组成。现场按钮箱可进行现场手动操作，低压控制柜给主电路供电，手动或自动的控制，通过主电路来实现。（1） 粮仓实时监控系统根据一般粮库的实际情况，硬件可采用一线牵温湿度模块采集，通常一个粮仓，测温点数小于500点。使用一个模块基本就能满足要求，每一个模块有8个通道，每个通道可以接64个温湿度检测点。实现粮仓温湿度实时数据监测、历史数据存储、报表打印、曲线、报警等功能。通过一线牵采集模块，对粮仓的温度进行测量采集，每个粮仓约有20点模拟量输入（温度）并根据粮食的情况对现场进行湿度检测。现场控制站可用三菱PLC控制现场输送机、提升机、电动闸门、通风机的启动运行，以及报警等功能的反馈信号，实现自动化控制。上位机运行组态通用工业过程监控软件，对现场的设备进行监控、并对仓库温湿度进行巡回检测。并生成动态画面、报表、报警、曲线等数据管理功能。结构图如图1-1所示：上位机（天工组态）PLC（现场控制站） 模块 （一线牵） （现场采集站）com1com2传感器/执行器湿温度图1-1 系统结构图（2） 粮仓自动监控系统粮食储备库自动监控系统系统采用组态软件，集显示、控制、操作于一体，实现了电控输送、粮食测温通风冷却及粮情监控、仓容管理系统的自动化。该系统操作方便，运行可靠，利用上位机监控程序功能完善、综合性强、人机界面友好，实用性强。系统可以完成如下工艺流程：干粮接收：卸粮坑-气垫输送机-斗提机-拖辊输送机-入任意仓；粮食倒仓：浅园仓-仓下气垫输送机-斗提机-初清筛-斗提机-拖辊输送机-任意仓；粮食发放；任意仓-仓下气垫输送机-斗提机-发放系统气垫输送机-自动电子称-刮板输送机-伸缩流管-散装车。系统功能：实现自动粮情监测，粮食通风、冷却自动化；根据生产需要，可以选择三种方式启动其工艺流程：现场手动控制、计算机手动控制、顺序自动控制。 第2章 粮仓监控系统设计2.1 粮仓监控系统仪表的选择紫金桥软件作为一个开放型的通用工业监控软件，支持与国内外常见PLC、智能模块、智能仪表、变频器、数据采集板卡等（如：西门子PLC、莫迪康PLC、欧姆龙PLC、三菱PLC、研华模块等等）通过常规通讯接口（如串口方式、USB接口方式、以太网、总线、GPRS等）进行数据通讯。紫金桥软件与IO设备进行通讯一般是通过调用动态库来实现的，不同的设备、协议对应不同的动态库。工程开发人员无须关心复杂的动态库代码及设备通讯协议，只须使用紫金桥提供的设备定义向导，即可定义工程中使用的I/O设备，并通过变量的定义实现与I/O设备的关联，对用户来说既简单又方便。2.2传感器的选型紫金桥软件是当前工业控制领域流行的一种既设软件，属于数据采集与过程控制的专用软件，是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活的组态方式提供良好的开发界面和简洁的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常容易的实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和IPO设备，与高可靠的工控计算机(IPC)和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。目前，紫金桥软件能提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，已经成为流行的工控软件。紫金桥是在流行的PC机上建立工业控制对象人机接口的一种智能软件包，它以Windows中文操作系统作为其操作平台，充分利用了Windows图形功能完备，界面一致性好，易学易用的特色，它使采用PC机开发的系统工程比以往使用专用机开发的工业控制系统更有通用性，大大减少了工控软件开发者的重复性工作，并可运用PC及丰富的软件资源进行二次开发。带有数据采集卡或网络通信口等硬件的PC机或IPC机经组合了所需的软件模块后，便具有了灵魂，就可以发挥强大的数据处理能力，并对生产过程进行监视与控制，这就是上位机，也称主机。被集成于上位机的组态软件使整个生产过程的管理、监视、控制实现自动化，并对进料、库存、销售等信息进行适时、科学的监控与管理。因此大大减少了劳动强度，节约了管理成本，提高了产品合格率，提高了效率，因而也大大降低了综合成本。下位机由PLC组成。可编程控制器(PLC)是在继电器控制和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成以微处理器为核心，集计算机技术、自动控制技术及通信技术于一体的一种新型工业控制装置。它是一种面向生产过程控制的数字电子装置，不仅可以取代传统的继电器控制系统，还可构成复杂的工业过程控制网络。PLC用于工业控制，一般将各种传感器（如位置传感器，温、湿度传感器，光电耦合器等）接入其输入接口，各种执行器（如继电器，可控硅，光电开关等）接入其输出接口。控制具体目标时，既可由现场编制的程序控制执行，也可由上位机的系统程序通过通信媒介控制执行。2.3控制方案分析紫金桥支持通过OPC、DDE等标准传输机制和其他监控软件（如：Intouch、Ifix、Wincc等）或其他应用程序（如：VB、VC等）进行本机或者网络上的数据交互。紫金桥软件是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。它基于Microsoft Windows XP/NT/2000操作系统，用户可以在企业网络的所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。采用紫金桥软件开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网络结构分布式大型集中监控管理系统的开发。紫金桥软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统三部分构成。工程管理器：工程管理器用于新工程的创建和已有工程的管理，对已有工程进行搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导入和导出等功能。工程浏览器：工程浏览器是一个工程开发设计工具，用于创建监控画面、监控的设备及相关变量、动画链接、命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态工具。运行系统：工程运行界面，从采集设备中获得通讯数据，并依据工程浏览器的动画设计显示动态画面，实现人与控制设备的交互操作 第3章 基于紫金桥的粮仓监控系统程序设计3.1 建立粮仓自动控制系统工程紫金桥工程管理器是用来建立新工程，对添加到工程管理器的工程做统一的管理。工程管理器的主要功能包括：新建、删除工程，对工程重命名，搜索紫金桥工程，修改工程属性，工程备份、恢复，数据词典的导入导出，切换到紫金桥开发或运行环境等。假设您已经正确安装了“紫金桥6.5”的话，可以通过以下方式启动工程管理器：点击“开始”-“程序”-“紫金桥6.5”-“紫金桥6.5”（或直接双击桌面上紫金桥的快捷方式）新建：单击此快捷键，弹出新建工程对话框建立紫金桥工程。点击工程管理器上的“新建”，弹出“新建工程向导之一”。点击“下一步”，进入“新建工程向导之二”，选择新建工程所要存放的路径。点击“下一步”进入“新建工程向导之三”，在“工程名称”处写上要给工程起的名字。“工程描述”是对工程进详细说明（注释作用），我们的工程名称是“我的工程”，工程描述是“紫金桥在粮仓监控系统中的应用”。点击“完成”会出现“是否将新建的工程设为紫金桥当前工程”的提示，选择“是”，紫金桥的当前工程的意义是指直接进开发或运行所指定的工程。图 3-1 创建新工程3.2 创建组态画面为建立一个新的画面请执行以下操作：1、在工程浏览器左侧的“工程目录显示区”中选择“画面”选项在右侧视图中双击“新建”图标，弹出新建画面对话框，如图3-2所示，输入画面名称、宽度、高度等数据。 图 3-2 新建画面对话框 2、在对话框中单击“确定”紫金桥软件将按照您指定的风格产生出一幅名为“粮仓监控系统”的画面。图形编辑工具箱是绘图菜单命令的快捷方式。动画制作时常用图形编辑工具箱。每次打开一个原有画面或建立一个新画面时，图形编辑工具箱都会自动出现，如下图3-3所示：图3-3 工具箱在菜单“工具/显示工具箱”的左端有“”号，表示选中菜单；没有“”号，屏幕上的工具箱也同时消失。或使用<F10>键来切换工具箱的显示/隐藏。工具箱提供了许多常用的菜单命令，也提供了菜单中没有的一些操作。当鼠标放在工具箱任一按钮上时，立刻出现一个提示条标明此工具按钮的功能。用户在每次修改工具箱的位置后，紫金桥会自动记忆工具箱的位置，当用户下次进入紫金桥时，工具箱返回上次用户使用时的位置。工具箱中的工具大致分为四类。画面类,编辑类,选项类,对齐方式类.工具箱中的按钮是绘图菜单命令的快捷方式，下面介绍图形编辑工具箱和其它几个常用工具的用法。新画面：它用于定义新画面的名称、大小、位置、风格等，以及画面在磁盘上对应的文件名。3.3画面连接及工程运行动画连接的引入是设计人机接口的一次突破，它把工程人员从重复的图形编程中解放出来，为工程人员提供了标准的工业控制图形界面，并且由可编程的命令语言连接来增强图形界面的功能。图形对象与变量之间有丰富的连接类型，给工程人员设计图形界面提供了极大的方便。“紫金桥”系统还为部分动画连接的图形对象设置了访问权限，这对于保障系统的安全具有重要的意义。图形对象可以按动画连接的要求改变颜色、尺寸、位置、填充百分数等，一个图形对象又可以同时定义多个连接。把这些动画连接组合起来，应用程序将呈现出令人难以想象的图形动画效果。建立动画连接双击图片（如：跳转按钮），设置按钮弹起的的动作连接，输入命令语言，双击新建好的“粮仓监控系统”画面，将产生对话框如图3-4所示，继续动作连接出现3-5,3-6,3-7,3-8画面：图3-4 运行画面图3-5历史曲线 图3-6 报警界面图3-7 报表界面图3-8 实时曲线3.4 仪表的使用 监控系统中，使用了温度，粮位，湿度仪表，能够清楚的表达出各种所需要得到的量；图3-9 粮位显示仪 图3-10温度显示仪 图3-11湿度显示仪 第4章 结论与体会 作为学生，我们更多的是对课本知识的理解，理论是我们的优势，但是怎样将理论和实际结合起来却成了难题。而紫金桥这个软件却让我们对实际应用有了进一步的了解。 刚开始做组态时，我对组态可以说一无所知，我先是从老师提供我们的那套软件入手，根据组态王里的帮助按钮查询不会的和不懂的问题，还有我们同学的探讨与研究，最终我一点一点的了解了它，熟悉了它。 通过这段时间的课程设计，培养了我实际分析能力和动手操作的能力，使得我掌握了紫金桥软件的基本操作，提高了我适应实际、动手的能力。 总的来说，大家都学习到了书本以外的很多知识，在实习过程中，我发现，大学里所学专业知识和现场实际生产是分离的，它们各有侧重点，一个偏向于理论，一个偏向于实际，但它们之间却又存在着联系。实习中，我们在重温课本上知识同时，将书本中的理论与实际生产部件相对应，将课上公式与实际生产数据相对应，这样不仅可以使理论知识记得更为牢固，还可以在本质上理解生产上各设备、器件的作用、原理，为今后工作中的技术革新，改进发明打下了良好的基础，极大的提高了实习质量。从选题到定稿，从理论到实践，在两个星期的日子里，可以说得是苦多于甜。虽然辛苦但是可以学到很多很多的东西，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。例如一些电路设计软件的学习与应用等等。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，可以说是困难重重，但有以前一些相关课程的课程设计经验，面对各种问题，最终还是成功解决了。设计之初在确定设计方案的时候，为了查找资料还专门到图书城去查阅相关给排水系统的书籍，并通过互联网络搜寻相关的知识。在设计方案的过程中，发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，最后不得不重新拿起课本自习阅读相关的知识点。总而言之，在这次课程设计中，是自己的能力又有了进一步的提高。课程设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的快速发展，过程控制已经成现代工业应用中空前活跃的领域， 在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握过程控制系统相关技术的设计与理论知识是十分重要的。 参考文献1童启明,控制系统数字仿真技术M.上海：科学出版社,2006. 2汪志锋工控组态软件M.北京：电子工业出版社,2007. 3张文明,刘志军组态软件控制技术M.北京：北方交通大学出版社,2006. 4刘志军，张军，王建华等.工程组态软件实例教M.北京：电子工业出版社,2008. 5.袁秀英. 组态控制技术M. 北京：电子工业出版社，2003.6.周美兰，周封，王岳宇 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