工业组态水位控制实验报告

中国矿业大学机电学院

机电综合实验中心实验报告

课程名称 机电综合实验

实验名称 水塔水位控制模拟系统

实验日期 2012.12.14 实验成绩

指导教师

水塔水位控制模拟系统

摘 要

本文通过使用组态王软件进行组态模拟和运用SIMEINS S7-200PLC控制系统，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，构建完成水塔水位自动控制系统。 关键词：组态王6.53；plc；水位检测；自动控制

ABSTRACT

In this paper, by using the Kingview software configuration simulation and application of SIMEINS S7-200PLC control system, using the next-bit machine execution, PC monitor control method, build complete water tower water level autom

评分：

DCS与工业组态软件实验报告

学号： 班别： 姓名：

实验一：硬件系统熟悉与操作

一、实验目的：

1、 了解集散控制系统的组成和结构； 2、 熟悉系统规模、控制站规模；

3、 掌握控制站卡件型号、名称、性能及输入/输出点数； 4、 掌握控制站卡的地址设置。

二、实验内容： 硬件简介：

1、 JX-300X DCS系统网结构如图1.1所示：

图1.1 JX-300X DCS系统网结构示意图

通讯网分为三层：信息管理、过程控制（SCnet II）和控制站内部I/O控制总线（SBUS）。

2

2、 控制站卡件

控制站卡件位于控制站卡件机笼里，主要由主控卡、数据转发卡和I/O卡组成。卡件按一定的规则组合在一起，完成信号采集、信号处理、信号输出、控制、计算、通讯等功能。控制站卡件一览表如表1.1所示：

表1.1 控制站卡件一览表

3

硬件选型：

1、 根据测点性质确定系统I/O卡件的类型及数量（适当留有余量），对于重要的信号

点要考虑是否进行冗余配置；

2、 根据I/O卡件数量和工艺要求确定控制站和操作站的个数；

3、 根据上述设备的数量配置其它设备，如机柜、机笼、电源、操作台等；

4、 对于开关量，根据其数量和性

液体自动混合装置的监控系统设计

摘要

本次设计主要用北京三维力控科技公司的全中文工控组态软件设计锅炉压力与液位监控系统，在上位机上显示每个控制系统的结果，并可以对比实时压力与液位曲线和专家报表。本文主要说明整个系统各个模块的功能与作用，ForceControl7.0组态软件以及各个元器件的作用。同时对组态软件做了详细说明，介绍了如何绘制组态图和动画的连接，然后又对该系统做了仿真演练，用仿真来实现锅炉压力与液位的检测功能通过宇电仪表实现电压与压力的转换。通过不断的实验，操作来完善该设计。

关键词：锅炉压力检测，锅炉液位检测，组态软件。 一、设计要求 工艺过程及控制要求：

两种液体的流入和混合液体的流出分别由三个电磁阀控制，可用一个搅拌电机带动搅拌器工作，用三个液位传感器控制三个电磁阀。

初始状态：装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液流出阀门打开20S，将容器液体排空后关闭。

按下启动按钮，装置按以下动作工作：

1. 液体A阀门打开，液体A流入容器；

2. 液面到达L2时，传感器L2触点接通，关闭液体A阀门，同时打开B阀门；

3. 当液面到达L1时，传感器L1触点接通，关闭液体B阀门

传送系统仿真工程示例

在自动化生产线上，我们经常能够看到传送系统的例子。例如，矿泉水生产线、啤酒厂自动灌装生产线、制药厂的注射液生产线等等。

本节用力控监控组态软件创建一个传送系统仿真工程，模拟制药厂化学药品制剂灌装生产线过程。

1传送系统工艺过程

假设制药厂自动灌装生产线工艺过程如图1.1所示。

图1.1

工艺过程如下：

①制剂空桶由传送带送到液压平台上；

②液压平台开始上升，上升到指定位置后停止；

③灌装机向制剂空桶开始灌装化学药品制剂，同时显示灌装的制剂容量，当注入规定容量

的制剂后停止灌装；

④液压平台开始下降，下降到起始位置后停止；

⑤装满制剂的桶由传送带送到运货小车上，同时显示运货小车上制剂桶的数量；

⑥如果运货小车上有5个装满制剂的桶，运货小车驶向仓库，经过一段时间后，小车回来，

传送系统又重新开始，继续①~⑤步骤；否则，小车等待，传送系统继续①~⑤。

2仿真工程监控要求

仿真工程监控应满足以下3个要求：

①模拟制剂灌装成产过程。

②操作人员可通过画面对灌装生产过程进行实时监控。

③工程技术人员可根据容积分布图的指示情况，对灌装机进行调整，使注入桶内的化学制

剂容量在合理的范围之内。

3组态过程

1.画面设计

根据传送系统的工艺过程及监控要求，创建的工程组态画面如图3.1所

监控组态软件实验报告（一）

实验名称：存储罐液位监控系统 实验目的：

熟悉力控监控组态软件开发环境，掌握工程组态、画面组态、实时数据库配置、脚本语言等组态工具，掌握用组态软件生成控制系统的过程和方法。

实验内容：

用力控监控组态软件构建存储罐液位监控系统，包括用画面组态工具生成工艺流程图、配置实时数据库点及工程变量、使用脚本语言编程、系统调试运行。

实验步骤：

一．建立新工程：

打开3.62PCAuto目录下的“PCAUTO”出现图示窗口：1-1

点击“新增应用”，在新弹出窗口里将应用名改为“液位平衡”，点击确定,工程文件建立完成:1-2

二．界面及动画的制作与变量建立

1. 在工程目录中找到新建立的“液位平衡”，选中并点击“开发系统”进入开发界面:1-3

双击左边的“窗口”，在弹出窗口中将窗口名字改为“液位平衡”，点击确定：1-4

2. 点击“工具箱”中的“选择子图”，在“子图”中的“灌”里选择一个灌的模型：1-5

按照同样的方法选择两个阀门，选择完成后将灌与阀门移动拼接：1-6

点击“工具箱”中的“垂直/水平线”，分别画出两条水平线，右键点击水平线，选择“对象属性”，将宽度加宽，并将颜色改为灰色：1-7

将水管移接到阀门与水桶中间，对水

河南工业大学

现代控制理论实验报告

姓 名： 朱建勇

班 级： 自动1306

学 号： 201323020601

现代控制理论 实验报告

学号: 201323020601 成绩评定:

专业: 自动化 班级: 自动1306 姓名: 朱建勇

一、实验题目：

线性系统状态空间表达式的建立以及线性变换

二、实验目的

1. 掌握线性定常系统的状态空间表达式。学会在MATLAB中建立状态空间模型的方法。 2. 掌握传递函数与状态空间表达式之间相互转换的方法。学会用MATLAB实现不同模型之间的相互转换。

3. 熟悉系统的连接。学会用MATLAB确定整个系统的状态空间表达式和传递函数。

4. 掌握状态空间表达式的相似变换。掌握将状态空间表达式转换为对角标准型、约当标准型、能控标准型和能观测标准型的方法。学会用MATLAB进行线性变换。

实验一 采样与保持仿真实验

一、实验目的与要求

1、了解数/模转换器的零阶保持器作用。 2、验证零阶保持器在控制系统中的作用。 3、验证采样周期对系统稳定性的影响。

4、学习控制系统计算机辅助设计软件MATLAB及其仿真环境SIMULINK的使用。

二、仿真软硬件环境

PC机，MATLAB R2009。

三、实验原理

R + 1?e?TS 105C × ○－ S0.5S?1S

其中零阶保持器描述回路的采样功能和D/A转换器的保持功能。

四、SIMULINK仿真结构图

五、仿真实验记录

六、思考题

1、在微机控制系统中采样周期T的选择应注意哪些方面?

答：采样周期取越小值，复现精度就越高，也就是说“越真”。若采样周期太长。计算机控制系统受到的干扰就得不到及时克服而带来很大误差，使系统动态品质恶化，甚至导致计算机控制系统的不稳定。

2、若模拟量在A/D转换时变化较大，是否要加保持器?为什么？

答：从启动信号转换到转换结束的数字输出，经过一定时间，而模拟量转换期间，要求模拟量信号保持不变，所以必须用采样保持器.

该电路具有两个功能：采样跟踪输入信号；保持暂停跟踪输入信号，保持已采集的输入信号，确保在A/D

实验1 建立一个新工程

1.1建立工程

通过一个水位控制系统的组态过程，介绍如何应用MCGS组态软件完成一个工程。通过本讲及后续几讲学习，您将会应用MCGS组态软件建立一个比较简单的水位控制系统。本样例工程中涉及到动画制作、控制流程的编写、模拟设备的连接、报警输出、报表曲线显示与打印等多项组态操作。

水位控制需要采集二个模拟数据： 液位1（最大值10米） 液位2（最大值6米）

三个开关数据：水泵、调节阀、出水阀。

工程效果图

工程组态好后，最终效果图如下：

1

在菜单“文件”中选择“新建工程”菜单项，如果MCGS安装在D：根目录下，则会在D：\\MCGS\\WORK\\下自动生成新建工程，默认的工程名为新建工程X.MCG(X表示新建工程的顺序号，如：0、1、2等)。如下图：

您可以在菜单“文件”中选择“工程另存为”选项，把新建工程存为：D：\\MCGS\\WORK\\水位控制系统。

祝贺您，已经成功地建立了自己的工程!

1.2 设计画面流程

建立新画面

在MCGS组态平台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，则产生新“窗口0”，即：

选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”，将“窗口名称”改为：水位

学生班学

实验报告

姓名 刘宝雨 级 测控1002班 号

10401600244

电气与信息工程学院

2013年 4 月 20 日

《计算机控制技术》

实验一 A/D、D/A转换实验

实验1.1 A/D、D/A转换实验（1）

1．实验线路原理图：见图1—1

图1－1

CPU的DPCLK信号与ADC0809单元电路的CLOCK相连作为ADC0809的时钟信号。ADC0809芯片输入选通地址码A、B、C为“1”状态，选通输入通道IN7。通过电位器W41给A/D变换器输入-5V～+5V的模拟电压。8253的2#口用于5ms定时输出OUT2信号启动A/D变换器。由8255口A为输入方式。A/D转换的数据通过A口采入计算机，送到显示器上显示，并由数据总线送到D/A变换器0832的输入端。选用CPU的地址输入信号IOY0为片选信号(CS)，XIOW信号为写入信号(WR)，D/A变换器的口地址为00H。

调节W41即可改变输入电压，可从显示器上看A/D变换器对应输出的数码，同时这个数码也是D/A变换器的输入数码。

2．A/D、D/A转换程序流程：（见图1—2）

对应下面的流程，我们已编好了程序放在CPU的监控中，可用U(反汇编)命令查看

实验一 线性定常系统模型

一 实验目的

1. 掌握线性定常系统的状态空间表达式。学会在MATLAB中建立状态空间模型的方法。 2. 掌握传递函数与状态空间表达式之间相互转换的方法。学会用MATLAB实现不同模型之间的相互转换。

3. 熟悉系统的连接。学会用MATLAB确定整个系统的状态空间表达式和传递函数。

4. 掌握状态空间表达式的相似变换。掌握将状态空间表达式转换为对角标准型、约当标准型、能控标准型和能观测标准型的方法。学会用MATLAB进行线性变换。

二 实验原理

1. 线性定常系统的数学模型

在MATLAB中，线性定常（linear time invariant, 简称为 LTI）系统可以用4种数学模型描述，即传递函数(TF)模型、零极点增益(ZPK)模型和状态空间(SS)模型以及SIMULINK结构图。前三种数学模型是用数学表达式表示的，且均有连续和离散两种类型，通常把它们统称为LTI模型。

1) 传递函数模型（TF 模型）

令单输入单输出线性定常连续和离散系统的传递函数分别为

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