基于组态软件的锅炉监控系统的设计
摘要
本次设计以力控组态软件实时监控锅炉控制系统为背景，主要内容是熟悉北京三维力控科技公司的全中文工控组态软件ForceControl6.1 设计锅炉温度监控系统，在提高仿真水平的同时，也对锅炉控制实物进行了学习。本文首先说明了自己对锅炉的认识并对锅炉的控制系统做了简单的介绍，其中重点阐述了力控组态软件的仿真步骤,然后又对ADAM-5000/TCP锅炉集散控制系统和西门子S7-200 PLC做了简单介绍。本次毕业设计全是本组成员摸索而成，靠我们自己的能力完成。介绍了为什么选择ForceControl6.1组态软件，如何绘制组态图和动画的连接，然后又对锅炉控制对象工艺流程做了说明，其中包括了锅炉液位流量控制，温度控制等系统原理等。将组态软件和ADAM-5000/TCP锅炉集散控制系统或PLC连接来实现锅炉温度检测的步骤做了简单的说明。
关键词：锅炉控制， ForceControl6.1，ADAM-5000/TCP，PLC
Boiler monitoring system based on configuration software
ABSTRACT
The design of force control configuration software real-time monitoring of boiler control system as the background , the main content that is familiar with Beijing three-dimensional power-control technology companies in the whole Chinese industrial control configuration software ForceControl6.1 design of boiler temperature control system , in improving the simulation level at the same , also on the boiler control object of study .This paper first explains his own understanding of boiler and boiler control system are briefly introduced in the paper ,which focuses on force control configuration software in the simulation steps , and then on the ADAM—5000/TCP boiler distributed control system and Siemens S7-200PLC was briefly introduced . This graduation design is a member of this group to explore and become, on our own ability to complete. Describes why choose ForceControl6.1 configuration software, how to draw the configuration graph and animation connection, and then on the boiler control object processes is described, including the boiler liquid level control, temperature control system principle. The configuration software and ADAM-5000/TCP boiler distributed control system or PLC connection to achieve the boiler temperature testing steps to do a simple explanation.
KEY WORDS: boiler control, ForceControl6.1 ADAM-5000/TCP, PLC
目录
前言 (1)
第1章基于DCS的锅炉监控系统 (2)
1.1 DCS介绍 (2)
1.2锅炉概述及其监控 (3)
1.2.1 锅炉概述 (4)
1.2.2 锅炉监控 (4)
1.2.3 仪器仪表简介 (5)
1.3 组态软件的选择 (8)
第2章ForceControl6.1 (10)
2.1力控介绍 (10)
2.1.1组态软件的概念 (10)
2.1.2力控的特点 (10)
第3章锅炉组态界面的设计 (12)
3.1 组态画面的绘制 (12)
3.1.1 力控集成环境 (12)
3.1.2力控组态 (12)
3.2定义外设I/O连接 (14)
3.3定义数据库点及数据连接 (15)
3.4动画连接 (18)
3.5系统程序清单 (19)
3.6系统程序调试 (22)
第4章力控与锅炉连接的尝试 (26)
4.1 力控和ADAM-5000/TCP的通讯 (26)
4.1.1 信号表 (26)
4.2 力控和ADAM的连接 (28)
4.3自由口通讯 (30)
4.3.1通讯协议 (30)
4.3.2 PLC程序执行 (30)
4.4力控和S7-200的通讯 (31)
4.5 串口调试 (31)
第5章设计存在的问题 (33)
5.1 做的不是实物 (33)
5.2 报警没有设置好声音 (33)
5.3 没有进行推广 (33)
结论 (34)
谢辞 (35)
参考文献 (36)
外文资料翻译 (37)
前言
随着我国工业的发展，组态软件是实现人机界面的好途径。我国有三维力控、组态王、通用组态等。力控监控组态软件是北京三维力控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求而设计开发的高端产品，是三维力控全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国内高端自动化市场及应用，是企业信息化的有力数据处理平台。
力控组态软件在秉承力控早期产品成熟技术的基础上，对历史数据库、人机界面、I/O驱动调度等主要核心部分进行了大幅提升与改进，重新设计了其中的核心构件，力控6.1面向NET开发技术，开发过程采用了先进软件工程方法：“测试驱动开发”，产品品质将得到充分保证。
与力控早期产品相比，力控6.1产品在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃。
第1章基于DCS的锅炉监控系统
1.1 DCS介绍
系统介绍DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称，国内一般习惯称为集散控制系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。DCS具有以下特点：(1)高可靠性由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。(2)开放性 DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。 (3)灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。 (4)易于维护功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。 (5)协调性各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。 (6)控制功能齐全控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。
ADAM-5000/TCP是一款以以太网为基础的I/O系统。没有转发器，ADAM-5000/TCP能够覆盖超过100m的通信距离。它允许远距离结构，通过以太网和 PC来同时存储数据。ADAM-5000/TCP是舒适的结构和有效的管理的解决方案，为建筑体系网络自动化提供了经济而有效的理想解决方案。
先进控制系统控制对象主要是液位系统和压力系统。在控制系统设计中，实现DCS信号调理板即FBM与一次仪表即：液位变送器、流量变送器、压力变送器、调节阀等各套设备的连接与调试，根据控制板的连线和控制方案的需要，可以实现30多个回路、多种控制方案如（单回路串级比值前馈等）。为此在DCS控制系统上进行了30多个控制方案的控制组态、流程图组态30多幅流程图和相应的报警组态及历史组态等，实现报警画面和报警键盘上的报警灯、报警键的双向调度及查看历史数据等，构成了完整的DCS控制平台。在此平台上我们用不同的控制方案同时控制各套实验装置，并进行操作，领会DCS系统分散控制的特点；另外，通过流程图、相关参数趋势、历史记录等集中显示、管理、调用，领会DCS系统集中管理的优点；这样就能真正理解DCS控制系统集中管理、分散控制的理论到实践的认识过程。
一个自动控制系统要能很好地完成任务，要满足系统的响应快慢、稳定性、
最大偏差等。很明显，自动控制系统总希望在稳定工作状态下，具有较高的控制质量，我们希望持续时间短、超调量小、摆动次数少。为了保证系统的精度，就要求系统有很高的放大系数，然而放大系数一高，又会造成系统不稳定，甚至系统产生振荡。反之，只考虑调节过程的稳定性，又无法满足精度要求。因此，调节过程中，系统稳定性与精度之间产生了矛盾。如何解决这个矛盾，可以根据控制系统设计要求和实际情况，在控制系统中插入“校正网络”，矛盾就可以得到较好解决。这种“校正网络”，有很多方法完成，其中就有PID方法。
PID调节器实际是一个放大系数可自动调节的放大器，动态时，放大系数较低，是为了防止系统出现超调与振荡。静态时，放大系数较高，可以蒱捉到小误差信号，提高控制精度。PID控制实验于上面水箱的液体液位控制，可以改变PB（引起比例部分增益的变化）、积分时间（或恢复时间，决定恢复动作的积分环节）、以及微分作用（决定微分作用）。控制作用的微分部分，能使控制器识别快速变化的误差，并且采用额外的作用来解决。通过采取并非简单直接地与误差成正比的控制作用，系统的响应得到改进。此时有一种控制作用的要素与误差的变化率成正比．新的组成部分在某些条件下时非常重要，例如由于在某处的缺陷导致一个水箱大量进水，可能导致溢出，这时通过采用一个非常大的控制动作，产生过补偿，减少逆转系统响应趋势所需要的时间，直至终止这个趋势。但是微分作用不仅仅提供过补偿，当系统测量值接近给定值时，误差的变化率将下降（若比例作用较小），误差变化率的下降。误差变化率的下降将产生来自积分环节的负面的控制作用，更加降低控制作用，它强加一个控制动作，并降低超调的可能。微分作用可以产生大的控制动作，将系统拉回正常状态，并防止超调，增大稳定时间。其原理如1-1示
图1-1 DCS原理图
1.2锅炉概述及其监控
1.2.1 锅炉概述
锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。锅炉是由锅和炉组成的，上面的盛水部件为锅，下面的加热部分为炉，锅和炉的一体化设计称为锅炉。《特种设备安全监察条例》所定义的锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并对外输出热能的设备。其范围规定为最高安全水位时存水容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于0.1MPa（表压)，且额定功率大于或者等于0.1Mw的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。
1.2.2 锅炉监控
过程控制系统是由被控对象(被控制的生产过程或机械设备)和自动控制装置(测量变送器,控制器,控制阀)组成.方框图能够清楚的表明系统的结构和环节的
信号传送.系统是以锅炉为主要控制对象，并对高位水箱、供水槽进行液位,压力.流量和其它参数的控制。该系统主要是采用计算机为主的集散控制。则系统原理总图1-2如下：
图1-2 总原理图
水从高位水箱流出，通过电磁阀M1调节到锅炉，在通过电磁阀M2到计量水槽，最后通过水泵抽到高位水箱，形成一个闭环。在对锅炉的工艺分析的过程中，我们发现可以从对锅炉液位，高位水箱液位，水槽液位，锅炉温度以及总体控制等方面对进行试验控制。在对锅炉液位进行控制时，我们可以通过控制变频器控制水泵直接向锅炉送水的速度，也可以在保持高位水箱恒压供水的情况通过控制
进水电动调节阀的开度和电磁阀的开关控制锅炉进水的速度，锅炉出水可以通过控制出水电动调节阀和电磁阀来控制。在对高位水箱的液位进行控制时，我们是通过控制变频器来控制水泵抽水的速度，从而达到对高位水箱送水的速度控制的控制。
通过控制出水电动调节阀的开度和电磁阀的开关控制高位水箱出水的速度。在控制水槽的液位时我们是通过控制变频器来改变水泵从水槽抽出水的速度通过调节出水电动调节阀控制水槽进水的速度，在控制锅炉温度时通过控制晶闸管SCR 移相调控器来控制锅炉温度。在对锅炉液位，高位水箱，水槽这三者的控制回路分析时我们分别从静态和动态两个角度去考虑，由于静态分析较简单所以我们是先从静态控制着手的，随着对锅炉控制工艺的熟悉我再慢慢步入到控制的动态分析，而且通过对现场控制对象的观察，发现其实控制回路有几十种。锅炉控制系统的组成：
锅炉系统由锅炉、高位水箱、供水槽、抽水电机、QS智能调节阀、电磁阀、压力传感器、流量传感器、温度变送器、压力表、管道、开关等部分组成。
在组态软件监控锅炉的正常运行下，维持汽温和汽压正常，均匀给水使锅炉保持正常水位，保持蒸汽品质合格，保证锅炉出口烟温在正常温度。在工业现场有仪器仪表可以实时的查看锅炉的工作状态，在中央控制室内用组态软件也可以实时的查看锅炉的工作状态。现场和中央控制室的双重监控可以确保锅炉安全可靠的运行。保证了工业生产的稳定、可靠、安全。
1.2.3 仪器仪表简介
1.传感器
它是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
工作原理:当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为TO，称为自由端(也称参考端)或冷端，则回温度传感器。
温度传感器：温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。在日常生活中人们也常常使用这些温度计。随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量1.6～300K范围内的温度。
传感器的作用：人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。
新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。
在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到cm 的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。温度传感器和液位传感器分别如图1与2
图1-3 温度传感器
图1-4液位传感器
2. 水泵
水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。衡量水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等；根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量；叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。具体用途：水泵具有不同的用途，不同的输送液体介质，不同的流量、扬程的范围，因此，它的结构形式当然也不一样，材料也不同，概括起来，大致可以分为：1 、城市供水2 、污水系统 3 、土木、建筑系统4 、农业水利系统5 、电站系统6 、化工系统7 、石油工业系统等。如图1-5
图1-5 水泵
3. 阀门
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。阀门根据材质还分为铸铁阀门，铸钢阀门，不锈钢阀门，铬钼
钢阀门，铬钼钒钢阀门，双相钢阀门，塑料阀门，非标订制等阀门材质。
阀门是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。用于流体控制的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格繁多，阀门的公称通径从极微小的仪表阀大至通径达10m的工业管路用阀。阀门可用于控制水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、液态金属和放射性流体等各种类型流体地流动，阀门的工作压力可从0.0013MPa到1000MPa 的超高压，工作温度从-269℃的超低温到1430℃的高温。阀门的控制可采用多种传动方式，如手动、电动、液动、气动、涡轮、电磁动、电磁液动、电液动、气液动、正齿轮、伞齿轮驱动等；可以在压力、温度或其它形式传感信号的作用下，按预定的要求动作，或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭，阀门依靠驱动或自动机构使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动，从而改变其流道面积的大小以实现其控制功能。如图1-6
图1-6阀门
4. 报警器
报警器(alarm) ，是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，以声音、光、气压等形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品。随着科技的进步，机械式报警器越来越多地被先进的电子报警器代替，经常应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域，与社会生产密不可分。
1.3 组态软件的选择
与其他组态软件比较，力控组态软件的驱动比较全，价格上其他组态软件便
宜，是性价比最高的软件，组态更便捷；由力控组态软件组成的C/S和B/S网络体系都支持双网容错切换；能有效的管理多个网络节点状态，数据采用变化传输，节省了网络开销，故障和容错机制更完善。提高了软件的安全性和稳定性。所以我们选择了力控组态软件。
第2章ForceControl6.1
2.1力控介绍
2.1.1组态软件的概念
组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常容易地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I/O 设备，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，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。
2.1.2力控的特点
方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、可嵌入各种格式（BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等）的图片，方便画面制作，大大降低了组态开发的工作量；高性能实时、历史数据库，快速访问接口在数据库4万点数据负荷时，访问吞吐量可达到20000次/秒；强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；强大的ACTIVEX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板；提供在Internet/Intranet上通过IE浏览器以“瘦”客户端方式来监控工业现场的解决方案；支持通过PDA掌上终端在Internet实时监控现场的生产数据，支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备或其它远程力控节点通讯、支持控制设备冗余、控制网络冗余、监控服务器冗余、监控网络冗余、监控客户端冗余等多种系统冗余方式。力控监控组态软件主要网络特点：
1．率先在国产组态软件中推出完整的软件冗余和热备体系，支持分布式网络访问，支持多层网络冗余，极大的提高了软件的安全性和稳定性；
2．在支持网络冗余体系的国内组态软件开发商中，是性能价格比最高的软件；
3．在国产软件厂家中最适合DCS、PLC、RTU、DDC等控制器厂家进行监控软件配套，可以在过程自动化、制造自动化项目中广泛应用；
4．分布在网络的不同节点的力控软件，节点之间可以任意通讯，构成了完整的分布式网络体系，由力控软件组成的C/S和B/S网络体系都支持双网容错切换；
5．重新设计开发的网络管理程序，能有效的管理多个网络节点状态，数据采用变化传输，节省了网络开销，故障和容错机制更完善；
6．适合企业信息化的信息集成,软件不但大数据量处理功能，同时组态更便捷；
软件冗余和热备的特点：
7．支持控制设备冗余：如集散系统DCS中的控制站冗余、支持国外主流PLC 设备冗余方式，比如SIEMENS公司的S7400H系列、通用公司的GE9070系列等支持冗余的控制器，支持控制硬件的软冗余切换和硬冗余切换；
8．支持双机冗余解决方案：由力控组成的双机SCADA系统可以进行冗余配置,力控在控制网络中支持普通的232、485、以太网等网络，双机“心跳”可以采
用双网配置来进行数据传输，同时主、从机切换支持手动切换；
9．在冗余配置中，由力控软件组成的主从机可以达到快速的切换，切换时间为2秒！
10．由力控软件组成的服务器、客户端方式的管理网络体系支持服务器的故障切换、双网切换；
11．支持完整的网络备份和切换,做为监控操作站的软件支持控制网络的冗余切换,同时由力控软件作为服务器和客户端的网络体系中,服务器和客户端也支持网络冗余切换;
力控软件的工业过程可视化监控：
12．力控forcecontrol 5.0版本除了可以完成工业监控的动态流程画面开发、实时、历史趋势曲线显示、实时、历史报警处理、日报、班报、月报等报表制作外、在操作事件处理、用户权限管理上得到了很大的改进，同时还增加了很多行业组件，比如增加了专用的视频客户端、FLASH访问组件、报表管理组件、多媒体播放器等组件；
13．力控forcecontrol 5.0版本适合大点数工程的快速生成，增加了适合制造自动化的开放接口，适合特殊客户的定制化服务；
14．力控forcecontrol 的HMI后台的数据访问来源不但支持本地实时数据库，同时还可以基于ODBC、OLEDB等接口访问关系数据库，使后台数据处理得到了极大的加强；
15．力控forcecontrol5.0版本软件改造了HMI组件管理工具，增加了大量的专业矢量子图，矢量子图更加丰富，适合工程项目快速生成；
16．力控的图形监控客户端不但支持本地的监控，同时还适合网络“发布”，支持IE浏览器的显示与查询；
17．着重加强了万能报表组件、X-Y曲线组件、饼图、直方图组件、散点图、报警查询组件等程序的改进；
力控行业应用
从大庆油田到胜利油田、新疆油田，从黑龙江鹤岗煤矿到山西晋城煤矿，从燕山石化到茂名石化，从海上石油钻井平台到火箭发射中心，从上海浦东金贸大厦到台湾荣总医院，从北京福田汽车到长春一气大众和上海大众汽车，从首都钢铁公司到上海宝山钢铁公司，从西安城市热网到哈尔滨城市热网，从大庆油田供水公司到长江三峡，从蚌埠燃气管网到西气东输，到处都能找到三维力控产品应用的实例，我们的用户每天都在享受三维力控的优质服务和系列自动化软件的成果：提高效率、节省成本。
力控行业版
石油版：安全容错的体系是国产软件中最适合流程行业的解决方案，具备油井的远程监控示功图专用组件，为三次采油助力；机房版：基于SNMP代理的解决方案，在铁路、银行、电信广泛应用；楼宇版：楼宇IBMS集成的有力平台，支持楼宇的BACNET、LON总线；环保版：推出基于嵌入式的远程环保无人职守解决方案。
第3章锅炉组态界面的设计
3.1 组态画面的绘制
3.1.1 力控集成环境
开发系统（Draw）：是一个集成环境，可以创建工程画面，配置各种系统参数，启动力控其它程序组件等。界面运行系统（View）：界面运行系统用来运行由开发系统Draw创建的画面。实时数据库（DB）：是数据处理的核心，构建分布式应用系统的基础。它负责实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。I/O驱动程序：I/O驱动程序负责力控与I/O设备的通信。它将I/O设备寄存器中的数据读出后，传送到力控的数据库，然后在界面运行系统的画面上动态显示。网络通信程序（NetClient/NetServer）：网络通信程序采用TCP/IP通信协议，可利用Intranet/Internet实现不同网络结点上力控之间的数据通信。开发系统（Draw）、界面运行系统（View ）和数据库系统（DB）都是组态软件的基本组成部分。Draw和View主要完成人机界面的组态和运行，DB主要完成过程实时数据的采集（通过I/O 驱动程序）、实时数据的处理（包括：报警处理、统计处理等）、历史数据处理等串行通信程序（SCOMClient/SCOMServer）：两台计算机之间，使用RS232C/422/485接口，可实现一对一的通信；如果使用RS485总线，还可实现一对多台计算机的通信。Web服务器程序（Web Server）：Web服务器程序可为处在世界各地的远程用户实现在台式机或便携机上用标准浏览器实时监控现场生产过程。控制策略生成器（StrategyBuilder）：是面向控制的新一代软件逻辑自动化控制软件。提供包括：变量、数学运算、逻辑功能和程序控制处理等在内的十几类基本运算块，内置常规PID、比值控制、开关控制、斜坡控制等丰富的控制算法。同时提供开放的算法接口，可以嵌入用户自己的控制程序。
3.1.2力控组态
1、建立工程
打开工程管理器，选择“新增应用”，在应用名称对话框中输入一个应用程序的名称“基于组态软件的锅炉控制系统设计”，按“确定”按钮。在工程列表中会出现新建的工程，单击该工程（或开发系统按钮）并进入组态，打开Draw，开始组态工作。如图3-1所示
图3-1新建工程新建窗口如图3-2所示:
图3-2新建窗口2.组态主画面如图3-3所示：
图3-3主界面
3.专家报表界面如图3-4所示：
图3-4报表界面
4.历史曲线界面如图3-5所示：
图3-5历史曲线
3.2定义外设I/O连接
在工程项目导航栏中双击“I/O”设备组态在弹出的窗口中点击“力控”前面的“+”，再点击“仿真驱动”前面的“+”，然后双击“S IMULATO R （仿真），在弹出的画面中定义设备的名称及设备的地址号，如图3-6所示
图3-6 I/O连接
在“设备名称”输入框内键入一个自己定义的名称，这里输入一个“gl”。接下来要设置“gl”的采集参数，即“数据更新周期”和“超时时间”。在“数据更
新周期”输入框内键入1000毫秒。然后打开图库如图3-7所示：
图3-7 图库
在力控的窗口中进行组态结果如图3-3所示。
3.3定义数据库点及数据连接
在工程项目导航栏中，双击“数据库组态”启动组态程序DBMANAGER。启
动DBMANAGER后出现DBMANAGER主窗口。单击菜单条的“点”选项新建或双
击单元格，出现“请将指定区域”，在“点名”输入框内键如点名“temp”。其他参数如量程、报警参数等可以采用系统提供的缺省值。单击“确定”按钮返回，在点名单元格中增加了一个点名为temp。其他参数如数值、报警灯的设置同上。具体步骤如下：然后双击“数据库组态”弹出如下窗口，启动组态程序DBMANAGER
如图3-8所示：
图3-8 点设置初始界面双击“点名”弹出如下窗口如图3-9所示：
图3-9 I/O点设置
选择“继续”出现如下窗口，如图3-10
第一章公司简介 第二章工程概况 阳逻白鹿奥体是一个建造中大型多元化健身场所。是新洲区最大健身中心，为了对顾客教练人群和车辆财产的安全，故需安装一套视频监控系统。 1、设计标准 本方案设计依照以下规范： 《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94） 《公安部监控设备安装规范》 《共用闭路监视系统工程技术规范》（GB50198-94） 《智能建筑设计标准》（EBD-03095） 《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16——92） 《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ232-90，92） 《中国建筑电气设计规范》 2、设计原则 2.1用户至上原则 本方案以满足用户需求为目标，最大限度地满足用户提出的功能需求，并针对阳逻白鹿奥体中心工程的实际需求情况的特点，确保实用性。 2.2先进性 在满足用户现有需求的前提下，充分考虑信息社会迅猛发展的趋势，在技术上适度超前，使在未来一段时间内不被淘汰。 2.3集成性
具有可扩展性和兼容性，可使用不同生产厂家不同类型的先进产品，使个统可以随着技术的发展和进步，不断得到充实和提高。 2.4兼容性 整个系统应一个相对开放的系统，不同产品之间应具有相对标准接口，以满足各系统之间的联动需要，它以国际标准为原则。 2.5模块化 系统之间应严格履行模块化结构方式，以满足系统在扩充及更换部分设备的通用性及可替换性，且应便于的日常维护。 2.6可靠性 为了保证整个系统的可靠性，本设计方案的前端设备均选用先进产品。 2.7经济性 在保证先进性、可靠性的前提下，使整个系统的投资合理，因此在选择产品时，选用性价比高的产品。 第三章视频监控系统 １、概述 视频监控系统主要对阳逻白鹿奥体重点区域进行监控。系统具有图形自动切换功能、定点显示功能和多画面显示功能。保安人员可通过监控系统监视区内场景及人员活动情况，并对重点区域的画面进行实时录像。 传统的模拟式NVR系统，已经逐渐转换为采用NVR作为录像设备的数字化系统，系统具有多画面处理、控制、录像、显示、回放、远程传输等多功能于一体，该系统可与周界防范报警联动进行图像跟踪及记录。
公司监控系统设计方案 1.工程设计概括 整个厂区：分别有14个高清晰红外高速球、102个高清晰红外防水枪机、8个变焦枪机。枪机、高速球都采用700线高清晰摄像机。视频编码采用1、2、4路D1的带音频输入输出，报警输入的网络视频服务器。总控中心设有电视墙2*2的46寸液晶拼接可实现单画面和多画面任意切换监控画面；另外每边由8台32寸的液晶监视器1、4、9分割或者实行轮循的方式监控画面。项目实现总控中心统一管理、录像、转发，并且对库区（4号库办公室）、门卫室、输液生产办公室设分控制中心，分权限监控；对不同领导分配不同用户名，可以通过广域网远程访问。 1、前端视频采集： 摄像头个数为128个，全高清晰的，其中： a)高清晰红外智能高速球14个 b)高清晰红外防水防尘枪机102个 c)高清晰红外变焦防水防尘枪机8个 网络视频服务器数量为72台，全D1画质的，其中： a) 单路D1音视频网络视频服务器40台 b) 两路D1音视频网络视频服务器20台 c）四路D1音视频网络视频服务器12台 2、监控中心管理、存储、转发 嵌入式平台服务器： d)设备要真正的嵌入式平台产品，集中管理、存储、转发，管理方便。 3、平台监控管理软件： 浏览包括通过web方式浏览、平台客户端浏览、通过电视墙浏览、Flash浏览等。 4、显示：机房有电视墙2*2的46寸液晶拼接可实现单画面和多画面任意切换监控画面；另外每边由8台32寸的液晶监视器1、4、9分割或者实行轮循的方式监控画面。
第一章绪论 1.1概述 为了完善安全技术防体系，预防犯罪与损失，同时为建设世界一流公司创造一个文明、安全、安定、祥和的公司环境，新疆药业需建设一套非常先进的、完善的安全技术防系统。 本次方案的设计总的原则是利用视频监控系统、显示系统、控制系统等技防手段，预防犯罪活动在公司的发生，保护新疆药业、员工及客户的财产和人身安全。同时为建立一套功能完善的安全技术防体系，本次方案对视频监控报警系统提出了建议性的设计。 本次新疆药业技防建设系统工程的建设根据文件的要求，主要为监控系统的建设并预留有部分的监控点，视频监控系统的围包括车间重点要害部位、敏感地区、公司周边地区，前期预计总布设为128台监控摄像机。并在线缆、接口作充分预留，保证系统的可扩展性。为能在安全技防中充分发挥无线通讯的机动灵活性，加强与执勤人员的联系和指挥，达到快速机动的反应能力，建立一套无线通讯指挥系统。 这次设计根据文件及新疆药业领导及专家的要求，采用集中型管理，集中控制原则，既建立一套中心监控室，将各分监控的信号传送至中心监控室进行统一记录和集中管理，从而达到对整个新疆药业集中管理和重点、要害部位的监控。在新疆药业每个门卫管理室都设立1个分控管理中心，在获得主控制中心授权的情况下，对本管理区域的监控点管理和控制。同时在公司领导办公处和临时监控点安装网络控制软件，方便视察整个公司的状况，提高监控系统的灵活性。 1.2设计依据 招标文件的要求 １、ＧＢ５０１９８《民用闭路监视电视系统工程技术规》 ２、ＣＣＩＲＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮ４７２－３ 《电视系统视频指标》
《组态软件及应用》课程设计报告 基于组态软件的变频器状态监控状态设计 系部: 专业: 班级: 姓名: 1. 2. 3. 4. 5.变频器监控系统要求 (5) 5.1监控系统技术要求 (5) 5.2监控系统具体要求 (6) 6.变频系统监控功能的实现及效果 (5) 7.人机界面的特点功能与画面设计 (6) 7.1人机界面的特点 (6)
7.2人机界面的主要功能 (7) 7.3人机界面的画面设计 (7) 7.4监控系统软件组态 (8) 8.心得体会 (13) 附录参考文献 (13)
1.序言 随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，自动化、智能化程度的不断提高，高压大功率变频调速装置的应用已经非常普遍，同时由于高压变频器几乎都是工矿企业的关键设备，在工厂自动化中占有举足轻重的地位，因此对其控制功能、控制水平的要求也越来越高，尤其对于那些工艺过程较复杂，控制参数较多的工控系统来说，具备交互式操作界面、数据列表、报警记录和打印等功能已成为整个控制系统中重要的内容。而新一代工业人机界面的出现，对于在构建高压变频器监控系统时，实现上述功能，提供了一种简便可行的途径。工业人机界面，是一种智能化操作控制显示装置。工业人机界面由特殊设计的计算机系统32 2. 2.1 “第2.2 决方案； 支持通过PDA掌上终端在Internet实时监控现场的生产数据，支持通过移动GPRS、CDMA、GSM网络与控制设备或其它远程力控节点通讯； 面向国际化的设计，同步推出英文版和繁体版，保证对多国语言版的快速支持与服务； 力控软件内嵌分布式实时数据库，数据库具备良好的开放性和互连功能，可以与MES、SIS、PIMS等信息化系统进行基于XML 、OPC、ODBC、OLE DB等接口方式进行互连，保
锅炉温度控制系统上位机设计 1.设计背景 锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动力和热源的锅炉，办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。 2.任务要求 (1) 按照题目设计监控画面及动态模拟； (2) 在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量； (3) 实现监控系统的实时、历史曲线及报警界面显示； (4) 实现保存数据和参数报表打印功能； (5) 实现登陆界面和帮助界面。 3. 界面功能 3.1 系统说明 本系统的目的是实现锅炉的温度控制，所以在监控界面设置了加热部分和降温部分，同时通过观察相应仪表，操作者手动的实现对锅炉温度的控制，而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。此外，在监控界面加入了液位控制部分，通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度，从而更加准确的操作系统，达到控制要求。实时报警界面可以随时进行提醒，防止发生意外情况。帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。登陆界面中加入用户登陆部分，只有有相应权限的操作者也可以控制系统。该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能，用户可以随时查看历史记录。 3.2主监控界面 主控界面实现的是操作者观察仪表，得到锅炉内液体温度和液位的实时信息，通过调节电磁阀1、2，使得锅炉内液体液位保持在要求范围内，通过加热按钮和降温按钮对
教二二楼视频监控系统 设 计 方 案 课程名称：弱电工程综合实训 指导教师： 项目设计：闭路电视监控系统 设计人： 班级 项目小组：第6组 组员
目录 目录 (2) 1 工程概况 (3) 1.1 建筑物概述 (3) 1.2 视频监控的意义 (3) 2 系统设计原则 (4) 3 系统设计依据 (4) 4 方案总体设计 (5) 4.1 系统设计方案 (5) 4.1.1 视频模拟处理部分 (5) 4.1.2 通信部分 (6) 4.1.3 视频数字处理部分 (6) 4.2 系统部暑说明 (7) 4.3 集中监控功能 (7) 4.4 集中监控建设要求及参数标准 (8) 5 设备参数及布置 (9) 5.1 摄像头选择参数 (9) 5.1.1 摄像头数量及布置情况 (9) 5.1.2 摄像头的规格参数 (9) 5.1.3 监控系统服务器存储要求 (10) 5.1.4 场所布线 (10) 5.2 监控服务器及显示器 (10) 5.2.1 四路嵌入式硬盘录像机 (10) 5.2.2 矩阵 (11) 5.2.3 矩阵主机控制键盘 (12) 6 系统技术特点 (13) 7结论 (14) 参考文献 (14)
1 工程概况 1.1 建筑物概述 教二二楼有施耐德照明系统实验室、传感器实验室、电机控制实验室、楼宇控制实验室、空调制冷实验室、单片机应用技术实验室、PLC实验室以及两个办公室，走廊是“L”型，西走廊长36m，宽2.45m，南走廊长57m，宽2.45m。西走廊尽头是门，南走廊尽头是窗中间有扇门另一个尽头是电梯、楼梯。 1.2 视频监控的意义 监控系统是安全防范领域中的重要组成部分，系统通过摄像机及其辅助设备（镜头、云台等），直接观察被监视场所的情况，同时可以把被监视场所的情况进行同步录像。另外，电视监控系统还可以与防盗报警系统等其他安全技术防范体系联动运行，使用户安全防范能力得到整体的提高。 视频监控具有明显的应用特点，它主要用于工业、交通、商业、金融、医疗卫生、军事及安全保卫等领域，是现代化管理、监测、控制的重要手段之一。由于它首先应用于工业，所以有时又称它为工业电视。应用电视能实时、形象、真实地反映被监视控制的对象。利用这一点，及时获取大量丰富的信息，极大地提高了管理效率和自动化水平。同时，在某些场合，利用应用电视解决人们不能直接观察的困难，使其成为一种有效地观测工具，发挥不可替代的独特作用。因此，应用电视越来越受到人们的重视，在现代社会的各个方面得到越来越多的应用。
河南机电高等专科学校课程设计报告书 课程名称：力控组态软件 课题名称：流量监控系统设计 系部名称：自动控制系 专业班级：计控102 姓名：崔建彪 学号：101413233 2012年09月30日
摘要 衡量一个自控系统的先进程度，除能完成一定的自动化控制功能外，日常的生产管理功能也是其重要指标之一。在流程工艺生产中的物料消耗和产量的自动统计就是一个生产管理的基本功能。我国属于能源缺乏国，精确的自动化监控更加有必要去研究和实行。通过设置多个采集点，以硬件组态、数据组态、图像组态等功能实现上位机对供水管路的实时检测，为操作人员合理实时调度提供可靠技术保障，实现能源优化配置，提高管路稳定和对事故的预见性、降低了能耗。该系统运行正常，完全达到设计要求。 力控软件的流量监控设计在成本、开放性、灵活性、功能和界面等方面给企业用户提供了最佳的控制系统解决方案。本文介绍了采用力控软件的工业流量控制系统。硬件用到了：涡轮式流量计、压力传感器、PLC等。 关键词：组态软件；硬件链接；流量监控；远程数据采集
1、引言 随着工业控制系统应用的深入，在面临规模更大、控制更复杂的控制系统时，人们逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式，对项目来说是费时费力、得不偿失的，同时，MIS（管理信息系统，Management Information System）和CIMS （计算机集成制造系统，Computer Integrated Manufacturing System）的大量应用，要求工业现场为企业的生产、经营、决策提供更详细和深入的数据，以便优化企业生产经营中的各个环节。组态软件作为一种工业信息化的管理工具，其发展方向必然是不断降低工程开发工作量，提高工作效率。易用性是提高效率永恒的主题，但是提高易用性对于提高开发效率是有限的，亚控科技则率先提出通过复用来提高效率，创造性地开发出模型技术，并将这一技术集成到KingView7.0中。这一技术能将客户的工程开发周期缩短到原来的30%或更低，将组态软件为客户创造价值的能力提高到了一个新的境界，代表了组态软件的未来。 统集成。 本系统是由计算机和PLC、流量计等外围设备组成一个计算机控制系统。计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机硬件指计算机本身及外围设备。硬件包括计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。软件系统是能完成各种功能计算机程序的总和，通常包括系统软件跟应用软件计算机。把通过测量元件、变送单元和模数转换器送来的数字信号，直接反馈到输入端与设定值进行比较，然后根据要求按偏差进行运算，所得到数字量输出信号经过数模转换器送到执行机构，对被控对象进行控制，使被控变量稳定在设定值上。 该系统的软件选择力控ForceControlV6.0监控组态，力控软件是运行在Windows98/NT/2000/XP操作系统上的监控组态软件，主要包括工程管理器、人机界面、实时数据库DB、I/O驱动程序、控制侧罗生成器以及各种网络服务组件等。力控ForceControlV6.0监控组态软件在秉承V5.0成熟技术的基础上，对历史数据库、人机界面、I/O驱动调度等主要核心部分进行了大幅提升与改进，重新设计了其中的核心构件，力控6.0开发过程采用了先进软件工程方法：“测试驱动开发”，使产品的品质得到了充分的保证。 组态软件是数据采集与过程控制的专用软件，能以灵活多样的组态方式提供良好的用户开发界面和间洁的使用方法，其预设置的软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持硬件厂家生产的各种计算机和硬件设备，与高可靠性的工控计算机和网络系统结合，可向整个测控系统提供软硬件的全部接口，进行系统集成。
锅炉内胆温度控制系统设计 一．引言 过程控制是自动化的重要分支，其应用范围覆盖石油、化工、制药、生物、医疗、水利、电力、冶金、轻工、建材、核能、环境等许多领域，在国民经济中占有极其重要的地位。无论是在现代复杂工业生产过程中还是在传统生产过程的技术改造中，过程控制技术对于提高劳动生产率、保证产品质量、改善劳动条件以及保护生态环境、优化技术经济指标等方面都起着非常重要的作用。 过程控制的主要任务是对生产过程中的有关参数(温度、压力、流量、物位、成分、湿度、PH值和物性等)进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化，在保证产品质量和生产安全的前提下，是连续型生产过程自动的进行下去。实际的生产过程千变万化，要解决生产过程的各种控制问题必须采用有针对性的特殊方法与途径。这就是过程控制要研究和解决的问题。二．任务和要求 任务：设计锅炉内胆温度控制系统，选择合适的传感器、控制器和执行器，使其满足一定的控制要求。 要求：本系统的控制对象为锅炉内胆的水温，要求锅炉内胆的温度的稳定值等于给定值，误差保持在 5%的误差带以内。 三．总体方案 系统组成：本实验装置由被控对象和控制仪表两部分组成。系统动力支路分两路:一路由三相(380V交流)磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成;另一路由日本三菱变频器、三相磁力驱动泵(220V变频)、涡轮流量计及手动调节阀组成。1．原理框图 图1
2．简要原理 单闭环锅炉水温定值控制系统的结构示意如课程设计指导书所示，图1为其结构框图。其中锅炉内胆为动态循环水，磁力泵、电动调节阀、锅炉内胆组成循环供水系统。而控制参数为锅炉内胆的水温，即要求锅炉内胆的水温等于设定值。先通过变频器-磁力泵动力支路给锅炉内胆打满水，然后关闭锅炉内胆的进水阀。待系统投入运行后，再打开锅炉内胆的进水阀，允许变频器-磁力泵以固定的小流量使锅炉内胆的水处于循环状态。在锅炉内胆水温的控制过程中，由于锅炉内胆由循环水，因此锅炉内胆循环水水温控制相比于内胆静态水温控制时更充分，因而控制速度有较大的改善。 在结构原理框图中可以清楚的看出，我们给定温度的设定值，将温度传感器的值与设定值相比较，把偏差值送入PID调节器，PID调节器的输出信号送入可控硅调压装置，经调压装置输出的电压信号来控制加热装置的阻值，从而控制锅炉内胆的水温。此控制系统为单闭环反馈系统，只要PID参数设置的合理，就能够使系统达到稳定。 3．优缺点分析 优点：单闭环系统结构简单，稳定性好、可靠性高，在工业控制中得到广泛的应用。 缺点：对动态特性复杂、存在多种扰动或扰动幅度很大，控制质量要求高的生产过程，简单控制系统难以满足要求 四．元器件的选择与参数整定 1．元器件的选择： (1)被控对象 由不诱钢储水箱、4.5千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒构成)、冷热水交换盘管和敷朔不锈钢管道组成。 模拟锅炉：本装置采用模拟锅炉进行温度实验，此锅炉采用不锈钢精制而成，设计巧妙。 管道：整个系统管道采用不诱钢管组成，所有的水阀采用优质球阀，彻底避免了管道系统生锈的可能性。有效提高了实验装置的使用年限。其中储水箱底有一个出水阀，当水箱需要更换水时，将球阀步打开直接将水排出。 (2)检测装置 变送器：采用工业用的扩散硅压力变送器，含不诱钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。 温度传感器：本装置采用六个Pt100传感器，分别用来检测上水箱出口、锅炉内胆、锅炉夹套以及盘管的水温。经过调节器的温度变送器，可将温度信号转换成4~20mA DC电流信
网络监控系统设计方案 导读：本次设计方案中，视频监控系统分为如下几个部分，每部分的基本功能和组成如下： (一) 前端视频数据采集部分：通过网络摄像机实现对各个监控区域的图像采集；前端视频数据 采集设备包括红外一体化网络摄像机、网络半球、网络智能球、高清网络摄像机、立杆、墙挂支架等设备。 视频监控总体设计 1.1. 网络视频监控系统组成 本次设计方案中，视频监控系统分为如下几个部分，每部分的基本功能和组成如下： (一) 前端视频数据采集部分：通过网络摄像机实现对各个监控区域的图像采集；前端视频数据采集设备包括红外一体化网络摄像机、网络半球、网络智能球、高清网络摄像机、立杆、墙挂支架等设备。 (二) 视频数据传输部分：通过超五类双绞线、室外4芯室外多模铠装光缆、光电转换设备和网络交换机等设备组成转发视频图像数据的传输网络，并通过传输网络将图像数据从前端监控设备传送到后端监控中心进行视频显示和存储，主要设备和线材包括：网络交换机、光电转换设备、超五类双绞线、室外铠装光缆等。 (三) 视频监控中心部分：视频监控中心是将前端采集的视频图像信息通过软件解码，转化为图像信号传送到监视器上，形成直观图像信息并且显示出来，同时对视频信息按照存储策略进行存储。通过网络监控中心管理平台对整个系统进行统一操作、配置、管理，其中主要设备网络监控中心管理平台、监控录像主机、大尺寸电视等设备。 (四) 监控终端部份：监控终端主要功能是监看实时视频画面、查询回放录像、抓拍图像、手动录像，主要包括监控客户端、多路视频解码器。 1.2. 监控系统拓扑图
1.3. 前端视频监控部分 1.3.1. 前端监控点设置说明 序号安装位置产品名称 单 位 数量备注 1 负一层停 车场 红外一体化网络摄像 机 台11 监控车位及通道，安全通道等出入口情 况
视频监控系统设计方案 摘要：生产经营管理的高效性、实时性直接影响到企业的生产效益和成本控制。当前，工厂的建设、管理正向着信息化、智能化的方向发展。通过在企业内部安装一整套局域网上的网络视频监控系统，安全生产人员可实时监控各个设备的运行状况，安保人员可实时监控厂区的出入口、道路、重点建筑等重要场所的人员流动情况，企业相关部门的领导也可以在办公室随时监控整个企业的运作情况。 一、工程说明 1.1 工程需求分析 根据用户的实际要求和现代监控系统的特点对本项目的需求进行了认真的分析。 1. 防范目的 通过安装在工厂辖区的摄像机，可以对现场的人员、车辆及设备的工作情况进行实时监视，监控室能够及时观察到现场的情况，并能够将相关图像进行实时的录像。在充分保证客人及业主隐私的基础上，加强工厂的安全保卫工作，同时提高工作效率，实现科学的管理。 2. 布防要求 根据现场的实际情况加以安装，以便最能有效地监控现场图像，不留死角。 3. 安全可靠性 为使整个监控系统充分发挥其安全防范的作用，应从以下几个方面确保系统安全可靠： ⑴前端设备品质必须高度可靠，尽量选用性价比高的名牌产品，同时充分考虑到特殊且恶劣的环境因素对设备的影响。 ⑵必须按照国家标准及工艺要求进行施工。 ⑶控制系统应采用可靠性高、功能全的产品 ⑷严格的管理制度，规范的操作。 ⑸操作简便。具有一定的扩容和升级能力。
二、方案设计的原则和思想 2.1 系统应具有的特性 2.1.1 先进性 当今科学技术发展迅速，若花巨资建成一个几年之内就要淘汰的落后系统，不仅是一种极大的浪费，而且将严重影响工厂的声誉。所以设计方案首先就要确保设计技术和应用技术的先进性，同时也要保证整个系统的最佳性能价格比。 2.1.2 灵活性和兼容性 随着科学技术的发展，不可能保证一个系统永远处于领先地位。为此在设计方案时，必须考虑到系统升级扩容的灵活性和兼容性，这就需要采用模块化、开放式、集散型、分布式的控制系统。使得不改变原有设备，在不损失前期投资的情况下，就能方便的升级和扩容，确保系统不过时。 2.1.3 经济实用性 先进性与经济性往往会产生矛盾，这就需要在制定总体设计方案时： 一、要选择性能价格比最佳的产品和系统。高科技现代化时代，经济性衡量的唯一标准是性能价格比，既不是单纯性能，也不是单纯的价格，若不顾性能，而单纯追求价格，势必会陷入不正当的价格竞争战。那么系统事故所造成损失和影响用经济是补偿不了的。 二、善于充分利用软件来实现系统功能，尽可能减少硬件开支，达到降低系统总成本的目的。 三、充分了解其它子系统的功能，并与之进行有机结合，避免功能重复。 四、要善于从实际出发，突出实用功能，去掉“华而不实”的无用功能，降低总体投资，求得先进性与经济性的完美统一。 2.1.4 可靠性 可靠性是系统设计中的关键，不可靠的系统不仅根本谈不上什么先进性，而且由于系统的瘫痪导致重大的损失会给用户带来巨大的负担和耗费。为此总体方案的设计和产品的选用时： 一、既要考虑技术的先进性，又要考虑技术的成熟性。
燃气锅炉的运行控制及远程监控系统 发表时间：2019-03-12T16:11:33.380Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：杨帆 [导读] 摘要：在当前时期,空气污染加剧,提高燃气锅炉的使用效率和减少有害气体的排放,对于降低大气污染,减少雾霾来源有着非常直接的实际意义。 （华北理工大学河北唐山 063000） 摘要：在当前时期,空气污染加剧,提高燃气锅炉的使用效率和减少有害气体的排放,对于降低大气污染,减少雾霾来源有着非常直接的实际意义。在燃气锅炉的实际使用过程中，系统所需要的总热量时刻在发生着变化，如何提高燃气锅炉效率，对其节能运行控制优化有着重要的生产意义。本文主要针对燃气锅炉的运行控制和远程监控系统进行阐述分析。 关键词：燃气锅炉；运行控制；远程监控系统 我国作为二十一世纪最有发展潜力的发展中国家之一，快速地发展工业经济是目前我国所面对的重大历史任务。由于我国曾经长期处于以农业经济为主的状态，工业基础较为薄弱，在能源的利用上还存在许多不成熟的地方。过去一味地追求工业发展的速度一度造成我国环境的严重污染。近年来，随着经济可持续发展方针的推进，我国在能源消耗结构和能源的利用方面都有了很大的改进。锅炉作为我国工业生产重要的能源供给器材，其燃料的选择以及最大化的利用一直都是非常重要的问题。随着近几年燃气锅炉的出现，锅炉的应用也逐渐变得更加环保和经济。但是我国的燃气锅炉仍然存在着不少的问题。 一、我国锅炉控制系统发展的不同阶段 控制系统是一台锅炉运行的核心与关键，其由程序点火，连锁，保护，运行控制，还有热工参数的检查。测试，显示等组成。其中，运行控制是对锅炉内水的温度和相应的水的位置的控制。我国的锅炉控制系统在新中国成立初期，工业还比较落后的时候，主要是依靠工作人员的操作，这样简单的手工劳动既不能良好地控制锅炉还存在较大的安全隐患，且完全无法达到自动化。后来随着技术的不断改善我国又出现模拟控制系统，计算机控制系统等逐步地实现了锅炉控制系统的自动化，节省了大量的人力，且锅炉的控制也变得较为精确与安全。但是，计算机系统对锅炉的控制也有其局限性，它一般只适用于较大的锅炉，对于小容量的锅炉往往就无法进行很好的控制。 二、关于锅炉系统中热量平衡的分析 （一）热量平衡的概述 为了达到节约资源，保护和环境的目的，在工业生产中对能量输出与输入的控制就显得非常的重要了。所谓的热量平衡，就是在锅炉运行的过程锅炉热量的输出与输入是相等的，呈现出一种平衡的状态。在锅炉运行的过程中，一般来说它的热量供给主要是由燃料完成（在没有预热的前提下），但是锅炉输出的热量就有很多的组成部分，其中包括锅炉内水体的吸热量，不完全的燃烧损失等。 （二）影响热量平衡的因素 前面就有提到过热量的平衡是输出与输入的平衡，一般来说输入的热量较为稳定，受外界因素的影响较小，但输出的热量由于组成较为复杂且不稳定，如果不加以控制就很有可能会降低锅炉的效率，造成能源的浪费。例如，像是炉水和循环水的吸热量主要就会受到其水体的质量，比热容，水体温度的变化幅度等方面的影响。而不完全燃烧损失（未燃尽的燃料所造成的热量损失占输入热量的比重）主要是受过量空气系数的影响，这项损失如果不加以控制将会很大程度上降低锅炉的效率，造成浪费。除此之外，还有散热损失，排气损失等，这两类一般都是与进气的数量和过量的空气系数有关。 综上所述，影响锅炉效率的最大的两个因素便是锅炉运行过程中进气的数量和过量空气系数，只有严格地控制好进气的数量并且寻找出合适的过量空气系数，锅炉输出的热量才会呈现出一个稳定的状态，锅炉的效率才会达到最优。 三、控制系统的合理设计 （一）选择合适的系统 目前，我国工业生产中运用地最多的一种控制系统就是可编程控制器，它是目前同类产品中较新也是性能较好的控制系统，它具有实用性较强，操作技术要求低，自我维护的功能较强等优点，因此运用较广。除此之外，常用的控制系统还有工控机和单片机控制系统。其中单片机出现较早，曾经在市场上也运用地较为广泛，后来随着技术的革新，单片机控制系统由于其自身性能的局限性，逐渐失去了市场，虽然价格较为便宜，但始终无法满足市场的需求，目前主要应用于仪表领域。工控机控制系统虽然比起单片机在性能上有所改善，但是其仍然存在着实用性不强，可靠性不高，自我维护的功能弱，操作太过复杂等缺陷。但是其在运算，数据的储存等方面却比可编程控制器更有优势。 综上所述，为了实现控制系统的最优选择，我们可以选择工控机控制系统和可编程控制器相结合的方式，既利用了工控机在数据运算，储存方面的优势又利用了可编程控制器在性能上的优越性。 （二）控制系统硬件的构成 控制系统的硬件设计是控制系统运行的核心，所以其设计的合理性与科学性就显得尤为重要了。一般来说，包括了上机位的监控结构，下机位的运行控制结构以及执行结构。上机位那一部分主要负责锅炉运行的监测，一般由计算机来完成。这也就是上面说提到的关于工控机和可编程控制器结合时工控机负责的部分。下机位的部分，一般是对锅炉的运行进行控制和执行相应的操作，也就是可编程控制器负责的部分。下机位运行控制结构主要包括了可编程控制器，D/A和A/D模块，人机界面等。执行系统主要由变频器，水泵，风机，电磁阀等部分组成。这些都是硬件系统中不可缺少的组成部分，对锅炉的运行控制有着非常重要的作用，因此，在设计的过程一定要注意其科学性和严谨性。 （三）控制系统的软件设计 为了使硬件系统既能够独立地完成各部分的工作，又能够相互协作，软件系统的设计一般都是按照上下机位互相协作的设计思路来完成的。它包括了上下机位两个部分的设计，上机位主要是由计算机组成，由工作人员来操作。因此，这个部分的设计主要是方便工作人员的操作，包括了一些监测软件，记录软件，数据查询的软件。 . （四）系统循环水泵变频技术。 系统循环水泵变频（调速）技术是一项根据用户用热需求变化来改变（通常是降低频率）循环水泵电机频率，进而改变系统循环水量（通常是减少循环水量），有效节省循环水泵输配电耗的节能（电）技术。该技术主要是通过控制系统压差、压力或供水温度等来实现循
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用组态软件实现自动供水系统演示工程设计 专业:电气工程及其自动化姓名: 指导老师: 摘要 MCGS嵌入版组态软件的硬件需求分为组态环境需求和运行环境需求两部分。MCGS(Monitor and Control Generated System，监视与控制通用系统)是研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等。MCGS嵌入版组态软件的 硬件需求分为组态环境需求和运行环境需求两部分。用MCGS组态软件设计了远程监控程序；实现了供水系统的远程和本地的手自动切换控制。目前，供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环，传统供水方式占地面积大，水质易污染，基建投资多，而且主要缺点是水压不能保持恒定，导致部分设备不能正常工作。 关键词 MCGS，恒压供水 ABSTRACT Embedded MCGS configuration software version of the hardware requirements into configuration environmental needs and running environment needs two parts. MCGS(Monitor and Control Generated System, Monitoring and control general system). is developed by Beijing kunlun automated software technology Co. which Windows-based Used for fast structure and the generation of PC monitoring system configuration of the software system. Main accomplish the field data acquisition and monitoring data processing and control the run on Microsoft Windows 95/98 / Me/NT / 2000 / xp operating system, etc. Embedded MCGS configuration software version of the hardware requirements into configuration environmental needs and running environment needs two parts. MCGS configuration software design with a remote monitoring program; to achieve a water supply system for remote and automatic switching control of local , the national production and living water supply system is an important and indispensable part of the traditional area of water supply, water quality easily contaminated, and more investment in infrastructure, but the main disadvantage is that pressure is not constant, resulting in some of the equipment does not work. Key words： MCGS，Constant Pressure Water Supply Control System 目录
综述 锅炉汽包燃烧系统是工业蒸汽锅炉安全、稳定运行的重要指标，温度过高，会使蒸汽带水过多，汽水分离差，使后续的过热器管壁结垢，传热效率下降，过热蒸汽温度下降，严重时将引起蒸汽品质下降，影响生产和安全；温度过低又将破坏部分水冷壁的水循环不能满足工艺要求，严重时会发生锅炉爆炸。尤其是大型锅炉，一旦控制不当，容易使汽包满水或汽包内的水全部汽化，造成重大事故。因此，在锅炉运行中，保证温度在正常范围是非常重要的。 本文设计了一种数字式锅炉温度控制系统，并给出了硬件原理图。该控制系统是用MCS-51系列单片机及其相关硬件来实现，利用传感器测量温度数据、CPU循环检测传感器输出状态，并用光柱和LED指示温度的高度。当锅炉温度低于用户设定的值时，系统自动打开燃料通道，当温度到达设定值时，系统自动关闭燃料通道。通过定量的计算表明该控制系统设计合理、可行。 一.系统总体设计 1．1 系统总体设计方案 设计框图如下所示： 图1-1系统框图 1．2 单元电路方案的论证与选择
硬件电路的设计是整个实验的关键部分，我们在设计中主要考虑了这几个方面：电路简单易懂，较好的体现物理思想；可行性好，操作方便。在设计过程中有的电路有多种备选方案，我们综合各种因素做出了如下选择。 1．2．1 温度信号采集电路的论证与选择 采用温度传感器DS18B20 美国DALLAS 公司的产品可编程单总线数字式温度传感器DS18B20可实现室内温度信号的采集，有很多优点：如直接输出数字信号，故省去了后继的信号放大及模数转换部分，外围电路简单，成本低;单总线接口，只有一根信号线作为单总线与CPU 连接，且每一只都有自己唯一的64位系列号存储在其内部的ROM 存储器中，故在一根信号线上可以挂接多个DS18820,便于多点测量且易于扩展。 DS 18 B2 0的测温范围较大，集成度较高，但需要串口来模拟其时序才能使用，故没有选用此方案。 1.2.1输入输出通道及其接口设计 1）温度检测模拟输入通道设计 图1-2 输入通道原理图 设V ／F 变换器的额定输出频率为F ，计数器对输出脉冲的计数时间为Ts ，A ／D 转换结果的分辨率为i ，则有： s i s F T 2 取Ts ＝1s ，则在V ／F 的输出频率范围0～10kHz 内，可以得到13位的A ／D 转换结果。
智能化监控系统设计方案 一、系统组成 本项目智能化监控系统由视频监控子系统、智能门禁子系统、车辆出入管理子系统、可视对讲子系统、周界防卫子系统、公共广播子系统、巡更子系统7个子系统组成。 系统总体结构如下图所示： 二、多媒体综合监控系统整体设计方案 监控中心平台作为本监控系统的核心，是一个基于TCP/IP协议的监控管理系统，主要包括中心管理平台和业务应用平台。本监控中心平台具备媒体浏览、控制、存储等业务功能外，同时具有系统用户管理、设备管理、控制管理、存储管理、调度管理、告警管理等系统管理功能，实现区域综合监控系统集中、统一管理。 1、实现了权限的集中管理 2、所有子系统共用网络系统，在监控中心实现统一管理。 3、所有子系统全部信息（视频信息、车辆信息、门禁信息、告警信息、广播信息、巡更信息等）全部存储在监控中心，实现统一存储。
三、系统传输方案 选用LAN网络来进行监控的媒体信息传输，通过TCP/IP网络传输到监控中心。监控点采用多媒体接入单元实现对媒体信息进行编码压缩和远程管理。 组网方式如下图所示：
四、各子系统设计方案 1、视频监控子系统 以IP网络为基础，将分散、独立的现场采集点进行联网，实现跨区域、统一监控和统一管理。它由监控现场、网络设备及监控中心三部分组成。 （1）监控现场 监控现场的监控设备主要包括：多媒体接入单元、摄像机、各类报警探头等，主要负责监控现场现场视频及环境告警信息的采集，并且执行监控中心的控制指令。 监控现场的典型设备连接示意图如下：
在监控现场，由摄像机、报警探头等设备采集的所有现场信息，在多媒体接入单元经过数字化编码压缩处理后，直接上传至上级监控中心。监控中心将以IP单播/组播的方式实现一对多（一个业务/管理客户端同时连接监控多个监控现场内的监控目标）和多对一（多个业务/管理客户端同时监控一个监控现场内的监控目标）的远程实时监控功能。 当发生特定的报警情况时（如：人员非法入侵、设备状态变化及故障、消防报警等），系统将接收相应的报警信息，并根据预先设定的联动策略，联动相应的摄像机转动到指定的预置位，进行录像、抓图等相关操作。报警信息能与录像、抓图无缝结合，即可由报警信息检索回放相应的现场录像与抓拍图片，以便作为日后事故追忆和调查的有力辅助手段。 监控现场内同时发生多点报警时，系统将按报警级别高低和时间优先的原则进行处理：先上传严重报警点的视音频等告警信息，同等级别的报警将按时间优先顺序上传。 另外，根据实际需要，可配置话筒、扩音器、音箱、音柱等音频对讲设备，将它们通过多媒体接入单元的语音对讲接口与音频输入接口接入监控系统，以实现监控中心和监控现场的双向语音对讲与中心语音广播，以便在发生异常、设备故障时，进行及时的沟通、指导，满足调度指挥的需要。 （2）网络设备 监控现场与监控中心设备均部署在同一IP局域网下，如果采用
工业锅炉无线远程在线监控系统 】我国目前有几十万的大小锅炉在运行，广泛的应用在电系统背景】 【系统背景 力、供热、洗浴等行业。传统的锅炉维护工作主要是由人工来完成。这种方式费时费力而且不能及时发现锅炉运行时的隐患，往往是在锅炉停止运行或出现故障较长时间，甚至于引发锅炉使用事故后维护人员才发现问题。 为解决上述问题，集睿科技研发出一套“全智能锅炉远程监控系统”，该系统是一套无线数据传输网络的实时监控系统，它集成了数据采集、数据的无线传输、远程控制以及对锅炉运行的智能化分析等功能。它将较好地解决锅炉维护工作中的使用寿命和安全性问题，同时通过对运行数据的分析为合理地分配锅炉运行模式提供了科学依据。 】 【工业锅炉全智能远程监控 工业锅炉全智能远程监控】 集睿工业锅炉无线远程监控系统主控电脑可以联网全国各地客户，通过与用户终端模块无线联网，全年３６５天×２４小时提供在线监控服务。 ▲实时监控：远程监控中心主控电脑定时巡检用户机组，并将机组工况数据记入监控中心数据库，供中心工程师实时分析产品运转综合性能时参考。
▲故障报警：用户机组出现故障时，能够自动向监控中心报警，监控中心收到用户终端模块传递的报警数据后向中心工程师发出告警信号。中心工程师根据报警提示的信息撰写处理方案，并可会同分中心工程师以及用户机组操作员根据处理方案可以进行锅炉控制及现场处理。 ▲锅炉体检：监控中心针对一定时间数据异常的用户机组，或应某一用户的专门请求，针对性对用户机组工况数据进行锅炉专业诊断体检，并提供锅炉体检报告，提出改善或处理意见，防患于未然。 ▲远程互动：通过联网监控，监控中心可密切掌握用户机组运行状态，并可通过与用户互动操作，将机组运行参数调至最佳状态，达到更可靠、更节能的效果。 ▲查询传输：监控中心每分滚动显示所有联网监控用户机组的运行状态，并可存贮和打印机组工况数据。 系统特点 ▲安全性终端模块设计有安全检测电路，且系统只对锅炉进行监视和报警处理，不参与锅炉的实际控制，所以不会影响锅炉的安全运行；▲可靠性系统的单片机采用工业级的处理器，并且采用无线终端用户模块，可以保证了终端机长期稳定的工作以及数据传输的可靠性；▲易用性系统的终端采用独立的接口模块，不需要对锅炉、水泵等设备进行改造。系统采用云平台管理技术，维护人员可以使用任何一
电控学院 监控组态软件结课设计 院（系）： 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2013年 4月 26日
目录 一、实际系统介绍： (3) 二、设计目标： (4) 三、硬件的设计和实现： (4) 1、PC系统 (4) 2、PLC (5) 3、传感器 (5) 4、液位计、压力计 (5) 5、泵、阀 (5) 四、软件设计 (5) 1、各画面设计与制作: (5) 2、动画 (7) 3、脚本程序 (10) 4、系统相关功能连接与实现 (11) 5、变量定义 (15) 6、I/O数据连接 (15) 7、实时数据库的建立 (16) 五、运行结果 (17) 六、分析体会 (17)
一、实际系统介绍： 工业锅炉是采暖供热系统的核心设备，它的主要任务是安全可靠、经济有效地把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水，生产出满足需要的蒸汽或热水。我国目前在役运行的工业锅炉共约有 52 万台，多为燃煤链条炉，它们的特点是应用广，容量小(绝大多数都是 10 t/h 以下的分散锅炉)，设备旧，耗煤 (或油、气)量大(年耗煤量占全国总耗煤量的三分之一)，效率低(平均约为 60%)，自动化程度不高。另外由燃料燃烧产生的烟尘、SOX,NOX 等对环境造成了严重污染。随着对生产自动化要求渐高的趋势，改变工业锅炉运行中传统的手动、半自动操作方式已势在必行尤其是近年来我国北方各大城市承受着持续低温天气和煤炭价格大幅度上涨的压力，还要面对供热标准。 工业供暖锅炉的安全运行显的越来越是重要，那么这就要我们用一些方法来监控锅炉的运行。并且在出现异常的情况下能够马上显示出来，这样以便于我们进行整修。所以为了供暖锅炉能够安全有效的运行，我们必须对它进行监控，这就是我们经常说的供暖锅炉监控控制系统。 锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要的输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风等；主要的输出变量是汽包水位、蒸汽压力、炉膛负压、过剩空气等。因输入变量与输出变量相互关联，如果蒸汽负荷发生变化，必将会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度等变化，因此锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的控制对象。锅炉对象简图，如图1所示。由于条件限制及能力有限，本控制系统将主要控制三个变量：锅炉水位、炉温度、炉膛压力。 在本控制系统的图形界面上具备报警通知及确认、报表组态及打印、历史数据查询与显示等功能。各种报警、报表、趋势都是动画连接的对象，其数据源都可以通过组态来指定。每个画面的容可以根据实际情况灵活设计。