信息与电气工程学院
课程设计说明书（2013/2014 学年第一学期）
课程名称：综合布线及楼宇组态监控系统设计
题目：交流电机正反转组态监控设计
专业班级：电气10-02
学生姓名：
学号：
指导教师：
设计周数：2周
设计成绩：
2014年1月10日
1、设计目的
本次课程设计，基于力控组态软件，在以往理论知识的基础上进行仿真模拟实验，进一步加强对课堂理论知识的认识和理解，学会使用力控ForcecontrolV7.0组态软件。同时根据设计要求编写控制程序和组态人机交互界面，按照设计要求进行调试，实现设计要求。
本次设计，是模拟一个交流电机正反转控制系统，要求能实现正转启动、反转启动和停止的控制。
2、设计正文
2.1力控PCAuto组态软件
2.1.1软件的认识
力控ForcecontrolV7.0组态软件是对现场生产数据进行采集和过程控制的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和间接的工程实践方法，用户只要将其预设置的各种软件模块进行简单的组态，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能。
2.1.2软件的使用
在组态软件中填写一些事先设计的数据库，在利用图形功能把被控对象（电机转向提示等）形象的表示出来，通过内部数据连接把被控对象的属性与I/O设备的实时数据进行逻辑连接。当有组态软件生成的应用系统运行中，与被控对象相连的I/O设备数据会发生相应的变化直接带动被控对象的属性变化。
2.2系统功能概述
基于力控组态软件的交流电机控制监控系统的设计主要是利用软件的功能，通过对各个继电器的启停控制，来实现电机正反转控制。具体的控制原则为：在一个控制任务内内，输入按钮信号，让某一回路导通，例如正转，此时绿色指示灯亮，交流接触器吸合，电机正转，同时另一回路锁定。除此之外，画面中有控制开关按钮，可以用来启动整个程序以及复位功能。
2.3系统设计
2.3.1设计流程
接通主电路后，给PLC供电，使系统进入运行状态。按下正转按钮，信号输入PLC处理后，将输出信号给中间继电器来控制交流接触器的吸合，使电机正转运行，正转指示灯亮。按下停止按钮后，使信号复位归零，电机停止运行，正转指示灯灭，正转运行启停结束。反转同理。
2.3.2软件组态
基于力控ForcecontrolV7.0组态软件的设计与实现主要包括以下几个步骤：画面创建、动画连接、I/O口设备设置、创建实时数据库、数据连接。
2.3.2.1 画面创建
根据本系统的特点，设计了交流电机正反转监控系统主界面。主界面如下图所示，主要包括按钮、PLC、继电器、交流电机、指示灯以及电路通道。
2.3.2.2动画连接
动画连接是指画面中图形对象与变量或表达式的对应关系。建立关联后，在监控系统进行是，根据变量或表达式的数据变化，图像对象会发生颜色变化、大小改变、文本刷新等。这样就将现场真实的数据投影到计算机的监控画面中，从而达到远程监控的目的。此系统中分别对按钮、红绿灯、转向指示进行了相关的动画连接，从而可以动态的实现系统的控制。具体的实现方法如下图所示：
2.3.2.3 I/O设备设置
I/O设备设置是指对包括应用程序的“软件设备”和现场数据采集交换的硬件设备在内的广义上I/O设备驱动程序进行配置，使其与组态软件能够建立通信，构成一个完整的系统。在被监控系统中，对开关“run”。以及电机的代码进行定义，地址分配，通讯方式选定。在监控系统中建立的仿真PLC实现，实现方法如下图：
配置I/O设备的过程在图形开发环境Draw的导航器中进行，按照设备安装对话框的提示就可以完成对I/O 设备的配置工作。I/O设备配置完成后，在导航器中会列出I/O设备的设备名称，同时生成的设备名称即可用于数据连接过程，在系统运行过程中，力控通过内部管理程序自动启动相应的I/O驱动程序，I/O驱动程序负责与I/O 设备进行实时数据交换。
2.3.2.4创建实时数据库
实时数据库(DB)是整个监控系统的核心。它负责整个系统的实时数据处理和历史数据的存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理，完成与过程数据采集的双向数据通信。在本系统中，经过创建点参数、定义I/O设备、数据连接等几个步骤便可以完成数据库的创建。系统中采用的I/O设备的数据采集与回送是实时数据库的一个最基本的功能。因为实时数据库系统应用所面向的监控对象最终还是要落实到具体的硬件设备。本控制系统的实时数据库建立过程如下图所示：
数据库变量
a、b、c分别对应三个按钮，d1、d2分别对应两个继电器，q0、q1分别对应正转输出和反转输出。
2.3.3相关功能实现以及实验结果显示
实验结果如下
停止
正转
反转
3、课程设计总结或结论
利用力控ForcecontrolV7.0组态软件所设计的交流电机监控系统，可以较好的还原电机的运行情况。但是这也只是理想化的简单监控设计，对于现场的实时数据采集以及电机转速控制的考虑不够全面。通过这次设计，我对工控软件有了进一步的理解，同时对理论知识，这次设计也是对知识的实际应用与熟练，通过模拟监控一些现实中的系统，来对力控组态的功能进一步了解，同时也了解到，生活中有些看起来很简单的设备，其实的实现功能以及要求依然是具有一定难度的，这次实验对我来说不仅锻炼了动手能力，也对我的知识是一种巩固，而且对自己是一次不可多得的经历，我相信以后的类似设计，我会做的更好。再次感谢各位老师的指导。
4、参考文献
【1】赵一丁. 软件工程基础[M]. 北京：北京邮电大学出版社，2006.9
【2】孙华. 监控组态软件以及应用技术[M]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.2
【3】吴小刚. 工业组态技术与应用[M].北京：人民邮电出版社，2006.5
课程设计报告 题目步进电机正反转及调速 控制系统的设计 课程名称微机原理及应用 院部名称机电工程学院 专业电气工程及其自动化班级10电气1班 学生姓名管志成 学号1004103027 课程设计地点C304 课程设计学时20 指导教师李国利 金陵科技学院教务处制
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，具有快速启动能力,定位精度高，能够直接接受数字量，因此被广泛地应用于数字控制系统中，如数模转换装置、精确定位、计算机外围设备等，在现代控制领域起着非常重要的作用。 本设计基于Proteus 7.8设计环境，运用了8086 CPU芯片以及74273芯片、74244芯片和步进电机以及7位小功率驱动芯片ULN2003A、按钮、指示灯等辅助硬件电路，设计了步进电机正反转及调速系统。绘制软件流程图，进行了软件设计并编写了源程序，最后对软硬件系统进行联合调试。该步进电机的正反转及调速系统具有控制步进电机正反转的功能，还可以对步进电机进行调速，不同的按钮对应不同的速度，并且在没有速度按钮按下的时候，步进电机自动切换到停止状态。 关键词：步进电机；正反转；调速控制；ULN2003A芯片；8086微机系统
一、概述 1.1 课程设计的目的 (4) 1.2课程设计的要求 (4) 二、总体设计方案及说明 2.1 系统总体设计方案 (5) 2.2系统工作框图 (5) 三、系统硬件电路设计 3.1 Intel 8086 微处理器的简介 (6) 3.2 步进电机的原理 (7) 3.3 ULN2003A的简介 (8) 3.4 74154芯片简介 (9) 3.5 74LS273芯片简介 (10) 3.6 8086最小系统的设计 (11) 3.7 步进电机及其驱动电路的设计 (12) 3.8 电机状态显示电路的设计 (12) 3.9 输入采样电路的设计 (13) 3.10系统总电路图 (14) 四、系统软件部分设计 4.1 系统流程图 (15) 4.2 系统软件源程序 (16) 4.2.1电机绕组通电顺序设定 (16) 4.2.2 延时子程序设计 (16) 4.2.3 汇编源程序及说明 (16) 五、总结 5.1 系统软硬件的联合调试 (21) 5.2 问题分析和解决方案 (23) 5.3 心得与体会 (23) 六、参考文献 (23) 附录：总电路图 (25)
力控组态软件教程 第一节选型及安装 力控通用监控组态软件的正式发行企业版分为开发版和运行版，软件是根据点数进行计价的，点数是指实际监控的外部I/O设备参数的个数，即软件内部的实时数据库DB中I/O连接项的个数，软件内部的中间变量、间接变量等不计点。 力控演示版的开发版和运行版分别有64点的限制，完全免费的不限点数的开发版可以直接咨询三维力控销售部和各地办事处，索要注册号即可以使用，力控正式发行的开发版没有点数和时间的限制，购买软件时，开发版随运行版免费赠送，运行版分为通用监控版、WWW网络版等。 1. 力控的运行版本 1) 通用监控版 运行在单台PC上完成监控，该版本不包括扩展组件。 2) 标准网络版 由2套通用监控版软件通过以太网可以构成标准的服务器/客户端应用模式，标准服务器端只授权5客户使用，客户端在5个客户端的基础上可增加10、20、50、无限客户端。 3) WWW网络版 用标准的IE浏览器作为“瘦”客户端，在Internet/Intranet上来监控WWW服务器的上的数据，瘦客户端在5个客户端的基础上可增加10、20、50、无限客户端。 2. 扩展组件 包括PC控制策略程序、GPRS组件、数据库ODBC通讯组件、CommServer
通讯组件、DataServer数据转发组件、远程数据库历史备份程序等组件。 3.系统要求 1）硬件配置 目前市面上流行的机型完全满足力控的运行要求,推荐配置如下： CPU：Pentium(R) 4 CPU 2.0GHz以上。 内存：512M以上。 显示器：VGA、SVGA以及支持桌面操作系统的图形适配器，显示256色以上。 并行口或USB口：安装产品授权的加密锁。 2）软件要求 软件没有经过授权，也可以开发和运行，但有如下限制：数据库连接项支持64点，运行系统在线运行时间是1小时。 软件支持的操作系统：WINNT4.0(补丁6)/WIN2000 /WINXP/WIN 2003。 可用于win XP、win7，win10未试过，估计可以？ 3）硬件加密锁 软件是通过硬件加密锁进行授权，软件经过授权后可以长时间运行，产品提供的加密锁包括：并口硬件加密锁和USB口硬件加密锁，硬件加密锁使用前必须安装驱动程序。 安装并口硬件加密锁步骤： 在安装加密锁前应关闭计算机电源和外围设备。 第二节创建一个简单工程
PLC课程设计----电机正反转启动目录 第一章绪 论 ..................................................................... .................................... 2 1.1 设计背景与意 义 ..................................................................... .................... 3 1.2 PLC在电动机正反转控制中的应用概 况 ...................................................... 3 1.3 设计要求与任 务 ..................................................................... .................... 4 第二章控制系统设 计 ..................................................................... ...................... 5 2.1 确定方 案 ..................................................................... ............................... 5 2.2硬件设 计 ..................................................................... ................................ 7 2.3程序设 计 ..................................................................... ...............................11 第三章系统调 试 ..................................................................... .......................... 15 第四章总 结 ..................................................................... .................................. 16 参考文
实用文档 2014年全国中等职业学校工科类专业——“创新杯”教师信息化教学设计和说课大赛 教材《电机与电气控制技术》 课题三相异步电动机正反转控制线路 姓名
教学设计方案 学习领域电机与电气控制技术授课年级13级 授课专业机电一体化专业学生数24人 授课类型理、实一体化教学授课时间160分钟 教学内容第六章第二节三相异步电动机直接起动控制电路 教材高等教育出版社赵承荻姚和芳主编《电机与电气控制技术》 教材分析1、本课程的教学要求是：学生通过本课程的学习，掌握有关的专业理论知识和操作技能， 具备分析解决一般技术问题的能力，达到中级维修电工技术等级标准的要求。 2、三相异步电动机正反转控制线路的学习基础是电动机自锁正转线路，同时它也是为今 后进行机床电路分析及自动化控制设计做好铺垫。该电路中的联锁控制是电动机各种控制线路常用的控制方法，因此这节内容也可以说是学习控制线路的启蒙教学。 教学重点1、电动机正反转控制线路的工作原理。 2、电路设计。 教学难点电路设计。 关键点学生理解联锁控制的原理。 教学目标知识目标： ◆掌握电动机正反转控制电路的工作原理。 能力目标： ◆掌握设计电路的基本方法。 ◆提高学生对控制线路连接的操作技能。 情感目标： ◆培养学生自主学习能力，树立互帮互助的团队合作意识。 学情分析学习基础：已经学习了电动机的正转控制电路。 学习特点：总体表现为说过的没听见，讲过的不知道，只有做过的才理解。性格特点：个性鲜明，富于想象，自控能力差。 学习能力：目标不明确，学法不科学。 教法分析任务驱动法：给定任务，引导、启发学生循序渐进分步完成，培养学生自主学习和思维创新能力。 多媒体辅助教学法：在专业课教学中，利用课件的动态效果，使其趣味化，形象直观的帮助学生更好的理解知识。 分层教学法：在教学中根据学生学习情况，实行分层教学，让不同层次的学生都能感受到成功的喜悦。 启发引导教学法：在教学过程中进行启发性讲授，引导学生进行探究性的学习。 创设情境教学法：创设模拟情境，使学生感受任务的重要性。 学法分析分析归纳：通过对任务的分析，归纳出知识要点。 合作探究：以小组为单位讨论学习，树立团队合作意识。对比观察：通过对比、观察，整合出新的知识内容。
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。
目录 1.概述 (2) (1).三相异步电动机 (2) (2).三相异步电动机的构造 (2) (3).三相异步电动机的工作原理 (4) (4).三相异步电机的启动方法 (9) 2.三相异步电动机正反转控制电路设计 (15) （1）.设计目的 (15) （2）.设计原理 (15) （3）.设计内容及要求 (15) （4）.设计步骤 (16) 1）.器材选取 (16) 2）.三相异步电动机正反转联锁控制电路的设计 (17) 3）.带信号灯及过载保护的三相异步电动机联锁正反转控制电 路的设计 (18) 3.总结及心得体会 (19)
4.主要参考文献 (21) 1.概述 (1).三相异步电动机 实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机。电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能的相互转换。把机械能转换成电能的设备称为发电机，而把电能转换成机械能的设备叫做电动机。 在生产上主要用的是交流电动机，特别三相异步电动机，因为它具有结构简单、坚固耐用、运行可靠、价格低廉、维护方便等优点。它被广泛地用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等。 对于各种电动机我们应该了解下列几个方面的问题：（1）基本构造；（2）工作原理；（3）表示转速与转矩之间关系的机械特性；（4）起动、调速及制动的基本原理和方法；（5）应用场合和如何正确使用。 (2)．三相异步电动机的构造 三相异步电动机的两个基本组成部分为定子（固定部分）和转子（旋转部分）。此外还有端盖、风扇等附属部分，如图1-1所示。
图 1-1 三相电动机的结构示意图1）．定子 三相异步电动机的定子由三部分组成： 定子定子铁心 由厚度为0.5mm的，相互绝缘的硅钢片叠 成，硅钢片内圆上有均匀分布的槽，其作 用是嵌放定子三相绕组AX、BY、CZ。 定子绕组 三组用漆包线绕制好的，对称地嵌入定子 铁心槽内的相同的线圈。这三相绕组可接 成星形或三角形。 机座 机座用铸铁或铸钢制成，其作用是固定铁 心和绕组 2）．转子 三相异步电动机的转子由三部分组成： 转子转子铁心 由厚度为0.5mm的，相互绝缘的硅钢片叠 成，硅钢片外圆上有均匀分布的槽，其作 用是嵌放转子三相绕组。 转子绕组转子绕组有两种形式：
力控组态入门教程 一、关于力控 力控是北京三维力控科技有限公司“管控一体化解决之道”产品线的总称，由监控组态软件、“软”控制策略软件、实时数据库及其管理系统、Web门户工具等产品组成。这些产品不是孤立的，力控是一个应用规模可以自由伸缩的体系结构，整个力控系统及其各个产品都是由一些组件程序按照一定的方式组合而成的。因此本指南没有专门针对具体的产品分别介绍使用方法，而是介绍所有产品的共同使用方法。 在力控中，实时数据库RTDB是全部产品数据的核心，分布式网络应用是力控的最大特点。 在力控中，所有应用（例如趋势、报警等）对远程数据的引用方法都和引用本地数据完全相同，这是力控分布式特点的主要表现。 二、力控®产品发展史1994年12月，基于16位Windows平台（以Windows3.1
为代表）的力控®版本形成。 1996年09月，基于32位Windows平台（以Windows95为代表）的力控®1.0形成。并注册了力控®商标，成为国内率先拥有自主知识产权的自动化软件品牌。 1999年06月，力控®1.2版本推出，在石油、石化等行业广泛应用。 2000年10月，力控®升级为2.0版本正式推向市场 2000年06月，被国家五部委确定为国家重点新产品 2001年06月，正式推出基于PC的控制策略生成器 2001年08月，《监控组态软件及其应用》一书正式出版 2001年12月，力控®英文版forcecontrol正式推出 2002年03月，力控®2.6版本正式推向市场 2004年10月，力控®3.6版本获科技部中小企业基金扶持项目立项 三、关于力控®PCAuto?组态生成的数据文件及应用目录说明 应用路径\doc，存放画面组态数据。 应用路径\logic，存放控制策略组态数据。 应用路径\http，存放要在Web上发布的画面及有关数据。 应用路径\sql，存放组态的SQL连接信息。 应用路径\recipe，存放配方组态数据。 应用路径\sys，存放所有脚本动作、中间变量、系统配置信息。 应用路径\db，存放数据库组态信息，包括点名列表、报警和趋势的组态信息、数据连接信息等。 应用路径\menu，存放自定义菜单组态数据。 应用路径\bmp，存放应用中使用的.bmp、.jpg、.gif等图片。 应用路径\db\dat，存放历史数据文件。 第二章力控产品功能 2.1概述: 从1993年至今，力控®监控组态软件为国家经济建设做出了应有贡献，在石油、石化、化工、国防、铁路（含城铁或地铁）、冶金、煤矿、配电、发电、制药、热网、电信、能源管理、水利、公路交通（含隧道）、机电制造等行业均有力控软件的成功力控;监控组态软件已经成为民族工业软件的一棵璀璨明星。 一直以来，北京三维力控始终有预见性地开发具有潜在应用价值的功能模块，同时认真评估用户反馈建议来改进力控®产品，使用户得到超值回报，与客户的互动合作将促进了北京三维力控的发展。力控®监控组态软件的分布式的结构保证了发挥系统最大的效率。 力控®软件以计算机为基本工具，为实施数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统。在过程监控中发挥了核心作用，可以帮助企业消除信息孤岛，降低运作成本，提高生产效率，加快市场反应速度。 在今天，企业管理者已经不再满足于在办公室内直接监控工业现场，基于网络浏览器的Web方式正在成为远程监控的主流，作为国产软件中国内最大规模SCADA系统的WWW 网络应用的软件，力控®为满足企业的管控一体化需求提供了完整、可靠的解决方案。 2.2 软件构成： 力控®软件包括：工程管理器、人机界面VIEW、实时数据库DB、I/O驱动程序、控制策略生成器以及各种网络服务组件等。它们可以构成如下的网络系统
《集散控制系统原理及应用》 实验报告 姓名：胡文千_______ 学号：1345733203_____ 班级：13457332 ___ 专业：电气工程及其自动化 学院：电气与信息工程学院 江苏科技大学（张家港） 二零一六年六月
一、实验目的 1、熟悉DCS系统的方案设计； 2、熟悉使用组态软件对工艺流程图的绘制； 3、熟悉使用组态软件生成多种报表。 二、实验内容 实验（一） 1、自行设计一个小型的工程现场； 2、绘制工艺流程图； 3、在力控中模拟设计的系统，仿真实现基本功能。实验（二） 1、在实验（一）基础上，完成在力控中生成报表； 2、运用DCS知识分析所设计的系统； 3、仿真结果分析总结。
实验（一） 1、方案题目 交通系统实时监控系统。 2、方案背景 现在的交通变得越来越繁忙，交通系统变得越来越重要，对交通系统实时必要的监控能够维持交通安全，若出现交通信号等混乱时能够及时准确的发现。3、组态软件 1）概念 组态软件，又称组态监控软件系统软件。译自英文SCADA,即Supervisory Control and Data Acquisition（数据采集与监视控制）。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件的应用领域很广，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(RTU System,Remote Terminal Unit)。 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，它解决了控制系统通用性问题。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产品，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）组态软件的功能 组态软件通常有以下几方面的功能： （1）强大的界面显示组态功能。目前，工控组态软件大都运行于Windows 环境下，充分利用Windows的图形功能完善界面美观的特点，可视化的m风格界面、丰富的工具栏，操作人员可以直接进人开发状态，节省时间。丰富的图形控件和工况图库，既提供所需的组件，又是界面制作向导。提供给用户丰富的作
《组态软件技术》课程设计报告书 题目：双容水箱液位监控系统 学院：信息工程学院 班级：自动化0604班 姓名：李云 学号：06001239 时间：2009年12月
摘要 随着计算机技术的发展，计算机控制技术在过程控制中占有十分重要的地位。本设计以双容水箱的液位控制模型为研究对象，采用PID控制算法，并用MCGS组态软件进行上位机组态。用户窗口包括如下界面：自控双容水箱、手动双容水箱、历史数据、报警记录、参数及液位变化曲线、消息、下水箱安全报警、下水箱越限报警、上水箱安全报警。运行策略块包括：启动策略、退出策略、循环策略、PID控制、上水箱安全报警、下水箱安全报警、下水箱越限报警。在本设计中，我们可以实现手动与自动的切换，两个水箱水位的控制等功能。 关键字：MCGS组态软件；PID控制算法；双容水箱液位监控系统 Abstract With the development of computer technology, computer control technology in process control occupies an important position. The design of double-capacity water tank level control model studied by using PID control algorithm, and use MCGS configuration software host computer configuration. The user interface window includes the following: controlled double-capacity water tanks, manual dual-capacity water tanks, historical data, alarm recording, parameters and level curves, news, security police under the water tanks, water tanks, under the more limited the police, the security alarm on the tank. Operation strategy of block include: Start strategy, exit strategies, recycling strategies, PID control, security alarm on the tanks, water tanks, under safe alarm, water tanks, under the more alarm limits. In this design, we can achieve manual and automatic switch, two water tank water level control. Keywords: MCGS configuration software; PID control algorithm; two-capacity water tank level monitoring system
直流电动机正反转Proteus仿真设计 引言 随着人民生活水平的提高，产品质量、性能、自动化程度等已经是人们选择产品的主要因素。其中，直流电动机正反转自动控制在生活中起了很大的作用，比如洗衣机的工作、遥控汽车的操作、DVD的应用等等，它在实际生活中给人们需求上提供了很大的方便与乐趣。不只是生活，它还在工业、农业、交通运输等各方面得到了广泛的应用，实现电动机正反转的控制是很多产品设计的核心问题。直流电动机显示出交流电动机不能比拟的良好启动性能和调速性能，比较广泛应用于速度调节要求过高，正反转频繁或多元同步协调运转的机械生产。因此，学会电动机正反转控制的原理是极其重要的。然而，在本直流电动机正反转仿真设计中，要借助Proteus软件、Keil软件和C语言的辅助进行仿真设计，通过仿真设计，让我们更清楚了解电动机正反转的原理和电路图，增强对直流电动机的认知。 在Proteus绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在Proteus的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。在本设计中，Proteus软件采用了电容、电阻、晶振、电动机、LED、开关、电动机等多种元件进行绘图，并基于80C51和ULN2003A进行电路图设计，充分展示Proteus软件元件库量大，掌握它的基本绘图操作。而对于Keil软件，采取创建工程，创建执行文件，利用C语言编写程序，生成hex文件，为Proteus 仿真提供驱动控制，实现直流电动机正反转的设计。 在本论文设计中，主要介绍直流电动机正反转原理，Proteus软件功能绘图、仿真调试，以及Keil软件功能、程序编写和仿真程序文件生成。让大家更清楚了解Proteus软件、Keil软件、C语言在直流电动机正反转仿真设计的应用。
信息与电气工程学院 课程设计说明书（2013/2014 学年第一学期） 课程名称：综合布线及楼宇组态监控系统设计 题目：交流电机正反转组态监控设计 专业班级：电气10-02 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计周数：2周 设计成绩： 2014年1月10日
1、设计目的 本次课程设计，基于力控组态软件，在以往理论知识的基础上进行仿真模拟实验，进一步加强对课堂理论知识的认识和理解，学会使用力控ForcecontrolV7.0组态软件。同时根据设计要求编写控制程序和组态人机交互界面，按照设计要求进行调试，实现设计要求。 本次设计，是模拟一个交流电机正反转控制系统，要求能实现正转启动、反转启动和停止的控制。 2、设计正文 2.1力控PCAuto组态软件 2.1.1软件的认识 力控ForcecontrolV7.0组态软件是对现场生产数据进行采集和过程控制的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和间接的工程实践方法，用户只要将其预设置的各种软件模块进行简单的组态，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能。 2.1.2软件的使用 在组态软件中填写一些事先设计的数据库，在利用图形功能把被控对象（电机转向提示等）形象的表示出来，通过内部数据连接把被控对象的属性与I/O设备的实时数据进行逻辑连接。当有组态软件生成的应用系统运行中，与被控对象相连的I/O设备数据会发生相应的变化直接带动被控对象的属性变化。 2.2系统功能概述 基于力控组态软件的交流电机控制监控系统的设计主要是利用软件的功能，通过对各个继电器的启停控制，来实现电机正反转控制。具体的控制原则为：在一个控制任务内内，输入按钮信号，让某一回路导通，例如正转，此时绿色指示灯亮，交流接触器吸合，电机正转，同时另一回路锁定。除此之外，画面中有控制开关按钮，可以用来启动整个程序以及复位功能。 2.3系统设计 2.3.1设计流程 接通主电路后，给PLC供电，使系统进入运行状态。按下正转按钮，信号输入PLC处理后，将输出信号给中间继电器来控制交流接触器的吸合，使电机正转运行，正转指示灯亮。按下停止按钮后，使信号复位归零，电机停止运行，正转指示灯灭，正转运行启停结束。反转同理。
一、数据表的阐述 数据表是工业生产中不可缺少的统计工具，它能将生产过程中的各类信息如:生产数据、统计数据一直关的表格形式进行反映，为生产管理人员提供有效的分析工具。一般的组态软件中提供了历史报表和 万能报表。实用历史报表可根据生产数据形成典型的班报、日报、月报、季报、年报。万能表提供类似 EXCEL的电子表格动能，可以形成更为复杂的报表系统。 二、历史报表 历史报表是一个或多个变量在过去一段时间间隔内按照一定的抽样频率获取的历史数据的列表。属 性包括数据源的指定、变量的指定、历史数据的开始时间、数据采样间隔及采样时刻的数据类型（瞬 时值、平均值、最大最小值）、数据显示的颜色、背景色、位置、宽度、高度等。历史报表可打印输 出，可以用脚本程序控制历史报表对象的起始时刻及自动打印时机，还可以前后翻页查看任意时间段的历史报表。 1、历史报表及其要组态的关键参数 （1）创建历史报表 在工具箱中选择历史报表按钮，在窗口中点击并拖拽到合适大小后释放鼠标。会出现一个报 表。这是想处理普通图形一样来改变历史报表的属性。选中历史报表对象，单击鼠标右键， 弹出右键菜单： 选择“对象属性”弹出对话框就可以进行修改了。 （2）组态参数 组态参数有“一般”和“变量”两页内容组成。 “一般”页要组态的关键参数包括： 1）、起始时间。这个单选按钮有两个选项。一个是指起始时间。选择此项表示。报表将获取 从指定时间开始的一段历史数据。另一个起始时刻决定于打印时间。选择此项表示，报表将 获取从报表打印时间开始向前追溯的一段历史数据。 2）、报表起始时间。当在单选按钮“起始时间”选择了“指定起始时刻”选项时，该项变为 有效，否则为禁止状态。此项用于指定报表从什么时间开始将获取一段历史数据。具体需要 制定从前几天的第几点钟和第几分钟。 3）、字体。此项规定为报表字体。 4）、颜色。“标题背景”、“工位号/标题”、“序号”、“PV”和“时间”这5项分别用来指定历史 报表的标题颜色、位号名称/标题文字显示的颜色、位号的显示颜色、过程值（PV）的显示颜 色和PV值采样时间的显示颜色。点击对应的颜色按钮，出现调色板窗口以选择颜色。 5）、时间。改组为共有4项内容，包括1个复选框和3个输入框。其中显示时间为复选框， 指定报表中是否现实和打印历史数据的产生时间；范围输入报表获取历史数据的时间跨度； 间隔输入报表获取历史数据的时间间隔；格式输入报表中显示时间所占的字符宽度。 6）、数据源。此按钮选择连接实时数据库的数据源。 7）、数据类。当在单选按钮“起始时间”选择了“指定起始时刻”选项时，该项变为有效， 否则为禁止状态。此项用于指定报表将获取哪一类历史数据。它共有四个选项。 【1】瞬时值。此项指定报表将获取数据库点的过程值（PV）历史数据。 【2】平均值。此项指定报表将获取数据库点的过程值（PV）在指定的小时时间内的平均历史数据。 【3】最大值。此项指定报表将获取数据库点的过程值（PV）在指定的小时时间内的最大值历史数据。 【4】最小值。此项指定报表将获取数据库点的过程值（PV）在指定的小时时间内的最小值历史数据。 注：平均值、最大值与最小值属于数据库点的统计数据，只有在数据库组态时指定生成统
用PLC实现三相异步电动机的正反转控制电路 一、学情分析 学生上学期以开始学习电力拖动，因此对于简单的继电器接触器控制回路的分析基本无大碍。但学习程度参差不齐，学习能力一般，虽然学生对PLC技术的学习具有一定的兴趣，但这种兴趣不够稳定，需要教师创设适度的情境，适时地激发。 二、学习任务分析 本节内容是中国劳动社会保障出版社瞿彩萍主编的《PLC应用技术(三菱)》第三单元中任务二的内容，在教材的P58~P59中。其主要内容包括继电器接触器控制系统转换到PLC控制系统的方法、操作SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件和对PLC的读写、电路块串、并联指令、堆栈指令和程序的优化。三相异步电动机的正反转控制电路是简单的继电器控制系统，该系统可以反应PLC梯形图转换的方法、规则和注意事项。本节内容属于新授课，分为三课时完成，以下为第一课时内容。要求学生会按照PLC控制电路的设计顺序对继电器接触接器控制电路进行设计，并利用THPLC可编程控制器完成调试。同时，通过对本节内容的学习，让学生将逐步养成严谨求实，合作创新的科学态度，为继续学习和发展奠定方法基础。 三、教材目标 依据维修电工类专业《PLC应用技术（三菱）》的教学基本要求，结合教学内容的逻辑顺序和08机电班学生的认知水平和思维发展水平，从以下三方面制定本节课的教学目标： 知识目标和能力目标 （1）会列出I/0分配表、PLC接线图、梯形图和指令表 （2）能熟练操作SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件和对PLC的读写 方法和过程 (1)会根据学习目标，阅读教材 (2)会对简单继电接触控制电路进行PLC控制电路转换 (3)学会类比、比较和归纳总结学习方法 情感态度和价值观 （1）在学习过程中，感受学习PLC的乐趣，激发学习兴趣； （2）在合作学习过程中，学会合作，形成合作精神和竞争意识； （3）通过规范解题步骤，帮助学生养成严谨求实的科学态度。 依据教学基本要求和本节课的教学目标以及对学生现有的知识基础和理解水平对于本节课的教学重点和难点定为：继电器接触器控制系统转换到PLC控制系统既PLC的编程。
单片机课程设计课题：步进电机正反转设计 系别：电气与电子工程系 专业： 姓名： 学号 指导老师： 2013年01月09日
一设计目的 1、增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解； 2、掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口、A/D、 3; 4、掌握控制步进电机转动的编程方法。 二设计要求 1、具有速度和转向设定功能; 2、设置开始、停止以及正反转健； 3、转速以及转向有数码管显示(本设计使用的为LCD12864)。 三、总体设计 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的数字控制执行机构。它将电脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。 步进电机具有控制简便、定位准确等特点。随着科学技术的发展,在许多领域将得到广泛的应用。鉴于传统的脉冲系统移植性不好,本文提出微机控制系统代替脉冲发生器和脉冲分配器,用软件的方法产生控制脉冲,通过软件编程可以任意设定步进电机的转速、旋转角度、转动次数和控制步进电机的运行状态。以简化控制电路,降低生产成本,提高系统的运行效率和灵活性。 步进电机的角位移与输入脉冲数严格成正比，因此，当它转动一周后，没有累计误差，具有良好的跟随性。由步进电机与驱动电路组成的开环数控系统，既非常简单、廉价，又非常可靠。同时，它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。步进电机的动态响应快，易于起停、正反转及变速。速度可在相当宽的范围内平滑调节，低速下仍能保证获得大转矩。步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行，它不能直接使用交流电源和直流电源。步进电机存在振荡和失步现象，必须对控制系统和机械负载采取相应的措施。步进电机自身的噪声和振动较大，带惯性负载的能力较差。 步进电机是自动控制系统中常用的执行部件。步进电机的输入信号为脉冲电流,它能将输入的脉冲信号转换为阶跃型的角位移或直线位移,因而步进电机可看作是一个串行的数/模转换器。由于步进电机能够直接接受数字信号,而不需数/模转换,所以使用微机控制步进电机显得非常方便。 步进电机有以下优点: (1)通常不需要反馈就能对位置和速度进行控制; (2)位置误差不会积累; (3)与数组设备兼容,能够直接接收数字信号; (4)可以快速启停。 步进电机的品种规格很多,按照它们的结构和工作原理可以划分为磁阻式(也称反应式或变磁阻式)电机、混合式电机、永磁式电机和特种电机等四种主要型式。步进电机不需位移传感器就可精确定位,所以在精确定位系统中应用广泛。目前打字机、计算机外部设备、数控机床、传真机等设备中都使用了步进电机。
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: 学号: 指导老师: 成绩: 二零一五年十二月二十五日
目录 1.序言 (1) 2.力控组态软件介绍 (1) 2.1力控组态软件简介 (1) 2.2力控组态软件特点 (1) 2.3软件基本组件 (3) 3.变频器应用的现状 (3) 4.变频器监控系统的硬件组成 (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 位芯片为核心，在液晶显示屏上罩盖有透明的电阻网络式触摸屏，触动屏幕时，电阻网络上的电阻和电压发生变化并由软件计算出触摸位置。新一代工业人机界面还具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化控制功能。 2.力控组态软件介绍 2.1力控组态软件简介 力控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，位于自动控制系统监控层一级。它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成的时间，大大的提高了集成效率。它能同时和国外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，它可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合，便可以达到集中管理和监控的目的，同时还可以方便的向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，来实现与“第三方”的软、硬件系统来进行集成。2.2力控组态软件特点 力控组态软件在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃，功能更强大，主要特点如下： 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In ternet实时监控现场的生产数据，支持通过移动GPRSCDM A GSh 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 ODBCOLEDB等接口方式进行互连，保证生产数据实时地传送到以上系统。强大的移动网络 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，力控移动数据服务器与设备的通讯为并发处理、完全透明的解决方案，消除了一般软件采用虚拟串口方式造成数据传输不稳定的隐患，有效的流量控制机制保证了远程应用中节省通讯费用。完整的网络冗余及软件容错解
单片机课程设计报告设计题目：步进电机控制系统 学院机械工程学院 专业机械设计制造及其自动化 班级 姓名 学号 指导教师 湖北工业大学 2010 年秋季学期
目录 1.设计目的 (2) 2.设计的主要内容和要求 (2) 3.题目及要求功能分析 (2) 4.设计方案 (5) 4.1 整体方案 (5) 4.2 具体方案 (5) 5．硬件电路的设计 (6) 5.1 硬件线路 (6) 5.2 工作原理 (7) 5.3 操作时序 (8) 6. 软件设计 (8) 6.1 软件结构 (8) 6.2 程序流程 (9) 6.3 源程序清单 (9) 7. 系统仿真 (9) 8. 使用说明 (10) 9. 设计总结 (10) 参考文献 (11) 附录 (12)
步进电机的控制 1.设计目的 （1）熟悉单片机编程原理。 （2）熟练掌握51单片机的控制电路和最小系统。 （3）单片机基本应用系统的设计方法。 2.设计的主要内容和要求 （1）查阅资料，了解步进电机的工作原理。 （2）通过单片机给参数控制电机的转动。 （3）通过按钮控制启停及反转。 （4）其他功能。 3．题目及要求功能分析 步进电机：步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其精度高等特点，广泛应用于各种工业控制系统中。 三相单、双六拍步进电机的结构和工作原理： 三相单、双六拍步进电机通电方式：这种方式的通电顺