摘要：本文主要介紹世紀星組態(tài)軟件及其基于世紀星開(kāi)發(fā)的鍋爐液位監控系統。詳述該系統的硬件組成、控制方法、組態(tài)過(guò)程、組態(tài)軟件的運行環(huán)境及在此運行環(huán)境下控制器參數的整定。該系統具有界面友好、參數在線(xiàn)整定方便、擴展性強等優(yōu)點(diǎn)。

 

組態(tài)軟件是在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域興起的一種新型的軟件開(kāi)發(fā)工具，開(kāi)發(fā)人員通常不需要編制具體的指令和代碼，只要利用組態(tài)軟件包中的工具，通過(guò)硬件組態(tài)（硬件配置）、數據組態(tài)、圖形圖像組態(tài)等工作即可完成所需應用軟件的開(kāi)發(fā)工作。在過(guò)程控制實(shí)驗裝置中，要實(shí)現鍋爐液位控制，以往采用儀表作為調節器，該儀表通過(guò)儀表面板的按鍵來(lái)改變參數值，沒(méi)有實(shí)時(shí)數據輸出曲線(xiàn)，故參數調節不方便，且系統的控制精度低。為了改變這種狀況，利用世紀星組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)了鍋爐液位監控系統，采用計算機采集、處理數據。根據世紀星的鍋爐液位實(shí)時(shí)曲線(xiàn)輸出，用滑動(dòng)輸入塊改變參數的值，使系統輸出穩定到設定值，從而提高了工作效率。該系統性能穩定可靠、界面友好、可擴展性強。

2 世紀星組態(tài)軟件

世紀星組態(tài)軟件是一套基于Windows95/98/NT/XP操作系統，可用來(lái)快速生成上位機監控系統的組態(tài)軟件包，它能夠完成現場(chǎng)數據采集、實(shí)時(shí)和歷史數據處理、流程控制、動(dòng)畫(huà)顯示、報警和安全機制、趨勢曲線(xiàn)、報表輸出等功能，是幫助用戶(hù)解決工程實(shí)際問(wèn)題的完整方案和操作工具。該軟件具有多任務(wù)、多線(xiàn)程功能，其系統框架采用VC++編程，提供豐富的設備驅動(dòng)構件、動(dòng)畫(huà)構件，用戶(hù)可隨時(shí)方便地擴充系統的功能。

世紀星組態(tài)軟件系統包括開(kāi)發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境兩大部分，用戶(hù)所有的組態(tài)配置過(guò)程都是在組態(tài)環(huán)境中進(jìn)行的。運行系統按照開(kāi)發(fā)環(huán)境中的組態(tài)方式進(jìn)行各種處理，完成用戶(hù)組態(tài)設計的目標和功能。目前，世紀星組態(tài)軟件已經(jīng)在石油、化工、電力等多種工程領(lǐng)域獲得成功的應用。

3 系統的硬件組成

鍋爐的給水、出水流量的測量采用LDG-S型電磁流量計和LDZ-4B型電磁流量轉換器配套使用，將流量信號轉化為4-20mA的電流信號；將鍋爐的液位、管道進(jìn)水的壓力通過(guò)PK2AAAA型壓力變送器轉化為4-20mA的電流信號；同時(shí)QSVP-64K型電動(dòng)調節閥反饋回閥位置的4-20mA電流信號，這些信號經(jīng)過(guò)程控制實(shí)驗臺上的精密電阻（250Ω）轉換為1-5V電壓信號后傳給A/D采集卡。

數據采集卡選擇中泰PC-6333多功能模入模出接口卡，該板卡具有12位16路單端（2路雙端）模擬量輸入，1路模擬量輸出，同時(shí)還備有6路數字量輸入和6路數字量輸出接口，3路16位字長(cháng)的計數/定時(shí)器，以及1MHz的基準時(shí)鐘。由于QOVP-64K型電動(dòng)調節閥輸入為4-20mA電流信號，故板卡輸出4-20mA電流信號給電動(dòng)調節閥。

計算機對采樣數據進(jìn)行處理，根據控制算法，用計算機輸出的控制量控制電動(dòng)調節閥的位置來(lái)改變鍋爐的進(jìn)水流量，從而實(shí)現鍋爐液位實(shí)時(shí)監控。打印機將鍋爐液位實(shí)時(shí)曲線(xiàn)圖、系統日報表輸出，以便于數據統計分析。

4 監控系統的軟件設計及實(shí)現

4.1系統的組態(tài)。在選擇好相應硬件設備后，用世紀星組態(tài)軟件對該系統進(jìn)行組態(tài)，具體組態(tài)過(guò)程如下：

1）用戶(hù)窗口組態(tài)主要用于設置工程中的人機交互界面，如系統的主控界面、曲線(xiàn)圖、動(dòng)畫(huà)等，如圖1所示。

2）主控窗口組態(tài)是工程的主窗口或主框架。“用戶(hù)窗口”組態(tài)完成之后，在“主控窗口”中，通過(guò)對系統菜單和參數的定義和設置來(lái)調度、管理這些用戶(hù)窗口的打開(kāi)或關(guān)閉。

3）實(shí)時(shí)數據庫組態(tài)是工程各個(gè)部分數據交換與處理中心，它將世紀星工程的各個(gè)部分連成有機的整體。按照系統設計的實(shí)際需要，在世紀星的“變量字典”中對系統所創(chuàng )建的數據對象的基本屬性、存盤(pán)屬性、報警屬性進(jìn)行定義和設置。

4）設備構件組態(tài)是連接和驅動(dòng)外部設備的工作環(huán)境。在通道連接窗口中，將A/D，D/A通道和實(shí)時(shí)數據庫中的數據對象對應連結起來(lái)。在基本屬性窗口中，進(jìn)行最大值、最小值處理的AD前處理方式，以提高采集的精度和數據的穩定性。

4.2 世紀星的運行環(huán)境是一個(gè)獨立的運行系統，它按照組態(tài)結果數據庫中用戶(hù)指定的方式進(jìn)行各種處理，完成用戶(hù)組態(tài)設計的目標和功能。用戶(hù)通過(guò)運行環(huán)境實(shí)現對工程的控制。運行環(huán)境本身沒(méi)有任何意義，必須與組態(tài)結果數據庫作為一個(gè)整體，構成用戶(hù)應用系統。一旦組態(tài)工作完成后，運行環(huán)境和組態(tài)結果數據庫就可以離開(kāi)組態(tài)環(huán)境而獨立運行在計算機上，此后即可在運行環(huán)境中，對系統進(jìn)行運行調試。

5 結語(yǔ)

世紀星組態(tài)軟件以其優(yōu)異的特性在鍋爐液位監控系統中獲得了成功的應用，實(shí)現了實(shí)時(shí)數據瀏覽、實(shí)時(shí)和歷史數據趨勢顯示等功能，達到了預期的對實(shí)驗裝置的改造目的。相對原有的儀表調節器，該監控系統具有結構簡(jiǎn)單、成本低、性能穩定等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可方便地通過(guò)硬、軟件的擴充，實(shí)現鍋爐的溫度、流量等控制，即擴展性強。該監控系統對提高工業(yè)鍋爐房的微機化自動(dòng)控制，具有一定的參考價(jià)值，值得推廣和應用。