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摘要：本文主要介紹世紀星組態軟件及其基于世紀星開發的鍋爐液位監控系統。詳述該系統的硬件組成、控制方法、組態過程、組態軟件的運行環境及在此運行環境下控制器參數的整定。該系統具有界面友好、參數在線整定方便、擴展性強等優點。

 

組態軟件是在工業自動化領域興起的一種新型的軟件開發工具，開發人員通常不需要編制具體的指令和代碼，只要利用組態軟件包中的工具，通過硬件組態（硬件配置）、數據組態、圖形圖像組態等工作即可完成所需應用軟件的開發工作。在過程控制實驗裝置中，要實現鍋爐液位控制，以往采用儀表作為調節器，該儀表通過儀表面板的按鍵來改變參數值，沒有實時數據輸出曲線，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，利用世紀星組態軟件開發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時曲線輸出，用滑動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 世紀星組態軟件

世紀星組態軟件是一套基于Windows95/98/NT/XP操作系統，可用來快速生成上位機監控系統的組態軟件包，它能夠完成現場數據采集、實時和歷史數據處理、流程控制、動畫顯示、報警和安全機制、趨勢曲線、報表輸出等功能，是幫助用戶解決工程實際問題的完整方案和操作工具。該軟件具有多任務、多線程功能，其系統框架采用VC++編程，提供豐富的設備驅動構件、動畫構件，用戶可隨時方便地擴充系統的功能。

世紀星組態軟件系統包括開發環境和運行環境兩大部分，用戶所有的組態配置過程都是在組態環境中進行的。運行系統按照開發環境中的組態方式進行各種處理，完成用戶組態設計的目標和功能。目前，世紀星組態軟件已經在石油、化工、電力等多種工程領域獲得成功的應用。

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、管道進水的壓力通過PK2AAAA型壓力變送器轉化為4-20mA的電流信號；同時QSVP-64K型電動調節閥反饋回閥位置的4-20mA電流信號，這些信號經過程控制實驗臺上的精密電阻（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位字長的計數/定時器，以及1MHz的基準時鐘。由于QOVP-64K型電動調節閥輸入為4-20mA電流信號，故板卡輸出4-20mA電流信號給電動調節閥。

計算機對采樣數據進行處理，根據控制算法，用計算機輸出的控制量控制電動調節閥的位置來改變鍋爐的進水流量，從而實現鍋爐液位實時監控。打印機將鍋爐液位實時曲線圖、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現

4.1系統的組態。在選擇好相應硬件設備后，用世紀星組態軟件對該系統進行組態，具體組態過程如下：

1）用戶窗口組態主要用于設置工程中的人機交互界面，如系統的主控界面、曲線圖、動畫等，如圖1所示。

2）主控窗口組態是工程的主窗口或主框架。“用戶窗口”組態完成之后，在“主控窗口”中，通過對系統菜單和參數的定義和設置來調度、管理這些用戶窗口的打開或關閉。

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

4）設備構件組態是連接和驅動外部設備的工作環境。在通道連接窗口中，將A/D，D/A通道和實時數據庫中的數據對象對應連結起來。在基本屬性窗口中，進行最大值、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 世紀星的運行環境是一個獨立的運行系統，它按照組態結果數據庫中用戶指定的方式進行各種處理，完成用戶組態設計的目標和功能。用戶通過運行環境實現對工程的控制。運行環境本身沒有任何意義，必須與組態結果數據庫作為一個整體，構成用戶應用系統。一旦組態工作完成后，運行環境和組態結果數據庫就可以離開組態環境而獨立運行在計算機上，此后即可在運行環境中，對系統進行運行調試。

5 結語

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