摘要：系统针对老式储液罐进行了基于板卡PCL-812PG与组态王kingview6.5软件结合的监控系统设计。
关键词：板卡PCL-812PG；组态王kingview6.5；监控
1 系统的组成与控制要求
本系统以老式双储液罐系统改造为例，通过PCL-812PG板卡与PC机上组态王kingview6.5软件的连接，实现双储液灌系统的自动监控。
1.1 系统的组成
本系统的储液灌由上下两个子罐组成，每个储液罐均装设有压力变送器和温度变送器，现场设备有防尘、防静电接地开关，在罐区、泵房、阀门间等可能产生可燃气体泄漏点位置设置可燃气体报警装置以防范隐患。系统对现场装置的信号进行采集和处理，并执行PC机的操作命令，完成对现场装置的控制。每个储液罐上控制液体出入的阀门均为电动阀，根据功能要求，设有四个通道四个阀门。
1.2 系统的控制要求
本系统分成操作站、控制站、远程I/O接口单元、现场设备四个层次。操作人可在操作站PC机上监视现场并对现场阀门实施控制，控制站完成现场信号的采集和现场阀门的联锁控制。
系统对两罐的液位、温度进行检测，并将两罐液位和下罐温度都控制在给定值。运行时能手动输入液位给定值和温度给定值，具有手/自动控制功能。要求如下：
（1）手动控制时，直接动作阀门、循环泵和电加热器；
（2）液位自动控制时，规定总液体量为上下罐液体量之和：
①实际总水量低于设定值，开下罐进水阀，关下罐排水阀，由外管路补水；
②实际总水量高于设定值，关下罐进水阀，开下罐排水阀，由外管路排水；
③若实际总水量等于设定值，则不与外管路进行水交换。
同时判定：
下罐水位低时，停止上罐进水，打开上罐排水阀，由上罐给下罐注水；
下罐水位高时，停止上罐排水，向上罐注水；
上罐注水时，先打开上罐进水阀，延时1 s 再打开循环泵；
上罐停止进水时，先关闭循环泵，延时1 s 再关闭上罐进水阀。
（3）下罐温度自动控制：若实际温度低于给定温度，则给电加热器通电，否则电加热器断电。
2 PCL-812PG板卡系统设计
PCL-812PG板卡是高性能、高速、多功能数据采集卡，具有16路数字量输入、16路数字量输出。使用时将板卡插入计算机空闲的PCI插槽中，再安装驱动程序，就能直接使用。本文系统中使用PCL-812PG板卡作为I/O设备，只使用其模拟量输入和数字量输出，最后由组态王Kingview6.5实现逻辑控制。
2.1 板卡安装设计
使用板卡PCL-812PG前需先正确安装。首先对板卡进行RP1跳线设置基址。设置时应避免同其他I/O卡以及普通PC机的通用I/O卡相冲突。再进行跳线设置，本系统使用默认设置，即A/D输入默认为±5V，内部时钟触发。最后将板卡插入到计算机空闲的PCI插槽中，安装Device Manager和32bitDLL驱动即可。
2.2 板卡I/O设计
本系统以学生实习工厂的老式双储液罐系统为改造对象，根据控制要求分配PCL-812PG板卡的I/O点。
3 Kingview6.5监控系统设计
组态王Kingview是亚控针对中小型项目研发的用于监控自动化设备和过程的SCADA产品。软件包由工程浏览器、工程管理器和画面运行系统三部分组成。在工程浏览器中可查看工程的各组成部分，可完成数据库的构造、外部设备定义等工作；工程管理器内嵌画面管理系统，用于新工程的创建和已有工程的管理。
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3.1 画面设计
本系统双储液灌自动控制系统设计步骤：
（1）双击组态王Kingview进入工程管理器，在工程管理器中新建工程名称为“双储液罐自动控制系统”；
（3）双击工程名称进入开发系统，新建“双储液灌自动控制”画面，在画面中设计储液罐、管道、水泵、阀门和变送器、手/自动切换按钮、储液罐液位显示窗口、总水量、高低水位给定窗口等。
3.2 变量定义
在动态链接之前首先要定义程序中的变量，在Kingview数据词典中定义的变量是用来描述工控对象的属性的，这些变量组成了Kingview的数据库。
3.3 动画建立
监控系统设计完成后，对图像进行动画连接。只有实现了正确的动画连接后，才能将储液罐液位、温度、压力的实时变化过程逼真的在组态王Kingview的界面上展现出来。设计如下：
1、手/自动切换动画效果。要求：单击按钮，相应变量置0，再单击置1。同时用文字表示状态；
2、给定量动画效果。要求：直接输入数值，或用加/减键输入。
（1）两罐动画效果。要求：用液面高低表示水位，同时在旁边用单罐总量的百分比表示液位；
（2）阀门和水泵动画效果。要求：用颜色变化表示阀门和水泵的开或关；
（3）管道水流动画效果。要求：阀门和水泵打开时，显示水流并流动，阀门和水泵关闭时看不到水流；
（4）电加热器动画效果。要求：用颜色变化表示电加热器通电或断电。
3.4 命令语言编写
控制程序的编写要从简到难，每个功能逐个地实现。编写一个功能，调试一个功能，调试成功后，再加入新的功能，反复进行调试修改。调试时可在画面中增加些变量（如定时1 s、上水罐液位、下水罐液位等）的输出显示，以便分析错误。要注意对实际模拟输入量与显示值之间的关系进行适当的修正。
4 系统调试
4.1板卡PCL-812PG的接线
板卡PCL−812PG接线时可用电缆线将PCL−812PG 的A/D插座、DO插座与PCLD−780接线端子板连接，这样PCL−812PG的A/D和DO针脚和PCLD−780的20个接线端子对应，可直接通过接线端子来连接输入/输出信号。
板卡PCL−812PG的模拟输入通过接线端子PCLD−780可把4～20 mA信号转换为1～5 V；数字量输出接口能力为TTL 级，必须通过放大才能驱动负载。
4.2板卡PCL-812PG接线的测试
板卡PCL−812PG安装完后就可以进行测试。打开Device Manager。在此窗口中可以看出：板卡PCL−812PG的地址为1，I/O基址为220H。在Setup项，可以设置板卡输入/输出通道的功能。在Test项，直接监测板卡的输入/输出的状态。
在组态王工程浏览器中选中设备“板卡”，再选中已定义的设备PCL812PG，单击鼠标右键，选择测试命令，单击鼠标左键，弹出串口设备测试窗。
4.3 在VIEW中调试
在组态王VIEW中调试前，需要确保硬件连线正确。设定温度、总水量、高/低水位等，考虑到它们的特殊性，可以加操作权限，以防被人误操作。
另外，实际对象与设计时的考虑常常有差别，例如上水罐液位、下水罐液位和下水罐温度都为模拟量输入，如果变送器送来模拟量的实际量程不是1～5 V，则需要在显示和画面命令语言中进行调整修正。
5 结论
本系统将板卡PCL812PG与组态王kingview结合，对监控系统进行了软硬件的设计，现场运行表明：方案合理，系统运行稳定，有良好的监控效果。
参考文献
[1]组态王6.53说明书.北京亚控科技发展有限公司.
[2]马国华.监控组态软件及其应用.清华大学出版社，2003.
[3]覃贵礼.组态软件控制技术.北京理工大学出版社，2009年8月.
论文作者:陈娟,盛琴,王伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/19
标签：板卡论文; 阀门论文; 系统论文; 液位论文; 水罐论文; 工程论文; 本系统论文; 《电力设备》2017年第15期论文;