基于MCGS中央空调冷却水循环系统(超详细)

目录

摘要 (2)

前言 (2)

1.设计准备 (3)

1.1设计内容与要求 (3)

1.2设计思路 (4)

1.3 具体设计及实现功能 (4)

2.系统报警记录与参数设置 (4)

2.1 报警定义设置 (4)

2.1.1 冷却塔储水容量的报警定义设置 (4)

2.1.2 冷却塔出水温度报警定义的设置 (5)

2.2报警显示的设置 (6)

2.3报警数据的设置 (7)

2.4报警参数设置 (9)

3.历史数据报表和历史曲线的设置 (10)

3.1历史数据报表的设置 (10)

3.2 历史曲线的设置 (11)

4.运行与调试 (14)

4.1 系统运行 (14)

4.2 系统调试 (14)

4.2.1调试中出现的问题 (14)

4.2.2 解决方案 (14)

5.设计总结 (15)

参考文献 (16)

答谢 (17)

附录 (18)

基于MCGS中央空调冷却水循环系统演示

摘要冷却水循环系统是中央空调系统中的重要组成部件，它直接影响到中央空调供冷、供热功能的实现效果，所以对它准确的测试与处理要求很高。

本设计研究了基于MCGS组态环境在中央空调冷却水循环系统中得应用。利用组态软件MCGS设计了冷却水循环系统监控界面，提供了直观、清晰、准确的冷却水循环系统的运行状态，进而为控制运行、维修和故障诊断提供了多方面的可能性，充分提高了系统的工作效率。

关键词中央空调、冷却水循环、MCGS

Abstract The cooling water circulation system is a key component in the central air conditioning system, it directly affects the central air-conditioning cooling and heating function to achieve the effect, so it is accurate testing and demanding.

This design study Based on MCGS environment have central air-conditioning cooling water circulation system applications. Configuration software MCGS design of the cooling water circulation system monitoring interface provides an intuitive, clear, accurate operational status of the cooling water circulation system, and thus provide a wide range of possibilities for the control of the operation, maintenance and troubleshooting to fully enhance the system efficiency.

Key words central air conditioning, cooling water circulation, MCGS

前言

随着我国国民经济的快速增长，中央空调被广泛使用，尤其是城市的宾馆、饭店、大型商场、娱乐场所、大型写字楼、办公楼、现代化生产车间都相继安装了中央空调设备，它不仅给人们带来舒适的环境，同时也被用来调节工业生产所需环境的温度和湿度。中央空调循环水系统包括冷却水系统、冷冻水系统和采暖水系统。冷却水系统是由热交换器、冷却水泵、管道、冷却塔等组成。冷却水在冷冻机里冷却受热受压的制冷剂，温度上升至37℃左右，经水泵送至冷却塔，冷却后返回至冷冻机中循环使用。

中央空调一般承担着夏季供冷、冬季供热的任务，春季和秋季停机检修或保养，即使在正常运行期间也根据气温的变化和工作环境的需要停机。大多数企事业单位由于编制上的限制不设专门水处理技术管理人员，实行粗放式管理，因此，对中央空调进行过程自动化控制处理，具有良好的处理效果，管理简单方便，水处理成本低廉。

本设计中针对中央空调冷却水循环控制系统为对象，进行工控组态设计，以实现冷却水循环部分的过程自动化处理。主控制界面应用MCGS组态软件对传感器接受到的信号进行显示与处理，完成相应的报警信息显示、实时曲线、报表和历史曲线、报表的显示，是系统保持稳定的运行。

1.设计准备

1.1设计内容与要求

1、本设计以中央空调冷却水循环控制系统为对象，进行工控组态设计，演示冷却水循环部分的过程自动化运行。

2、由演示可直观的了解冷却水系统组成,即冷却水系统是由热交换器、冷却水泵、管道、冷却塔等组成。

3、当热交换器中水温高于37℃时，通过温度传感器产生控制信号，使电动机动作，带动水泵工作，将热交换器中水通过管道送入冷却塔，冷却后再送入热交换器中继续循环。

4、冷却塔设置最高和最低安全运行水位，保证系统正常工作，当水位高于低于安全水位时，补水阀或出水阀工作，补充或放出水使系统正常运行。

5、在冷却塔出水口安装温度传感器，设置冷却塔水温上限，当水温高于上限值时报警，说明系统运行不正常，同时报警声响起，提醒工作人员检修。

1.2设计思路

利用MCGS组态软件设计仿真控制对象，在计算机上运行事先编写好的MCGS 仿真程序，用软件提供的图形动画来代替硬件（被控对象）的工作，借助计算机屏幕观察控制过程与结果。

1.3 具体设计及实现功能

在冷却水循环控制系统中设置冷却塔储水容量和冷却塔出水温度的界限值，通过这些界限的值来对系统运行进行报警显示；如当冷却塔出水温度大于上限值时进行报警。并且设置历史数据和历史曲线，通过历史数据来分析系统运行状态，通过历史曲线可以观察系统运行的大致趋势。

2.系统报警记录与参数设置

为了能够及时显示系统的运行结果偏离设置值的状态时，需要设置系统的报警，包括报警的定义、报警的显示以及报警数据等参数的设置。比如当系统运行的结果达到设置的上限值时，进行上限报警；当系统运行的结果达到设置的下限值时，进行下限报警；这样有利于提醒工作人员检修。

2.1 报警定义设置

2.1.1冷却塔储水容量的报警定义设置

对于“冷却塔储水容量”的报警设置，首先在实时数据库中建立“冷却塔储水容量”变量，然后双击“冷却塔储水容量”，在报警属性中，选择“允许进行报警处理”，在报警设置中选中“上限报警”，把报警值设置为40米，报警注释为“冷却塔储水容量大于冷却塔储水上限”；在报警设置中选中“下限报警”，把报警值设置为10米，报警注释为“冷却塔储水容量小于冷却塔储水下限”。在存盘属性中，选中“自动保存产生的报警信息”。具体设置如下图所示。

图2-1 冷却塔储水容量”变量的设置

图2-2 冷却塔储水容量的上下限报警定义的设置

2.1.2 冷却塔出水温度报警定义的设置

冷却塔出水温度报警定义的设置与冷却塔储水容量的报警定义设置相似，只是冷却塔出水温度报警只要设置上限报警，报警值设置30，当出水温度大于30时，进行报警。具体设置如下图2-3所示

图2-3 冷却塔出水温度报警定义的设置

2.2报警显示的设置

进入“报警记录与参数设置”窗口，从工具箱中单击“报警显示”图标，

变十字光标后拖动到适当位置与大小，如下图所示

双击，再双击弹出如下图：

图2-4 报警显示的设置

在“报警显示构件属性设置”中，把“对应的数据对象的名称”改为：综合对象组，最大记录次数改为8，其他不变。

2.3报警数据的设置

为了能够显示系统的报警数据，需要设置报警数据的设置，具体操作如下：在“运行策略”中，单击“新建策略”，弹出“选择策略类型”选择用户策略，将策略名称改为“报警数据”，策略内容注释改为“水罐的报警数据”如下图2-6所示。

选中“报警数据”，单击“策略组态”按钮进入，在策略组态中，单击工具条中的“新增策略行”图标，新增一个策略行。再从策略工具箱中选取“报警信息浏览”加到策略行上，单击鼠标左键如图2-5所示，双击图标，弹出“报警信息浏览构件属性设置”窗口，把报警信息来源中的“对应数据对象”改为：液位组。

图2-5 报警数据的设置

按测试按钮，进入“报警信息浏览”如下图

图2-6 报警数据的显示

为了能够在运行环境中看到报警数据，需要进行如下设置，在主控窗口中，选中主控窗口，单击“菜单组态”进入。单击工具条中的“新增菜单项”图标，产生操作0菜单，双击操作0，在“菜单属性”中，把菜单名改为报警数据，在“菜单操作”中选中“执行运行策略块”，选中“报警数据”如下图2-7所示。

图2-7 报警数据菜单的设置

2.4报警参数设置

为了在运行环境下根据实际情况随时改变报警上下限值，需要进行报警参数设置，具体操作如下：

在实时数据库中新建三个变量，分别为：冷却塔储水上限、冷却塔储水下限、冷却塔出水温度上限，并且在报警数据用户窗口中添加三个标签和三个输入框，具体设置如下图所示具体设置如下图2-8所示

图2-8报警参数的设置

3.历史数据报表和历史曲线的设置

在工程应用中，大多数控制系统需要对数据采集设备采集的数据进行存盘，统计分析，并根据实际情况打印数据报表。数据报表在工控系统中是比不可少的一部分，是数据显示、查询、分析、统计的最终体现，是整个工控系统的最终结果输出。并且在实际生产过程中，对实时数据、历史数据的查看、分析是必不可少的工作，但对大量数据仅做定量的分析是远远不够的，必须根据大量的数据信息，画出曲线，分析曲线的变换趋势并从中发现数据变化的规律。

3.1历史数据报表的设置

历史数据报表是从数据库中提取的数据记录，以一定的格式显示历史数据。实现历史报表有两种方式，一种用策略中的“存盘数据浏览构件”，另一种利用历史表格构件。这里采用历史表格构件来设置，具体操作如下：

在用户窗口中双击“历史数据”进入，在工具箱中选择历史表格拖放到桌面，双击表格进入，在R1C1输入“采集时间”，在R1C2输入“冷却塔储水容量”其

他的输入如下图3-1所示。拖动鼠标从R2C1到R1C5，表格会变黑，在表格中单击鼠标右键，单击连接，再单击表格菜单中“合并单元”选项，表格中所选区域会出现反斜杠，如图所示，双击表格中反斜杠处，弹出“数据库连接设置”窗口，选中基本属性中的“显示多页记录”，数据来源选中“综合对象组”显示属性和时间条件按要求设置即可。

图3-1 历史数据报表的设置

3.2 历史曲线的设置

历史曲线主要用于事后查看数据和状态变化趋势和总结规律。具体设置如下

进入“历史数据”用户窗口，在“工具箱”中单击“历史曲线”图标，拖放到适当位置调整大小。双击曲线，弹出“历史曲线构件属性设置”窗口，按下图设置，曲线名称改为“历史曲线”其他的具体设置如图3-2所示。

图3-2 历史曲线的设置

在运行环境中，单击“历史数据按钮”，打开“历史数据显示”窗口，就可以看到历史数据报表和历史曲线了，如下图所示

图3-3 历史数据显示结果

图 3-4 历史曲线

4.运行与调试

4.1 系统运行

1. 按下键盘上“F5”键，打开组态模拟运行环境。

2. 点击封面上的“进入”按钮，进入主界面；点击“停止”按钮，退出运行系统。

3. 进入主界面，通过控制面板的仪表可监测系统运行状态（冷却塔出水温度值、冷却塔储水容量值、运行中水泵出水压力值、热交换器内温度值，系统各项报警显示等）。

4. 点击主界面中的各个按钮，可进入运行中的各个窗口（封面、历史数据、实时数据、报警数据与参数设置）。在这里面可以看到系统的历史报表、历史曲线、实时报表、实时曲线、报警记录等）。

5 点击控制面板上“报警记录与参数设置”按钮，可设置系统运行参数（冷却塔储水量上下限、冷却塔出水温度上限等）。

6. 点击控制面板上“手动”按钮，可人为控制“补水阀”“出水阀”“电动机档位”等。

7. 点击关闭窗口菜单可以退出运行。

4.2 系统调试

在设计初步成型到完全成型过程中，需要对系统进行多次调试，通过调试可以逐渐发现运行中出现的问题与不足之处，然后对这些问题加以解决，最后达到预期目标。

4.2.1调试中出现的问题

在历次调试过程中出现的各种问题有如下几点：

1. 策略工具箱中缺少工具现象。

2. 历史图表、报表无法读出数据。

3. 运行时封面不能直接出现。

4.2.2 解决方案

1.通过查阅资料，策略工具箱中添加工具方案为：单击菜单栏中“工具”打

开下拉菜单，选中“策略构件管理”，在“策略构件管理”对话框中进行添加工具。如图5-1所示。

图4-1 策略构件管理

2.对于历史图表、报表无法显示数据问题，进行如下设置：

在”综合对象组“对象“数据对象属性设置”中，设置“数据对象值的存盘”为“定时存盘”。如图4-2所示。

图4-2 数据对象属性设置

3.封面不能直接出现解决方案：在用户窗口中，“封面”右键，选中“设为启动窗口”。

5.设计总结

本次课程设计是通过以自主学习的方式使用MCGS组态软件模拟设计中央空调冷却水循环监测控制系统。系统主要实现的基本功能有：

(1) 把传感器获取的信号进行显示与数据处理，并完成自动控制温度与水量。

(2) 实现报警记录、历史曲线、历史报表、实时曲线、实时报表的显示与存盘。

(3) 系统包含了参数设置和用户管理等功能。

系统利用了MCGS组态软件工作台中各个窗口的功能，实现冷却水循环的监测与控制。通过本次课程设计，我对工业过程控制软件有了大概的了解，并了解了各种国内外的组态软件，掌握了MCGS组态软件的基本功能、原理及其编程方法。

参考文献

[1] 《MCGS通用版组态软件培训教程》.

[2] 北京昆仑通态自动化软件公司，MCGS工控组态软件用户指南，1998

[3] 宁永生，王琪辉，张英，大型空调中央监控系统设计【J】.暖通空调,2004,(3):59-61.

答谢

衷心感谢我们的指导老师王彩霞老师，王老师在我的MCGS组态软件课程设计中，从题目的选择到课题的研究及设计的完成，都给予了极大的帮助。设计中从软硬件的安装、调试及实验工作，直到论文的审阅，都凝聚着王老师辛勤的汗水。同时感谢与我同组的设计伙伴们，在设计的过程中我们相互讨论，共同完成本次课程设计。本次设计对我的自主学习能力有较大的提高，也为我们日后学习相关知识打下了基础。

附录附录一：课程设计封面

附录二：系统运行主界面