實驗項目設計基于WinCC的耐火材料生產線的監(jiān)控設計

1、實驗項目設計項目名稱：基于wincc的耐火材料生產線的監(jiān)控年 級： 2006級 學生專業(yè)： 自 動 化 學生學號： 指導教師： 學生姓名： 2010.01.10基于wincc的耐火材料生產線的監(jiān)控摘 要 該設計使用西門子上位機組態(tài)軟件wincc實現(xiàn)了對耐火材料生產線的監(jiān)控，并仿真其生產工藝，具備報警記錄，相關參數(shù)的趨勢顯示及歸檔，用戶管理等功能。關鍵字 西門子 組態(tài)軟件 wincc 耐火材料 生產線一、課題目的及設計要求1、課程目的：通過測試聯(lián)系能夠系統(tǒng)掌握wincc的使用。2、基本要求：按照工藝要求設計監(jiān)控畫面；具備報警記錄功能；具備相關參數(shù)的趨勢顯示及歸檔；具備用戶管理功能。使用c動作或v

2、bs腳本仿真生產工藝；具備報表功能。二、工藝具體設計與實現(xiàn)1、耐火材料監(jiān)控生產線分為三部分：稱重配料、提升混合、包裝。監(jiān)控主畫面如圖1所示： 圖1 監(jiān)控主畫面2、系統(tǒng)實現(xiàn)的監(jiān)控功能 配方設定及用戶管理初始畫面如圖2所示，儲料罐料位報警記錄主畫面如圖3所示，變量趨勢顯示及歸檔主畫面如圖4所示： 圖2 配方設定及用戶管理初始畫面 圖3 儲料罐料位報警記錄主畫面 圖4 變量趨勢顯示及歸檔主畫面稱重配料工段 包括大小儲料罐（每一個儲料罐中盛放一種料）各六個，下面分別接有給料設備及給料速率控制設備，以保證配料精確度。控制過程：先設定a、b、c中所要盛裝的各物料的重量（配方量），后由對應給料設備為配料秤給

3、料， 達到配方額定值80%時，給料設備及速率控制設備啟動，控制給料量，達到100%時，對應給料設備及速率控制設備停止，配方全部完成，然后配料秤自動放料于1號皮帶機。監(jiān)控要求：在此過程中包含儲料罐的下料位監(jiān)控。當儲料罐中的料量低于10%時，產生報警。并在趨勢中顯示出來儲料罐中料位的變化，并對儲料罐中料位值進行歸檔。對儲料罐中的料量設置用戶權限，只有特定權限才能修改儲料罐中料量的設定量。 在此工段設置狀態(tài)指示，例如工段啟動、停止指示，給料速率控制設備啟動、停止指示。在配料秤中實時監(jiān)控配方比例或顯示儲料罐中料位的變化。能夠動態(tài)的顯示料塊的移動。設置方法：設定每個儲料罐中的料量為100，配料秤中的配方

4、為200，在每一個各料的混合比例1：1：1：1, 即每次每個儲料罐下放一半的料，通過編寫vb或c腳本語言編寫給料設備的放料，達到配方的80%，即配料秤中的料位160時，讓下料的速度減慢。當達到配方時設置指示配方完成，將料下放到傳送帶上。混合提升工段涉及1號、2號提升機及混練機。（監(jiān)控界面所需繪制的項目） 本工段進行過程：配料秤自動放料后，由1號皮帶機，輸送進入1號提升斗提升進入混練機（01）進行混練（混練時間410min）后自動放料于2號皮帶機，輸送到2號提升斗經(jīng)提升進入自動包裝機（02）。 控制參數(shù)：攪拌時間。 控制要求：有工段運行停止狀態(tài)指示，在監(jiān)控界面上顯示混煉時間，能夠動態(tài)的顯示料的移

5、動。包裝工段 包裝工段包括自動包裝機、皮帶機。 本工段進行過程：自動包裝機將按照設定量進行包裝，再次組態(tài)界面中應該顯示出包裝的袋數(shù)。 控制要求：能夠顯示包裝袋數(shù)。系統(tǒng)總體的運行工藝在稱重配料工段將料配置好后，將料下放到傳送帶上，此工段停止工作，提升混合工段開始工作，混合結束后停止，與此同時配料、包裝工段開始工作。只要提升混合工段工作，包裝單元一直工作，直到包裝完成。 混煉機在提升混合工段一開始工作便啟動，到混煉結束時停止工作。為方便各個畫面相互切換，在監(jiān)控主畫面設定“配方”、“報警記錄”、“趨勢歸檔”按鈕，單擊按鈕可進入相應子畫面；每個子畫面設置“返回主界面”按鈕供返回監(jiān)控畫面；各畫面相應設置

6、退出按鈕，可從任意畫面退出該運行系統(tǒng)。如圖14所示。3、系統(tǒng)所用變量系統(tǒng)內部變量如圖5所示，自定義的內部變量如圖6所示： 圖5 系統(tǒng)內部變量 圖6 自定義的內部變量4、工藝總流程實現(xiàn)先進入配方畫面點擊“設定初值”按鈕，將每個儲料罐中的料量（asd1）均設為100，每組需配方總量（azong）為200，單個儲料罐為配方貢獻的料位增加值（azj1）初始為0。如圖7、8所示： 圖7 配方畫面未設定配方時自定義內部變量值一覽 圖8 “設定初值”后變量值一覽 點擊“開始”按鈕，配料工段開始標志位（aks）置1，同時稱重配料工段指示燈亮，表示開始配料，其余工段指示燈未亮；本設計通過c動作模擬料位下降，開始

7、“料位顯示”（a）增加速率較快，是將單個儲料罐以5為步進下降，表現(xiàn)出每組“料位顯示”以20遞增。如圖912所示： 圖9 停止燈亮，停止狀態(tài) 圖10開始燈亮，工作狀態(tài) 圖11 配料段工作，料位顯示以20遞增 圖12 初次只有配料段工作，料位顯示處于較快增加狀態(tài)達到配方的80%，即“料位顯示”160時，“料位顯示”減慢，編寫c動作此時每個儲料罐以1為步進遞減，表現(xiàn)出“料位顯示”以4遞增，同時“減速”（ajs1）標志置1，“減速”框亮，表示給料速率控制設備啟動，直到顯示為200。如圖13所示： 圖13 初次只有配料段運行，“減速”燈亮，“料位顯示”較慢增加“料位顯示”（a）到達200時，“開始下放”

8、（axf1）標志位置1，“開始下放”框亮，表示配料完成，設備將配料下放到傳送帶上，同時“減速”（ajs1）置0熄滅、配料工段指示燈熄滅表示配料結束、混合提升工段指示燈亮開始混合、傳送帶及提升上燈閃爍表示料的移動、“混煉時間”（atime）開始計時，包裝工段未開始。如圖14所示： 圖14 配料工段結束，混合提升段指示燈亮，1號傳送帶閃爍 稍后混合提升工段繼續(xù)工作，包裝工段也開始工作，配料段開始第二輪配料（因為實際下放料需要時間，所以“開始下放”燈在傳送帶閃爍時還會亮一小段時間）。如圖15所示： 圖15 三個工段同時工作狀態(tài)配料段的“開始下放”（axf1）標志置0，表示下放料完畢，配料、混煉、包裝

9、工段繼續(xù)進行，“混煉時間”（atime）增加，包裝袋數(shù)增加。如圖16所示：圖16 配方下放完畢，三工段繼續(xù)進行 “混煉時間”（atime）計時到預設值10時重新從0開始計，表示一次混煉完成，同時混煉和包裝工段停止，表示一次配方完成，同時看到“加工袋數(shù)”（ads）顯示為6，表示一次配料可加工出6袋。如圖17、18所示： 圖17 混煉時間計時滿，之后重新開始計時 圖18 等待第二輪配料段結束后，混煉段重新計時，累計加工袋數(shù) 各工段重復進行，“混煉時間”重復計數(shù)，“加工袋數(shù)”累計增加顯示。如圖19顯示： 圖19 各工段重復進行，加工袋數(shù)累增5、用戶管理及配方設定5.1用戶管理設立兩個用戶：admin

10、和guest。只有admin用戶具有將配方設定值清零的授權，即點擊“配方清零”按鈕可將單個儲料罐料位設定值（asd1）和每組配方總量（azong）清零；guest用戶試圖點擊該按鈕無清零效果，并提示未授權。如圖2025所示： 圖20 登錄后點注銷可退出登錄 圖21 未授權操作提示 圖22 未登錄用戶未授權 圖23 彈出對話框需輸入密碼登錄 圖24 右側顯示已登錄用戶名 圖25 右側顯示已登錄用戶名guest用戶未獲授權 admin用戶被授權可清零配方 登錄、注銷編程：為“登錄”按鈕鼠標動作事件編寫c腳本如圖26所示： 圖26 “登錄”按鈕c腳本為按鈕“注銷”編寫的c腳本如圖27所示： 圖27

11、“注銷”按鈕c腳本為在過程畫面中顯示已登錄的用戶，可以使用系統(tǒng)提供的兩個內部變量currentuser或currentusername的一個。在畫面中插入一個i/o域，與currentuser或currentusername連接，設置i/o域的格式為字符串，運行項目可看到，當有用戶登錄時，登陸的用戶名顯示在此i/o域，如上圖24、25所示。5.2配方設定點擊“設定初值”按鈕可將每個儲料罐中的料量（asd1）均設為100，每組需配方總量（azong）為200，單個儲料罐為配方貢獻的料位增加值（azj1）初始為0。如圖8所示；admin用戶點擊“配方清零”可將配方值初始化為零，如圖7所示。6、報警

12、記錄報警記錄可設定某些變量超過或低于某值時產生報警并歸檔記錄。本設計選取單個儲料罐料位剩余值（asy1）作參數(shù)，高于101時，提示料位偏高，低于10時提示料位偏低。如圖2830所示： 圖28 單罐料位剩余值上下限值設定 圖29 運行過程中料位偏低時實時報警顯示 圖30 報警記錄歷史歸檔顯示7、變量趨勢/表格顯示及歸檔記錄實時顯示指定變量的的變化，以趨勢圖或表格的方式記錄，并保存。本設計可以將單個儲料罐剩余料位值（asy1）、單個料位增加值（azj1）和加工袋數(shù)（ads）實時記錄顯示。如圖31、32所示： 圖31 3個變量顯示實時記錄 圖32 由于重復性運行，變量顯示具備周期性三、附錄 下附仿真

13、耐火監(jiān)控生產線生產工藝的c腳本，該腳本完成的功能有：點擊相應按鈕可觸發(fā)系統(tǒng)運行、停止、設定配方值、配方值清零等；模擬儲料罐料位下降、包括速率減小動作；控制配料、混合、包裝工段指示燈，料位下放和傳送帶移動；記錄混合提升工段的攪拌時間；累計記錄包裝工段的包裝袋數(shù)；協(xié)調各工段運行及正確切換運行狀態(tài)。仿真生產工藝的c腳本：#include apdefap.h double _main(char* lpszpicturename, char* lpszobjectname, char* lpszpropertyname)/ wincc:tagname_section_start/ syntax: #de

14、fine tagnameinaction dmtagname/ next tagid : 1/ wincc:tagname_section_endstatic unsigned int vazj1,vads,vakst,vatime,vasy1=gettagsword(asd1);unsigned int vasd1,va,vazong;unsigned char vaks,vabz;/ wincc:picname_section_start/ syntax: #define picnameinaction picturename/ next picid : 1/ wincc:picname_

15、section_endsettagsword(azj1,0); /初始化a增加量為0vazj1=gettagsword(azj1); /內部變量賦給函數(shù)內值vazong=gettagsword(azong); /return-type: short int vaks=gettagbit(aks);if (vaks=1) /如果a開始按鈕按下，執(zhí)行配料操作 if(vazj1= (vazong*0.8/4) /如果單個a增加小于a總的80% settagbit(axf1,0); /同時a下放標志置0，表示停止放料 vasy1=vasy1-5; /單個a剩余以5為步進遞減 vazj1+=5; /單個a增加以5步進遞增顯示 settagsword(asy1,vasy1); settagsword(azj1,