恒壓供水系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)的編程設(shè)計(jì)

1、摘 要恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容包含了硬件接線圖的設(shè)計(jì)、可編程控制器S7-300的程序編寫(xiě)和WinCC與S7-300的通訊等。S7-300程序完成了模擬量處理等功能，即把傳感器輸入的4-20mA的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-27648，再根據(jù)量程轉(zhuǎn)換到實(shí)際工程中水位的實(shí)際量程值，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水箱水位的高低來(lái)控制水箱進(jìn)水閥的開(kāi)關(guān)以及水泵開(kāi)關(guān)狀態(tài)的控制。系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)水泵定時(shí)交替運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間可以更改。WinCC編輯完成了系統(tǒng)流程圖，報(bào)警圖的繪畫(huà)，變量實(shí)時(shí)曲線的記錄以及報(bào)表記錄功能。在畫(huà)面中可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟動(dòng)，而且當(dāng)啟動(dòng)時(shí)電機(jī)會(huì)有閃爍效果；還可以更改系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)，比如電壓量程，電流量程，水位量程等。水箱水位，管道

2、壓力，泵電壓，泵電流等關(guān)鍵值會(huì)顯示在工藝流程畫(huà)面中；水位增加時(shí)，畫(huà)面能直接顯示水位的變動(dòng)。以上這些功能使操作人員能更加直觀的觀察到系統(tǒng)的工作狀態(tài)，便于操作管理。關(guān)鍵詞：恒壓供水；可編程控制器；WINCC；S7_300AbstractThis design is targeted by PLC on constant pressure water supply system design, design content includes the wiring diagram of the hardware modifications, S7-300 programming, WinCC and

3、S7-300 communication.S7-300 program completed the analog processing and other functions, namely the sensor input4-20mA analog signal is converted into0-27648, then according to the range conversion to the actual project level actual range values, system realizes the water tank water level control of

4、 water tank inlet valve switch and a water pump switch state control. The system also achieved a two pump timing alternating operation, operation time can change.WinCC editing completed the system flow chart, alarm figure painting, variable real-time curve record and report function. In the picture

5、can achieve the motor starting, and when activated motor will have a flashing effect; can also change the system internal parameters, such as voltage range, the range of current water level range, etc. The water level of the water tank, pipeline pressure, pump pump voltage, current and other key val

6、ues are shown in the process of the picture; water levels increase, the picture can directly display the water level change. These functions enable the operator to more intuitive to observe the working state of a system, convenient for operation and management.Keywords: constant pressure water suppl

7、y; Programmable controller; WINCC; S7_300目 錄1 緒論11.1 課題研究的背景及意義11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11.3 可編程控制器的優(yōu)點(diǎn)31.4 恒壓供水系統(tǒng)4 恒壓供水系統(tǒng)介紹4 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)4 恒壓供水使用的領(lǐng)域52 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具62.1 AutoCAD軟件簡(jiǎn)介62.2 STEP7 編程軟件的介紹72.3 WinCC軟件的介紹9 簡(jiǎn)介9 性能特點(diǎn)103 恒壓供水系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)的編程設(shè)計(jì)123.1 硬件配置123.1.1 系統(tǒng)主電路圖和控制電路圖123.1.2 S7-300 CPU 314簡(jiǎn)介143.1.3 PLC機(jī)型的選擇143.1.4

8、 恒壓供水系統(tǒng)的PLC硬件組態(tài)143.2 恒壓供水系統(tǒng)的PLC程序編譯163.2.1 恒壓供水系統(tǒng)的PLC符號(hào)表編輯163.2.2 蒸汽鍋爐自動(dòng)控制PLC程序的編譯174 恒壓供水系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)的WinCC程序設(shè)計(jì)224.1 建立項(xiàng)目22 啟動(dòng)WinCC224.1.2 建立一個(gè)新項(xiàng)目224.2 組態(tài)項(xiàng)目234.2.1 組態(tài)系統(tǒng)23 創(chuàng)建過(guò)程畫(huà)面284.2.3 指定WinCC運(yùn)行系統(tǒng)的屬性324.3 過(guò)程值歸檔33 過(guò)程值歸檔簡(jiǎn)介33 組態(tài)過(guò)程值歸檔35 實(shí)時(shí)曲線384.3.4 實(shí)時(shí)報(bào)表414.4 報(bào)警界面的設(shè)計(jì)455 WinCC與S7-300之間的通訊505.1 WinCC與PLC之間的通

9、訊結(jié)構(gòu)505.2 建立WinCC與PLC通訊的步驟515.3 WinCC與S7-300通訊的實(shí)現(xiàn)515.3.1 WinCC與S7-300通訊協(xié)議的選擇51 變量的編輯515.3.3 WinCC與S7-300的變量連接53結(jié)論55致謝56參考文獻(xiàn)57附錄A 英文原文58附錄B 漢語(yǔ)翻譯661 緒論1.1 課題研究的背景及意義我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，工業(yè)自動(dòng)化程度低。主要表現(xiàn)在用水高峰期，水的供給量常常低于需求量，出現(xiàn)水壓降低供不應(yīng)求的現(xiàn)象;而在用水低峰期，水的供給量常常高于需求量，出現(xiàn)水壓升高供過(guò)于求的情況，此時(shí)會(huì)造成能量的浪費(fèi)，同時(shí)還有可能

10、造成水管爆裂和用水設(shè)備的損壞。傳統(tǒng)調(diào)節(jié)供水壓力的方式，多采用頻繁啟/停電機(jī)控制和水塔二次供水調(diào)節(jié)的方式，前者產(chǎn)生大量能耗的，而且對(duì)電網(wǎng)中其他負(fù)荷造成影響，設(shè)備不斷啟停會(huì)影響設(shè)備壽命;后者則需要大量的占地與投資。且由于是二次供水，不能保證供水質(zhì)的安全與可靠性。而恒壓供水系統(tǒng)的運(yùn)行十分穩(wěn)定可靠，沒(méi)有頻繁的啟動(dòng)現(xiàn)象，啟動(dòng)方式為軟啟動(dòng)，設(shè)備運(yùn)行十分平穩(wěn)，避免了電氣、機(jī)械沖擊，也沒(méi)有水塔供水所帶來(lái)的二次污染的危險(xiǎn)。恒壓供水系統(tǒng)對(duì)于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的。例如在某些生產(chǎn)過(guò)程中，若自來(lái)水供水因故壓力不足或短時(shí)斷水，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)使產(chǎn)品報(bào)廢和設(shè)備損壞。又如發(fā)生火災(zāi)時(shí)，若供水壓力不足或或無(wú)水供

11、應(yīng)，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。而且恒壓供水系統(tǒng)具有供水安全、節(jié)約能源、節(jié)省鋼材、節(jié)省占地、節(jié)省投資、調(diào)節(jié)能力大、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景和明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。所以，某些用水區(qū)采用恒壓供水系統(tǒng)，具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來(lái)的。在早期，由于國(guó)外生產(chǎn)的變頻器的功能主要限定在頻率控制、升降速控制、正反轉(zhuǎn)控制、起制動(dòng)控制、壓頻比控制及各種保護(hù)功能。應(yīng)用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，變頻器僅作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為了滿足供水量大小需求不同時(shí)，保證管網(wǎng)壓力恒定，需在變頻器外部提供壓力控制器和壓力傳感器，對(duì)壓力

12、進(jìn)行閉環(huán)控制。從查閱的資料的情況來(lái)看，國(guó)外的恒壓供水工程在設(shè)計(jì)時(shí)都采用一臺(tái)變頻器只帶一臺(tái)水泵機(jī)組的方式，幾乎沒(méi)有用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)多臺(tái)水泵機(jī)組運(yùn)行的情況，因而投資成本高。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動(dòng)化程度高等方面的優(yōu)點(diǎn)以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可后，國(guó)外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開(kāi)始重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器，像日本SAMC公司，就推出了恒壓供水基板，備有“變頻泵固定方式”，“變頻泵循環(huán)方式”兩種模式。它將PID調(diào)節(jié)器和PLC可編程控制器等硬件集成在變頻器控制基板上，通過(guò)設(shè)置指令代碼實(shí)現(xiàn)PLC和PID等電控系統(tǒng)的功能，只要搭載配套的恒壓供水單元，便可直接控

13、制多個(gè)內(nèi)置的電磁接觸器工作，可構(gòu)成最多7臺(tái)電機(jī)(泵)的供水系統(tǒng)。這類(lèi)設(shè)備雖微化了電路結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本，但其輸出接口的擴(kuò)展功能缺乏靈活性，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性不高，與別的監(jiān)控系統(tǒng)(如BA系統(tǒng))和組態(tài)軟件難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并且限制了帶負(fù)載的容量，因此在實(shí)際使用時(shí)其范圍將會(huì)受到限制。目前國(guó)內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國(guó)外的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺(tái)水泵的循環(huán)控制，有的采用可編程控制器(PLC)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn);有的采用單片機(jī)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)。但在系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗擾性能以及開(kāi)放性等多方面的綜合技術(shù)指標(biāo)來(lái)說(shuō)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)能達(dá)到所有用戶的要求。

14、艾默生電氣公司和成都希望集團(tuán)(森蘭變頻器)也推出恒壓供水專(zhuān)用變頻器(5.5kW-22kW)，無(wú)需外接PLC和PID調(diào)節(jié)器，可完成最多4臺(tái)水泵的循環(huán)切換、定時(shí)起、停和定時(shí)循環(huán)。該變頻器將壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)與循環(huán)邏輯控制功能集成在變頻器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，但其輸出接口限制了帶負(fù)載容量，同時(shí)操作不方便且不具有數(shù)據(jù)通信功能，因此只適用于小容量，控制要求不高的供水場(chǎng)所。 變頻供水系統(tǒng)目前正在向集成化、維護(hù)操作簡(jiǎn)單化方向發(fā)展,在國(guó)內(nèi)外，專(zhuān)門(mén)針對(duì)供水的變頻器集成化越來(lái)越高，很多專(zhuān)用供水變頻器集成了PLC 或PID，甚至將壓力傳感器也融入變頻組件。同時(shí)維護(hù)操作也越來(lái)越簡(jiǎn)明顯偏高，維護(hù)成本也高于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)有不少公司在從

15、事進(jìn)行變頻恒壓供水的研制推廣，國(guó)產(chǎn)變頻器主要采用進(jìn)口元件組裝或直接進(jìn)口國(guó)外變頻器，結(jié)合PLC 或PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)恒壓供水，在小容量、控制要求的變頻供水領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)變頻器發(fā)展較快，并以其成本低廉的優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)了相當(dāng)部分小容量變頻恒壓供水市場(chǎng)。目前在國(guó)內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)中，對(duì)于能適應(yīng)不同的用水場(chǎng)合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時(shí)兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)，的變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制研究得不夠。因此，有待于進(jìn)一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐1。1.3 可編程控制器的優(yōu)點(diǎn)PLC用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高

16、，調(diào)整時(shí)間方便，不受環(huán)境影響。1、功能更強(qiáng)大：除了能做普通邏輯處理外，還具有浮點(diǎn)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、模擬量控制等功能?，F(xiàn)在市場(chǎng)上一些功能強(qiáng)大的PLC已經(jīng)能完成除以上常規(guī)外，還能做復(fù)雜運(yùn)算，比如多維數(shù)據(jù)運(yùn)算，矩陣相乘，向量運(yùn)算等；2、響應(yīng)時(shí)間更短：繼電器控制是通過(guò)觸點(diǎn)與觸點(diǎn)間的機(jī)械動(dòng)作來(lái)完成邏輯控制，而PLC集成電子邏輯，響應(yīng)速度和控制精度是傳統(tǒng)繼電器無(wú)法比擬的；3、故障點(diǎn)更少：繼電器控制通過(guò)機(jī)械式接觸會(huì)因?yàn)橛|頭的損壞或者老化等原因，壽命普遍抗不過(guò)PLC，PLC早已是工業(yè)界公認(rèn)的無(wú)故障控制器；4、通訊功能更強(qiáng)大：現(xiàn)在的工業(yè)環(huán)境，早已不是單純的單機(jī)控制，或者一條生產(chǎn)線的控制，而多涉及多機(jī)群控，和大型

17、的流程自動(dòng)化控制，這對(duì)于控制器本身的通訊要求極高，繼電器根本不可能做的到，而如今的PLC不僅能完成與現(xiàn)場(chǎng)工作儀表、電氣傳動(dòng)等執(zhí)行層的通訊，也能PLC于PLC之間通訊，更能做到PLC與上位計(jì)算機(jī)，中央控制室的以太網(wǎng)通訊，組成一個(gè)龐大而復(fù)雜的控制網(wǎng)絡(luò)2；5、控制對(duì)象更多：如今不管是單機(jī)設(shè)備，還是工廠控制，遠(yuǎn)不是簡(jiǎn)單的邏輯執(zhí)行就能完成，比如許多設(shè)備實(shí)際上除了單純的數(shù)字量輸入輸出外、還有更多4-20ma/0-10V模擬量輸入輸出的處理，其下位執(zhí)行層更有變頻、伺服系統(tǒng)等傳動(dòng)、甚至還有液壓系統(tǒng)等等，而這些，客戶當(dāng)然希望只需要一個(gè)控制器來(lái)完成，即“通用的控制”概念，那么PLC就能做到。不過(guò)值得一提的是：針對(duì)

18、液壓控制，現(xiàn)主流方式還是用專(zhuān)用的液壓控制器來(lái)完成，比如力士樂(lè)、阿托斯等，但在新興的PLC市場(chǎng)上，已有好幾個(gè)品牌的PLC能完成這個(gè)功能；6、維護(hù)更方便：如果用繼電器組成一個(gè)較復(fù)雜的控制網(wǎng)絡(luò)的話，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障，將只能逐個(gè)排除故障，而PLC故障的話，一般能自動(dòng)診斷到故障點(diǎn)產(chǎn)生報(bào)警，系統(tǒng)內(nèi)能方便快捷的查看故障地方，故障原因等。1.4 恒壓供水系統(tǒng) 恒壓供水系統(tǒng)介紹供水系統(tǒng)是國(guó)民生產(chǎn)生活中不可缺少的重要一環(huán)。傳統(tǒng)供水方式占地面積大，水質(zhì)易污染，基建投資多，而最主要的缺點(diǎn)是水壓不能保持恒定，導(dǎo)致部分設(shè)備不能正常工作。變頻調(diào)速技術(shù)是一種新型成熟的交流電機(jī)無(wú)極調(diào)速技術(shù)，它以其獨(dú)特優(yōu)良的控制性能被廣泛應(yīng)用于

19、速度控制領(lǐng)域，特別是供水行業(yè)中。由于安全生產(chǎn)和供水質(zhì)量的特殊需要，對(duì)恒壓供水壓力有著嚴(yán)格的要求，因而變頻調(diào)速技術(shù)得到了更加深入的應(yīng)用。恒壓供水方式技術(shù)先進(jìn)、水壓恒定、操作方便、運(yùn)行可靠、節(jié)約電能、自動(dòng)化程度高，在泵站供水中可完成以下功能：1、維持水壓恒定2、控制系統(tǒng)可手動(dòng)/自動(dòng)運(yùn)行3、多臺(tái)泵自動(dòng)切換運(yùn)行4、系統(tǒng)睡眠與喚醒，當(dāng)外界停止用水時(shí)，系統(tǒng)處于睡眠狀態(tài)，直至有用水需求時(shí)自動(dòng)喚醒5、在線調(diào)整PID參數(shù)6、泵組及線路保護(hù)檢測(cè)報(bào)警，信號(hào)顯示等將管網(wǎng)的實(shí)際壓力經(jīng)反饋后與給定壓力進(jìn)行比較，當(dāng)管網(wǎng)壓力不足時(shí)，變頻器增大輸出頻率，水泵轉(zhuǎn)速加快，供水量增加，迫使管網(wǎng)壓力上升。反之水泵轉(zhuǎn)速減慢，供水量減小，

20、管網(wǎng)壓力下降，保持恒壓供水。 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)變頻恒壓供水系統(tǒng)同其它供水方式相比較，除了具有顯著的節(jié)能效果外，還有以下顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)： 1、 恒壓供水技術(shù)因采用變頻器改變電動(dòng)機(jī)電源頻率，而達(dá)到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速改變水泵出口壓力，比靠調(diào)節(jié)閥門(mén)的控制水泵出口壓力的方式，具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。 2、 由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量，泵轉(zhuǎn)速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長(zhǎng)泵和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械使用壽命。 3、 水泵電動(dòng)機(jī)采用軟啟動(dòng)方式，按設(shè)定的加速時(shí)間加速，避免電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊，對(duì)電網(wǎng)電壓造成波動(dòng)的影響，同時(shí)也避免了電動(dòng)機(jī)突然加速造成泵系統(tǒng)的喘振。徹底消除水錘現(xiàn)象。 4、

21、實(shí)現(xiàn)恒壓自動(dòng)控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力3。 恒壓供水使用的領(lǐng)域1、 自來(lái)水供水、生活小區(qū)及消防供水系統(tǒng)，亦可用于熱水供應(yīng)、恒壓噴淋等系統(tǒng)。 2、 工業(yè)企業(yè)生活、生產(chǎn)供水系統(tǒng)及工廠其它需恒壓控制領(lǐng)域（如空壓機(jī)系統(tǒng)的恒壓供氣、恒壓供風(fēng)）。各種場(chǎng)合的恒壓、變壓控制，冷卻水和循環(huán)供水系統(tǒng)。 3、 污水泵站、污水處理及污水提升系統(tǒng)。 4、 農(nóng)業(yè)排灌、園林噴淋、水景和音樂(lè)噴泉系統(tǒng)。 5、賓館、大型公共建筑供水及消防系統(tǒng)。2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具2.1 AutoCAD軟件簡(jiǎn)介AutoCAD是由美國(guó)Autodesk歐特克公司于二十世紀(jì)八十年代初為微機(jī)上應(yīng)用CAD技術(shù)而開(kāi)發(fā)的繪圖程序

22、軟件包，經(jīng)過(guò)不斷的完善，現(xiàn)已經(jīng)成為國(guó)際上廣為流行的繪圖工具。 AutoCAD具有良好的用戶界面，通過(guò)交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐的過(guò)程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開(kāi)發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率3。AutoCAD具有廣泛的適應(yīng)性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計(jì)算機(jī)和工作站上運(yùn)行，并支持分辨率由320×200到2048×1024的各種圖形顯示設(shè)備40多種，以及數(shù)字儀和鼠標(biāo)器30多種，繪圖儀和打印機(jī)數(shù)十種，這就為AutoCAD的普及創(chuàng)造了條件。1、AutoCAD軟件的特點(diǎn)AutoCAD軟件具有如下特點(diǎn)

23、：(1) 具有完善的圖形繪制功能。 (2) 有強(qiáng)大的圖形編輯功能。 (3) 可以采用多種方式進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)或用戶定制。 (4) 可以進(jìn)行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力。 (5) 支持多種硬件設(shè)備。 (6) 支持多種操作平臺(tái)。(7) 具有通用性、易用性，適用于各類(lèi)用戶此外，從AutoCAD2000開(kāi)始，該系統(tǒng)又增添了許多強(qiáng)大的功能，如AutoCAD設(shè)計(jì)中心（ADC）、多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境（MDE）、Internet驅(qū)動(dòng)、新的對(duì)象捕捉功能、增強(qiáng)的標(biāo)注功能以及局部打開(kāi)和局部加載的功能，從而使AutoCAD系統(tǒng)更加完善4。2、AutoCAD軟件的基本功能(1) 平面繪圖：能以多種方式創(chuàng)建直線、圓、

24、橢圓、多邊形、樣條曲線等基本圖形對(duì)象。(2) CAD基本功能：繪圖輔助工具。AutoCAD提供了正交、對(duì)象捕捉、極軸追蹤、捕捉追蹤等繪圖輔助工具。正交功能使用戶可以很方便地繪制水平、豎直直線，對(duì)象捕捉可 幫助拾取幾何對(duì)象上的特殊點(diǎn)，而追蹤功能使畫(huà)斜線及沿不同方向定位點(diǎn)變得更加容易。(3) 編輯圖形：AutoCAD具有強(qiáng)大的編輯功能，可以移動(dòng)、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、陣列、拉伸、延長(zhǎng)、修剪、縮放對(duì)象等。 1)標(biāo)注尺寸?？梢詣?chuàng)建多種類(lèi)型尺寸，標(biāo)注外觀可以自行設(shè)定。 2)書(shū)寫(xiě)文字。能輕易在圖形的任何位置、沿任何方向書(shū)寫(xiě)文字，可設(shè)定文字字體、傾斜角度及寬度縮放比例等屬性。 3)圖層管理功能。圖形對(duì)象都位于某一圖層

25、上，可設(shè)定圖層顏色、線型、線寬等特性。(4) 三維繪圖：可創(chuàng)建3D實(shí)體及表面模型，能對(duì)實(shí)體本身進(jìn)行編輯。 1)網(wǎng)絡(luò)功能?？蓪D形在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布，或是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)AutoCAD資源。 2)數(shù)據(jù)交換。AutoCAD提供了多種圖形圖像數(shù)據(jù)交換格式及相應(yīng)命令。3、AutoCAD軟件的應(yīng)用領(lǐng)域(1)工程制圖：建筑工程、裝飾設(shè)計(jì)、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)、水電工程、土木施工等等。 (2)工業(yè)制圖：精密零件、模具、設(shè)備等。 (3)服裝加工：服裝制版。 (4)電子工業(yè)：印刷電路板設(shè)計(jì)。 廣泛應(yīng)用于土木建筑、裝飾裝潢、城市規(guī)劃、園林設(shè)計(jì)、電子電路、機(jī)械設(shè)計(jì)、服裝鞋帽、航空航天、輕工化工等諸多領(lǐng)域。本次課題的硬件設(shè)計(jì)圖紙就是用

26、AutoCAD軟件制作的，應(yīng)了解并掌握AutoCAD相關(guān)技術(shù)，理解并能設(shè)計(jì)修改西門(mén)子S7-200 PLC模塊接線圖及相關(guān)工程圖紙。2.2 STEP7 編程軟件的介紹在STEP75.4中，一個(gè)自動(dòng)化應(yīng)用方案的所有數(shù)據(jù)是以項(xiàng)目（project）的形式來(lái)組織和管理的。一個(gè)項(xiàng)目包含了以下三類(lèi)數(shù)據(jù)5：1、硬件結(jié)構(gòu)的組態(tài)數(shù)據(jù)及模塊參數(shù)2、通訊網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)數(shù)據(jù)3、可編程模塊的程序上述數(shù)據(jù)以對(duì)象的形式存儲(chǔ)，STEP7采用目錄式的層次結(jié)構(gòu)管理項(xiàng)目中的所有對(duì)象。對(duì)象從上到下有如下的三個(gè)層次。第一層：項(xiàng)目。第二層：通訊子網(wǎng)，PLC站或者S7程序。第三層：第而層下面的具體對(duì)象，視第二層而定。使用STEP7的基本步驟：第

27、一步：要根據(jù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)化解決方案；第二步：在STEP7中創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目（project）；第三步：在項(xiàng)目中，可以選擇先組態(tài)硬件在編寫(xiě)程序（1），或者先編寫(xiě)程序再組態(tài)硬件（2）；第四步：硬件組態(tài)和程序設(shè)計(jì)完成后，通過(guò)編程電纜將組態(tài)信息和程序下載到硬件設(shè)備中；第五步：進(jìn)行在線調(diào)試并最終完成整個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目。在大多數(shù)情況下，建議先組態(tài)再編寫(xiě)程序，尤其是對(duì)于I/O點(diǎn)數(shù)比較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的項(xiàng)目（例如有多個(gè)PLC站的項(xiàng)目）來(lái)說(shuō)，應(yīng)該先組態(tài)硬件再編寫(xiě)程序。這樣做有以下優(yōu)點(diǎn)：1、STEP7在硬件組態(tài)窗口中會(huì)顯示所有的硬件地址，硬件組態(tài)確定后，用戶編寫(xiě)程序的時(shí)候就可以直接使用這些地址，從而可以減少出錯(cuò)的機(jī)會(huì)。2

28、、一個(gè)項(xiàng)目中包含多個(gè)PLC站點(diǎn)的時(shí)候，合理的做法是在每個(gè)站點(diǎn)下編寫(xiě)各自的程序，這樣就要求先做好各站點(diǎn)的硬件組態(tài)，否則項(xiàng)目結(jié)構(gòu)就顯得混亂，而且下載時(shí)候也容易出錯(cuò)。STEP7 V5.4的編程環(huán)境如圖3.1所示： 圖3.1 STEP7 V5.4的編程環(huán)境1、菜單欄(1) FILE 可完成如新建，打開(kāi)，關(guān)閉，保存，打印，刪除等操作。(2) EDIT INSERT可以剪切，復(fù)制，粘貼，全選，打開(kāi)硬件組態(tài)，插入模塊，等操作。(3) PLC 可以查看CPU信息，進(jìn)行程序下載將程序保存到記憶卡等操作。(4) VIEW 可以進(jìn)行視圖的查看與編輯。2、工具欄可以對(duì)模塊進(jìn)行編程，下載程序，模擬仿真等操作2.3 Wi

29、nCC軟件的介紹 簡(jiǎn)介西門(mén)子視窗控制中心SIMATIC WinCC（Windows Control Center）是HMI/SCADA軟件中的后起之秀.1996年進(jìn)人世界工控組態(tài)軟件市場(chǎng)。當(dāng)年就被美國(guó)Control Engineering雜志評(píng)為最佳HMI軟件，以最短的時(shí)問(wèn)發(fā)展成第三個(gè)在世界范圍內(nèi)成功的SCADA系統(tǒng);而在歐洲，它無(wú)可爭(zhēng)議地成為第一。在設(shè)計(jì)思想上，SIMATIC WinCC秉承西門(mén)子公司博大精深的企業(yè)文化理念，性能最全面、技術(shù)最先進(jìn)、系統(tǒng)最開(kāi)放的HMI/SCADA軟件是WinCC開(kāi)發(fā)者的追求。WinCC是按世界范圍內(nèi)使用的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因此從一開(kāi)始就適合于世界上各主要制造商生

30、產(chǎn)的控制系統(tǒng)，如A一B , Modincon GE等，并且通訊驅(qū)動(dòng)程序的種類(lèi)還在不斷地增加。通過(guò)OPC的方式，WinCC還可以與更多的第三方控制器進(jìn)行通訊。WinCC V6.0采用標(biāo)準(zhǔn)Microsoft SQL Server 2000( WinCC V6.0以前版本采用Sybase)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歸檔，同時(shí)其有Web瀏覽器功能，可使經(jīng)理、廠長(zhǎng)在辦公室內(nèi)看到生產(chǎn)流程的動(dòng)態(tài)畫(huà)面，從而更好地調(diào)度指揮生產(chǎn)，是工業(yè)企業(yè)中MES和ERP系統(tǒng)首選的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件。作為SIMATIC全集成自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，WinCC確保與SIMATIC S5，S7和505系列的PLC連接的方便和通訊的高效

31、；WinCC與STEP7編程軟件的緊密結(jié)合縮短了項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的周期。此外，WinCC還有對(duì)SIMATIC PLC進(jìn)行系統(tǒng)診斷的選項(xiàng)，給硬件維護(hù)提供了方便6。 性能特點(diǎn)WinCC具有以下性能特點(diǎn):1、創(chuàng)新軟件技術(shù)的使用。WinCC是基于最新發(fā)展的軟件技術(shù)。西門(mén)子公司與Microsoft公司的密切合作保證了用戶獲得不斷創(chuàng)新的技術(shù)。2、包括所有SCADA功能在內(nèi)的客戶機(jī)/服務(wù)器系統(tǒng)。即使最基本的WinCC系統(tǒng)仍能夠提供生成復(fù)雜可視化任務(wù)的組件和函數(shù)，生成畫(huà)面、腳本、報(bào)警、趨勢(shì)和報(bào)表的編輯器由最基本的WinCC系統(tǒng)組件建立。3、可靈活裁剪，由簡(jiǎn)單任務(wù)擴(kuò)展到復(fù)雜任務(wù)。WinCC一個(gè)模塊化的自動(dòng)化組件，既可以

32、靈活地進(jìn)行擴(kuò)展，從簡(jiǎn)單的工程到復(fù)雜的多用戶應(yīng)用，又可以應(yīng)用到工業(yè)和機(jī)械制造工藝的多服務(wù)器分布式系統(tǒng)中。4、眾多的選件和附加件擴(kuò)展了基本功能。已開(kāi)發(fā)的、應(yīng)用范圍廣泛的、不同的WinCC選件和附加件，均基于開(kāi)放式編程接口，覆蓋了不同工業(yè)分支的需求，5、使用Microsoft SQL Server 2000作為其組態(tài)數(shù)據(jù)和歸檔數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以使用ODBC，DAO，OLE-DB，WinCC OLE-DB和ADO方便地訪問(wèn)歸檔數(shù)據(jù)。6、強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)接口（如OLE，ActiveX和OPC）。WinCC提供了OLE，DDE，ActiveX，OPC服務(wù)器和客戶機(jī)等接口或控件，可以很方便地與其他應(yīng)用程序交換

33、數(shù)據(jù)。7、使用方便的腳本語(yǔ)言。WinCC可編寫(xiě)ANSI-C和visual Basic腳本程序。8、開(kāi)放API編程接口可以訪問(wèn)WinCC的模塊。所有的WinCC模塊都有一個(gè)開(kāi)放的C編程接口(C-API)。這意味著可以在用戶程序中集成WinCC的部分功能。9、具有向?qū)У暮?jiǎn)易(在線)組態(tài)。WinCC提供了大量的向?qū)?lái)簡(jiǎn)化組態(tài)工作。在調(diào)試階段還可進(jìn)行在線修改。10、可選擇語(yǔ)言的組態(tài)軟件和在線語(yǔ)言切換。WinCC軟件是基于多語(yǔ)言設(shè)計(jì)的。這意味著可以在英語(yǔ)、德語(yǔ)、法語(yǔ)以及其他眾多的亞洲語(yǔ)言之間進(jìn)行選擇，也可以在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)選擇所需要的語(yǔ)言。11、提供所有主要PLC系統(tǒng)的通訊通道。作為標(biāo)準(zhǔn)，WinCC支持所有

34、連接SIMATIC S5/S7/505控制器的通訊通道，還包括PROFIBUS DP, DDE和OPC等非特定控制器的通訊通道。此外，更廣泛的通訊通道可以由選件和附加件提供。12、與基于PC的控制器SIMATIC WinAC緊密接口，軟/插槽式PLC和操作、監(jiān)控系統(tǒng)在一臺(tái)PC機(jī)上相結(jié)合無(wú)疑是一個(gè)面向未來(lái)的概念。在此前提下，WinCC和WinAC實(shí)現(xiàn)了西門(mén)子公司基于PC的、強(qiáng)大的自動(dòng)化解決方案。13、全集成自動(dòng)化TIA(Totally Integrated Automation)的部件。TIA集成了西門(mén)子公司的各種產(chǎn)品包括WinCC。WinCC是工程控制的窗口，是T1A的中心部件。TIA意味著在

35、組態(tài)、編程、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通訊等方面的一致性。14、SIMATIC PCS7過(guò)程控制系統(tǒng)中的SCADA部件，如SIMATIC PC57是TIA中的過(guò)程控制系統(tǒng)；PCS7是結(jié)合了基于控制器的制造業(yè)自動(dòng)化優(yōu)點(diǎn)和基于PC的過(guò)程工業(yè)自動(dòng)化優(yōu)點(diǎn)的過(guò)程處理系統(tǒng)(PGS)?；诳刂破鞯腜CS7對(duì)過(guò)程可視化使用標(biāo)準(zhǔn)的S1MATIC部件。WinCC作為PCS7的操作員站。15、符合FDA 21 CFR Part 11的要求。16、集成到MES和ERP中。標(biāo)準(zhǔn)接口使SIYIATIC WinCC成為在全公司范圍IT環(huán)境下的一個(gè)完整部件。這超越了自動(dòng)控制過(guò)程，將范圍擴(kuò)展到工廠監(jiān)控級(jí)，為公司管理MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）和ER

36、P（企業(yè)資源管理）提供管理數(shù)據(jù)7。3 恒壓供水系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)的編程設(shè)計(jì)3.1 硬件配置3.1.1 系統(tǒng)主電路圖和控制電路圖圖3.1 主電路圖圖3.2 電動(dòng)閥控制圖3.3 控制電路圖3.1.2 S7-300 CPU 314簡(jiǎn)介CPU314一個(gè)機(jī)架上最多只能再安裝八個(gè)信號(hào)模塊或功能模塊，最多可以擴(kuò)展為四個(gè)機(jī)架。中央處理單元總是在0機(jī)架的2號(hào)槽位上，1號(hào)槽安裝電源模塊，3號(hào)槽總是安裝通信模塊，槽號(hào)4至11，可自由分配信號(hào)模塊、功能塊8。本課設(shè)選用的型號(hào)為6ES7 314-1AG13-0AB0。如圖3.4所示。圖3.4 CPU機(jī)架圖中央處理單元CPU的主要特性，包括存儲(chǔ)器容量、指令執(zhí)行時(shí)間、最大I

37、/O點(diǎn)數(shù)、各類(lèi)編程元件（位存儲(chǔ)器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、可調(diào)用塊）數(shù)量等。3.1.3 PLC機(jī)型的選擇對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制的工程項(xiàng)目，若控制速度要求不高，則一般選用抵擋的PLC，如西門(mén)子S7-200系列。對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目，則可選用帶A/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸入模塊和帶D/A轉(zhuǎn)換的模擬量輸出模塊，具有加減乘除運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳送功能的抵擋PLC，如西門(mén)子S7-300或S7-400。本課題的模擬量輸入為8個(gè)，模擬量輸出為4個(gè)，數(shù)字量輸入為8個(gè)，數(shù)字量輸出為8個(gè)。編程設(shè)計(jì)到復(fù)雜的控制方法，并且需要仿真，所以選用的是S7-300系列PLC。3.1.4 恒壓供水系統(tǒng)的PLC硬件組態(tài)在STEP7中創(chuàng)

38、建一個(gè)項(xiàng)目并命名為“fang”，在該項(xiàng)目中插入一個(gè)SIMATIC 300站，然后進(jìn)行硬件組態(tài)。組態(tài)步驟為：1、 放置機(jī)架2、 在1#插槽中放置5A電源模塊3、 在2#插槽中放置CPU314模塊4、 3#插槽放與另一個(gè)機(jī)架的通訊模塊，但是本課題不放任何模塊5、 在4#插槽中放置1個(gè)AI模塊6、 在5#插槽中放置1個(gè)AO模塊7、 在6#插槽中各放置1個(gè)DI模塊8、 在7#插槽中放置1個(gè)DO模塊組態(tài)好的硬件如圖3.5所示。圖3.5 硬件組態(tài)窗口修改好地址后，單擊輸入，根據(jù)AI接線圖修改測(cè)量型號(hào)和測(cè)量范圍。此項(xiàng)必須修改并且必須與接線圖一致。如圖3.6所示。圖3.6 雙擊AI修改輸入屬性3.2 恒壓供水

39、系統(tǒng)的PLC程序編譯3.2.1 恒壓供水系統(tǒng)的PLC符號(hào)表編輯符號(hào)表的編譯是為了在編程中更容易的識(shí)別地址，符號(hào)表有以下幾項(xiàng)符號(hào)、地址、數(shù)據(jù)類(lèi)型、注釋。在符號(hào)選項(xiàng)里可以編輯成自己識(shí)別方便的英文或中文。在地址欄里要寫(xiě)明地址，在數(shù)據(jù)類(lèi)型中要寫(xiě)明相應(yīng)的數(shù)據(jù)類(lèi)型如BOOL,INT等，在注釋可寫(xiě)其他注釋。符號(hào)表中需要把AI,AO,DI,DO接線圖中的所有變量都寫(xiě)入，其他符號(hào)在程序編譯完成后會(huì)自動(dòng)生成如FC,DB,OB等9。AI模塊在符號(hào)表中的編輯，此處應(yīng)該注意的是地址欄中的地址類(lèi)型以圖3.3中的輸入地址為起始，結(jié)束地址為終止。如AI模塊第0個(gè)輸入在符號(hào)表中應(yīng)寫(xiě)成PIW 256。AO，DI,DO模塊在符號(hào)表

40、中的變異都與AI是一樣的，AO在地址欄應(yīng)寫(xiě)成PQW 304這種形。編輯好的符號(hào)表如圖3.7所示。圖3.7 編譯完成的符號(hào)表3.2.2 蒸汽鍋爐自動(dòng)控制PLC程序的編譯此次系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)應(yīng)用梯形圖語(yǔ)言編程。系統(tǒng)程序主要包括：OB1主程序 OB35主程序 FC1 數(shù)字量處理 FC2 開(kāi)泵FC3 關(guān)閥 FC4 開(kāi)閥FC5 關(guān)泵 FC6 倒泵 DB1 Wincc數(shù)據(jù)給定 DB2 PC數(shù)據(jù)給定DB3 模擬量數(shù)據(jù) DB4 量程數(shù)據(jù)DB5 狀態(tài)數(shù)據(jù)在STEP7中OB35被定義為程序循環(huán)組織塊，S7 CPU的操作系統(tǒng)定期執(zhí)行OB35。執(zhí)行OB35后，操作系統(tǒng)將再次啟動(dòng)它。完成啟動(dòng)后，將啟動(dòng)OB1的循環(huán)執(zhí)行?？稍?/p>

41、OB35中調(diào)用其它功能塊(FB、SFB)或功能(FC、SFC)。在本次設(shè)計(jì)中OB35定義為恒壓供水系統(tǒng)主程序，其功能主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的控制流程，OB1中調(diào)用各FC實(shí)現(xiàn)特定功能。FC類(lèi)似計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言中的函數(shù)，用指令編輯程序?qū)崿F(xiàn)其功能。限于篇幅的限制，下面將介紹OB1、OB35、FC21、DB10中部分程序段10。1、主程序的設(shè)計(jì)圖3.8 程序段1此為主程序OB35的程序段1，在這個(gè)程序段中調(diào)用功能FC1，實(shí)現(xiàn)對(duì)水位的限幅和量程轉(zhuǎn)換功能。其中水位時(shí)從DB3數(shù)據(jù)塊中讀取的，水位量程是從DB4讀取的，這樣可以方便從上位機(jī)WinCC來(lái)更改它們數(shù)值的大小，此后的程序段2,3,4,6分別實(shí)現(xiàn)對(duì)管道壓力

42、、泵電壓、1#泵電流、2#泵電流進(jìn)行同樣的處理。圖3.9 程序段8圖3.10 程序段10上面兩段程序設(shè)計(jì)的是一個(gè)加法器和一個(gè)減法器來(lái)模擬水位的增加和減少。當(dāng)I8.0導(dǎo)通時(shí)水位增加，同時(shí)調(diào)用FC3功能塊進(jìn)行上水位限值；當(dāng)I8.1導(dǎo)通時(shí)，水位減少，同時(shí)調(diào)用FC4功能塊進(jìn)行下水位限值。這個(gè)程序段直接調(diào)用FC6功能塊，實(shí)現(xiàn)倒泵功能11。圖3.11 程序段122、被調(diào)用的功能塊設(shè)計(jì)圖3.12 關(guān)閥程序這個(gè)是高水位限值功能，也就是當(dāng)水位過(guò)高的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)水閥的自動(dòng)關(guān)閉，防止因?yàn)樗贿^(guò)高造成蓄水池的水溢出。在程序段1中先拿量程乘以90%得出一個(gè)整數(shù)賦值給變量temp1；在程序段2用實(shí)際水位和變量temp1

43、比較，如果水位大于temp1時(shí)把Q12.4置位，Q12.3復(fù)位，也就是把閥關(guān)閉。圖3.13 開(kāi)泵程序這個(gè)實(shí)現(xiàn)的功能是水位脫離低水位時(shí)重新開(kāi)啟泵，也就是當(dāng)水位上升到一定值的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)泵的自動(dòng)打開(kāi)，繼續(xù)進(jìn)行恒壓供水。在程序段1中先拿量程乘以15%得出一個(gè)整數(shù)賦值給變量temp1；在程序段2用實(shí)際水位和變量temp1比較，如果水位大于temp1時(shí)把M0.0復(fù)位，也就是把泵打開(kāi)。4 恒壓供水系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)的WinCC程序設(shè)計(jì)4.1 建立項(xiàng)目 啟動(dòng)WinCC啟動(dòng)WinCC，單擊“開(kāi)始”SIMATICWinCCWinCC V6.2 SP2 ASIA菜單項(xiàng)，如圖4.1所示。圖4.1 啟動(dòng)WinCC4.

44、1.2 建立一個(gè)新項(xiàng)目第一次運(yùn)行WinCC時(shí)，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，選擇建立新項(xiàng)目的類(lèi)型包括以下有3種:單用戶項(xiàng)目；多用戶項(xiàng)目；客戶機(jī)項(xiàng)目。如果希望編輯和修改已有項(xiàng)目，可選擇“打開(kāi)己存在的項(xiàng)目”。建立ttt項(xiàng)目的步驟如下:選擇“單用戶項(xiàng)目”，并單擊“確定”按鈕。在“新項(xiàng)目”對(duì)話框中輸人ttt作為項(xiàng)目名，并為項(xiàng)目選擇一個(gè)項(xiàng)目路徑。如有必要可以對(duì)項(xiàng)目路徑重新命名；否則，將以頂目名作為路徑中最后一層文化夾得名字。本次關(guān)閉WinCC前所打開(kāi)的項(xiàng)目，在下一次啟動(dòng)WinCC時(shí)也將自動(dòng)激活打開(kāi)。如果本次關(guān)閉WinCC前項(xiàng)目是激活的，則下一次啟動(dòng)WinCC時(shí)也將自動(dòng)激活所打開(kāi)的項(xiàng)目12。打開(kāi)WinCC資源管理器如圖

45、4.2所示。實(shí)際窗口內(nèi)容根據(jù)配置情況有細(xì)微差別。窗口的左邊為瀏覽窗口，包括所有已安裝的WinCC組件。有子文件夾的組件在其前面標(biāo)有符號(hào)“十”。單擊此符號(hào)可顯示此組件下的子文件夾。窗口右邊顯示左邊組件或文件夾所對(duì)應(yīng)的元件。圖4.2 WinCC資源管理器在導(dǎo)航窗口中單擊“計(jì)算機(jī)”圖標(biāo)，在右邊窗口中將顯示與用戶的計(jì)算機(jī)名一樣的計(jì)算機(jī)服務(wù)器。右擊此計(jì)算機(jī)，在快捷菜單中選擇“屬性”菜單項(xiàng)，在隨后打開(kāi)的對(duì)話框中可設(shè)置WinCC運(yùn)行時(shí)的屬性，如設(shè)置WinCC運(yùn)行時(shí)的屬性，如設(shè)置WinCC運(yùn)行系統(tǒng)的啟動(dòng)組件和使用的語(yǔ)言等。4.2 組態(tài)項(xiàng)目4.2.1 組態(tài)系統(tǒng)1、添加邏輯連接若要使用WinCC來(lái)訪問(wèn)自動(dòng)化系統(tǒng)P

46、LC的當(dāng)前過(guò)程值，則在WinCC與自動(dòng)化系統(tǒng)間必須組態(tài)一個(gè)通訊連接。通訊將由稱作通道的專(zhuān)門(mén)的通訊驅(qū)動(dòng)程序來(lái)控制。WinCC有針對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)SIMATIC S5/S7/505的專(zhuān)用通道以及與制造商無(wú)關(guān)的通道，例如PROFIBUS-DP和OPC13。添加一個(gè)通訊驅(qū)動(dòng)程序，右擊瀏覽窗口中的“變量管理”，在快捷菜單中選擇“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”，菜單項(xiàng)如圖4.3所示。圖4.3 添加一個(gè)通訊驅(qū)動(dòng)程序在“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”對(duì)話框中，選擇一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序，例如選擇SIMATIC S7 PROTOCOL Suite.chn，并單擊“打開(kāi)”按鈕，所選擇的驅(qū)動(dòng)程序?qū)@示在變量管理的子目錄下。單擊所顯示的驅(qū)動(dòng)程序前面的“+

47、”，將顯示當(dāng)前驅(qū)動(dòng)程序所有可用的通道單元。通道單元可用于建立與多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的邏輯連接。邏輯連接表示與單個(gè)的、己定義的自動(dòng)化系統(tǒng)的接口。右擊MPI通道單元，在快捷菜單中選擇“新驅(qū)動(dòng)程序的連接”菜單項(xiàng)。在隨后打開(kāi)的如圖4.4所示的“連接屬性”對(duì)活框中輸人PLC作為邏輯連接名，單擊“確定”按扭。圖4.4 建立一個(gè)邏輯連接2、建立內(nèi)部變量如果WinCC資源管理器“變量管理”節(jié)點(diǎn)還沒(méi)有展開(kāi)，可雙擊“變最管理”子目錄。右擊“內(nèi)部變量”圖標(biāo)，在快捷菜單中選擇“新建變量”菜單項(xiàng).如圖4.5所示。在“變量屬性”對(duì)話框中，將變量命名為T(mén)anks。在數(shù)據(jù)類(lèi)型列表框中，選擇數(shù)據(jù)類(lèi)型為“浮點(diǎn)數(shù)32位”。單擊“確定”按

48、鈕。確認(rèn)輸入，如圖4.6所示。所建立的所有變量顯示在WinCC項(xiàng)目管理器的右邊窗口中。如需要刨建其他的內(nèi)部變量，可重復(fù)上述操作，還可對(duì)變量進(jìn)行復(fù)制、剪切、粘貼等操作，快速建立多個(gè)變量14。圖4.5 建立內(nèi)部變量圖4.6 內(nèi)部變量的屬性3、建立過(guò)程變量在建立過(guò)程變量前，必須先安裝一個(gè)通訊驅(qū)動(dòng)程序和建立一個(gè)邏輯連接。在前面已建立了一個(gè)命名為PLC的邏輯連接。單擊“變量管理”>SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE>MPI前面的“+”，展開(kāi)各自節(jié)點(diǎn)，右擊出現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)PLC，在快捷菜單中選擇“新建變量”菜單項(xiàng)，如圖4.7所示。圖4.7 建立一個(gè)過(guò)程變量在“變量屬性”對(duì)話框中給變量

49、命名，并選擇數(shù)據(jù)類(lèi)型。WinCC中的數(shù)據(jù)類(lèi)型有別于PLC中使用的數(shù)據(jù)類(lèi)型，如有需要可在“改變格式”列表框中選擇格式轉(zhuǎn)換。必須給過(guò)程變量分配一個(gè)在PLC中對(duì)應(yīng)地址，地址類(lèi)型和通訊對(duì)象相關(guān)。單擊地址域旁邊的“選擇按鈕，打開(kāi)“地址屬性”對(duì)話框，如圖4.8所示。在過(guò)程變量的“地址屬性”對(duì)話框中，選擇數(shù)據(jù)列表框中過(guò)程變量對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)域。地址列表框和編輯框用于選擇詳細(xì)地址信息。單擊“確定”按鈕，關(guān)閉“地址屬性”對(duì)話框。單擊"確定"按鈕，關(guān)閉“變量屬性”對(duì)話框。 圖4.8 過(guò)程變量的屬性對(duì)話框 創(chuàng)建過(guò)程畫(huà)面1、建立過(guò)程畫(huà)面在組態(tài)期間，圖形系統(tǒng)用于創(chuàng)建在運(yùn)行系統(tǒng)中顯示過(guò)程的畫(huà)面。圖形編輯器

50、是圖形系統(tǒng)的組態(tài)軟件，用于創(chuàng)建過(guò)程畫(huà)面的編輯器。右擊WinCC資源管理器的圖形編輯器，從快捷菜單中選擇“新建畫(huà)面”菜單項(xiàng)，將創(chuàng)建一個(gè)名為NeuPdl0.pdl的畫(huà)面，并顯示在WinCC資源管理器的右邊窗口中。右擊此文件，從快捷菜單中選擇“重命名畫(huà)面”菜單項(xiàng)，在隨后打開(kāi)的對(duì)話框中輸入恒壓供水.pdl。重復(fù)上述步驟創(chuàng)建四個(gè)畫(huà)面，分別命名為實(shí)時(shí)報(bào)警、實(shí)時(shí)報(bào)表、實(shí)時(shí)曲線、內(nèi)部參數(shù)。雙擊畫(huà)面名稱恒壓供水.pdl，打開(kāi)圖形編輯器編輯畫(huà)面。2、編輯畫(huà)面首先把圖4.9導(dǎo)入到WinCC圖形界面編輯器中的恒壓供水.pdl中。圖4.9 恒壓供水工藝流程在水箱上覆蓋一個(gè)棒圖，具體操作：打開(kāi)圖形編輯器右方的對(duì)象選項(xiàng)板，

51、從中選擇智能對(duì)象并打開(kāi)，選著棒圖并雙擊，改變棒圖大小，并修改其組態(tài)對(duì)話框，在變量中選擇sw，更新中選著有變化時(shí)，如圖4.10所示，點(diǎn)擊確定。在其屬性對(duì)話框里選擇對(duì)象的顏色等進(jìn)行更改，如圖4.11所示。添加一個(gè)“輸入/輸出域”對(duì)象：將在畫(huà)面蓄水池的上部增加另一個(gè)對(duì)象“輸人/輸出域”，此對(duì)象不但可以顯示變量值，還可以改變變量的值。在對(duì)象選項(xiàng)板上，選擇“智能對(duì)象”“輸入/輸出域”。將“輸入/輸出域”放置在繪圖區(qū)中，并拖動(dòng)到要求的大小后釋放，出現(xiàn)I/O域組態(tài)對(duì)話框，如圖4.12所示。單擊圖標(biāo)，打開(kāi)變量選擇時(shí)話框，選擇變量sw。單擊更新周期組合框右邊的箭頭。選擇“有變化時(shí)”作為更新周期。單擊“確定”按鈕

52、。退出對(duì)話框。在恒壓供水中一共要建立6個(gè)輸入/輸出域，但是根據(jù)要求分別要設(shè)定不同的屬性，例如小數(shù)位，只能輸出或只能輸入。如圖4.13所示。圖4.10 棒圖組態(tài) 圖4.11 棒圖的對(duì)象屬性圖4.12 I/O域組態(tài)圖4.13 輸入/輸出域?qū)傩?4.2.3 指定WinCC運(yùn)行系統(tǒng)的屬性單擊WinCC項(xiàng)目管理器瀏覽窗口上的電腦圖標(biāo)。在右邊窗口中，右擊以計(jì)算機(jī)服務(wù)器。從快捷菜單中選擇“屬性”菜單項(xiàng)，打開(kāi)“計(jì)算機(jī)屬性”對(duì)話框，選擇“圖形運(yùn)行系統(tǒng)”選項(xiàng)卡，設(shè)置項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)的外觀15。如圖4.14所示。單擊窗口右邊的“瀏覽”按鈕，選擇恒壓供水.pdl作為系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的啟動(dòng)畫(huà)面。選著“標(biāo)題”、“最大化”和“最小化”

53、作為窗口的屬性。單擊“確定”按鈕，關(guān)閉對(duì)話框。圖4.14 設(shè)置工程運(yùn)行時(shí)的屬性4.3 過(guò)程值歸檔 過(guò)程值歸檔簡(jiǎn)介過(guò)程值歸檔的目的是采集、處理和歸檔工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程數(shù)據(jù)。以這種方法獲得水位過(guò)程數(shù)據(jù)可用于獲取與設(shè)備的操作狀態(tài)有關(guān)的管理和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在運(yùn)行系統(tǒng)中，采集并處理將被歸檔的過(guò)程值，然后將其存儲(chǔ)在歸檔數(shù)據(jù)庫(kù)中。在運(yùn)行系統(tǒng)中，可以以表格或趨勢(shì)的形式輸出當(dāng)前過(guò)程值或已歸檔過(guò)程值，也可將所歸檔的過(guò)程值作為記錄打印輸出。WinCC使用“變量記錄”組件來(lái)組態(tài)過(guò)程值的歸檔，可選擇組態(tài)過(guò)程值歸檔和壓縮歸檔，定義采集和歸檔周期，并選擇想要?dú)w檔的過(guò)程值。在圖形編輯器中，WinCC提供了WinCC Online T

54、able Control和WinCC Online Trend Control這兩個(gè)ActiveX控件，以便能在運(yùn)行系統(tǒng)中以不同的方式顯示過(guò)程數(shù)據(jù)10。1、啟動(dòng)和停止事件可用事件來(lái)啟動(dòng)和停止過(guò)程值歸檔。觸發(fā)事件的條件可鏈接到變量和腳本。在WinCC中，下列事件之間有所區(qū)別。 (1) 二進(jìn)制事件響應(yīng)布爾型過(guò)程變量的改變。例如，當(dāng)打開(kāi)電機(jī)時(shí)才啟動(dòng)電機(jī)速度的過(guò)程值歸檔。 (2) 限制值事件對(duì)低于或高于限制的數(shù)值或達(dá)到限制值做出反應(yīng)。限制值改變可以是絕對(duì)的，也可以是相對(duì)的。例如，可以再溫度波動(dòng)大于2%的情況下觸發(fā)歸檔。 (3) 時(shí)間控制的歸檔以某一個(gè)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔控制的歸檔。2、歸檔變量的采集類(lèi)型

55、在一個(gè)歸檔中，可以定義要?dú)w檔變量的不同采集類(lèi)型。 (1) 非周期變量的采集周期不固定，可定義一個(gè)返回值為布爾類(lèi)型的函數(shù)，當(dāng)它的返回值變化時(shí)進(jìn)行采集；也可是一個(gè)布爾（二進(jìn)制）的變量，當(dāng)它的值變化時(shí)進(jìn)行采集。 (2) 連續(xù)周期啟動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)，開(kāi)始周期的過(guò)程值歸檔。過(guò)程值以恒定的時(shí)間周期采集，并存儲(chǔ)在歸檔數(shù)據(jù)庫(kù)中。終止運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)，周期性的過(guò)程值歸檔結(jié)束。 (3) 可選擇周期發(fā)生啟動(dòng)事件時(shí)，在運(yùn)行系統(tǒng)中開(kāi)始周期地選擇過(guò)程值歸檔。啟動(dòng)后，過(guò)程值以恒定時(shí)間周期采集，并存儲(chǔ)在歸檔數(shù)據(jù)庫(kù)中。停止事件發(fā)生或運(yùn)行系統(tǒng)終止時(shí)，周期性的過(guò)程值歸檔結(jié)束。停止時(shí)間發(fā)生時(shí)，最近采集的過(guò)程值也被歸檔。 (4) 一旦改變?nèi)绻^(guò)程變量有變化就進(jìn)行采集，歸檔與否由所設(shè)定的時(shí)間周期決定。3、進(jìn)行歸檔的數(shù)據(jù)對(duì)一個(gè)過(guò)程變量進(jìn)行歸檔，并不一定是實(shí)際值進(jìn)行歸檔。由于采集周期和歸檔周期可以不同，且歸檔周期是采集周期的整數(shù)倍，因此數(shù)個(gè)過(guò)程值才產(chǎn)生一個(gè)歸檔值?？梢詫?duì)這數(shù)個(gè)過(guò)程值進(jìn)行某種運(yùn)算后再進(jìn)行歸檔?？蛇x擇的運(yùn)算有求和、最大值、最小值和平均值，還可以選擇自定義函數(shù)16。4、組態(tài)歸檔在歸檔的組態(tài)中，可選擇兩種類(lèi)型的歸檔。 (