工業(yè)網(wǎng)絡(luò)在封口機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)在封口機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用專用周實(shí)訓(xùn)報(bào)告 姓名： *學(xué)號(hào)：* 班級(jí)：12級(jí)電氣自動(dòng)化3班 目錄專用周實(shí)訓(xùn)報(bào)告第一部分:設(shè)計(jì)方案實(shí)訓(xùn)目的實(shí)訓(xùn)要求具體方案元件清單第二部分：控制方案.第三部分：程序. S7_200程序.S7_300程序.專用周技術(shù)報(bào)告.摘要WinCCS7_300PLC.S7_200PLC.封口機(jī)項(xiàng)目專用周總結(jié)專用周實(shí)訓(xùn)報(bào)告第一部分： 設(shè)計(jì)方案實(shí)訓(xùn)目的：1） 熟悉并掌握WinCC的基本使用方法。2） 熟悉并掌握WinCC與S7-300軟件的通訊方法及使用。3） 熟悉并掌握MPI及PRDFIBUS功能及使用方法。4） 了解工業(yè)以太網(wǎng)。5） 熟悉項(xiàng)目使用的各個(gè)硬件的功能。實(shí)訓(xùn)要求：

2、1） 在三周內(nèi)熟悉并掌握WinCC的使用。2） 實(shí)現(xiàn)WinCC與S7-300軟件之間的連接并使用。3） 掌握工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的連接方法及使用。4） 實(shí)現(xiàn)封口機(jī)的控制控制要求：（1） 整個(gè)系統(tǒng)的啟停、故障報(bào)警等功能可以通過(guò)S7-300PLC的基本邏輯指令來(lái)完成；（2） 封口計(jì)數(shù)可以用S7-300PLC利用計(jì)數(shù)器指令來(lái)實(shí)現(xiàn)；（3） 封口速度與溫度設(shè)定之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以通過(guò)S7-300PLC的比較指令來(lái)實(shí)現(xiàn)；（4） 熱電偶信號(hào)從EM231直接采集進(jìn)入S7-200PLC；（5） 將EM231采集到的信號(hào)送到S7-200PLC的數(shù)據(jù)交換區(qū)，通過(guò)MPI或PROFIBUS工業(yè)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送到S7-300PLC進(jìn)行P

3、ID運(yùn)算；（6） 在S7-300PLC中完成PID運(yùn)算后，再將運(yùn)算的結(jié)果送到S7-300的數(shù)據(jù)交換區(qū)，通過(guò)MPI或PROFIBUS工業(yè)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送到S7-200PLC進(jìn)行輸出控制。5） 完成監(jiān)控畫面的組建 畫面要求：（1） 將所有的功能全部集成在一個(gè)畫面上；（2） 在畫面中應(yīng)該包括系統(tǒng)的啟?？刂?、故障報(bào)警、溫度設(shè)定及顯示、封口數(shù)量顯示、封口機(jī)速度顯示等功能；（3） 將控制界面只與S7-300PLC的數(shù)據(jù)進(jìn)行連接。具體方案：1） 系統(tǒng)框圖： 2） 硬件部分：西門子S7-300 CPU313-2DP西門子S7-200 CPU224XP CN DC/DC/DC 模擬量輸出模塊 EM231 CN A1

4、4XTC EM277 PROFIBUS-DP封口機(jī) SF-150 220V/50-60HZ計(jì)算機(jī) LENOVO3) 軟件部分：300編程軟件 SIMATIC manager200編程軟件 V4.0 STEP7 microwin SP6Wincc編程軟件 windows control cencer 6.0元件清單：元件清單元件名稱型號(hào)數(shù)量電源開(kāi)關(guān)DZ47-60633S7-300CPU313-2DP1DI16/DO16XDC24V1SM334模塊AI4/A02X8BIT1S7-200CPU224XP CN DC/DC/DC1EM231模塊EM231 CN A14XTC1EM277模塊EM277

5、PROFIBUS-DP1按鈕4中間繼電器JZX-22F(D)/4Z5封口機(jī)SF-150 220V/50-60HZ1整流模塊DQZ-220D15F1直流穩(wěn)壓電源HS-120-241PcLENOVO1第二部分 控制方案1） 以S7-300PLC編程，由S7-200PLC控制封口機(jī)。2） 實(shí)現(xiàn)兩地控制，分別在按鈕和WinCC畫面上實(shí)現(xiàn)啟停。3） 故障報(bào)警在WinCC畫面顯示并當(dāng)出現(xiàn)故障立即停止加熱。4） 溫度的設(shè)定及顯示在WinCC畫面控制。5） 封口數(shù)量及封口機(jī)速度在WinCC畫面顯示。6） 在S7-300PLC中用PID調(diào)節(jié)封口機(jī)加熱。第三部分 程序?qū)Ｓ弥芗夹g(shù)報(bào)告摘要：在控制系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的

6、采集、傳送、顯示。采集由S7-200實(shí)現(xiàn)，傳送由通訊實(shí)現(xiàn)，顯示由WinCC實(shí)現(xiàn)。信號(hào)包括傳感器信號(hào)、故障報(bào)警信號(hào)、控制按鈕信號(hào)等。此次主要學(xué)習(xí)WinCC的使用及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的通訊連接和使用，包括安裝、了解功能、創(chuàng)建項(xiàng)目、組態(tài)、創(chuàng)建過(guò)程畫面、改變畫面對(duì)象屬性、變量管理器的使用、圖形編輯器的使用和在庫(kù)中尋找所需元件等。在這個(gè)項(xiàng)目中我們主要用到的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的通訊方式為PROFIBUS-DP，連接的是S7-300與S7-200，還有WinCC與S7-300的變量鏈接。關(guān)鍵詞：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、兩地控制、報(bào)警、計(jì)數(shù)一、WinCC1、1 簡(jiǎn)單介紹 西門子視窗控制中心SIMATIC WinCC(Windows Contr

7、ol Center)是HMI/SCADA軟件中的后起之秀，1996年進(jìn)入世界工控組態(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)間發(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。1）WinCC的特點(diǎn)： 功能強(qiáng)大可以完成所有的SCADA功能 標(biāo)準(zhǔn)接口提供OLE、DDE、ActiveX、OPC等接口，可以方便 的與其它程序交換數(shù)據(jù) 腳本語(yǔ)言支持標(biāo)準(zhǔn)的ANSI-C和Visual Basic腳本程序 使用簡(jiǎn)便具有向?qū)С绦颍纱蟠蠛?jiǎn)化組態(tài)工作 2）產(chǎn)品分類： Power Tags是指系統(tǒng)可以使用的外部變量數(shù) Power Ta

8、gs升級(jí)是指增加外部變量數(shù) Archive Tags升級(jí)是指增加歸檔變量數(shù) 3）主要功能：（1）、對(duì)象圖形編輯器： 標(biāo)準(zhǔn)工具：很多分層、選項(xiàng)板、調(diào)整定位 用于簡(jiǎn)化啟動(dòng)的向?qū)?ActiveX支持OLE控制和元件 用戶化的對(duì)象開(kāi)發(fā)環(huán)境 （2）、報(bào)警存檔和信息編輯器： BOOL量、模擬量和時(shí)間報(bào)警 內(nèi)建存檔和報(bào)表（3）、變量存檔編輯器： 用戶化的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力 實(shí)時(shí)和歷史曲線與數(shù)表 （4）、與控制系統(tǒng)的連接： SIEMENS S7，S5 支持第三方設(shè)備：AB、Modicon,GE,Modbus,DDE和OPC接口 （5）、變量標(biāo)簽管理器： 可用所有的數(shù)據(jù)類型、可引入和輸出變量標(biāo)簽表（6）、用戶管理員（

9、安全性） 允許生成用戶和用戶組，類似NT的用戶管理員。所有的編輯器都可以為運(yùn)行進(jìn)行安全性設(shè)置 （7）、SQL和ODBC SQL Anywhere 5.0數(shù)據(jù)庫(kù) 通過(guò)ODBC和SQL接口訪問(wèn)過(guò)程數(shù)據(jù) （8）、多語(yǔ)言支持： 允許在線進(jìn)行各種標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言的切換 輸出工具允許項(xiàng)目支持其它語(yǔ)言1、2 組態(tài)及變量1）知識(shí)要點(diǎn)：WINCC變量管理器WINCC變量的數(shù)據(jù)類型WINCC創(chuàng)建和編輯變量2）變量的功能類型分為：外部變量 內(nèi)部變量 系統(tǒng)變量 腳本變量3）變量管理器的結(jié)構(gòu)： 瀏覽窗口數(shù)據(jù)窗口工具提示 菜單欄查找4）WINCC變量的數(shù)據(jù)類型數(shù)值型變量： 二進(jìn)制變量、有符號(hào)8位數(shù) 無(wú)符號(hào)8位數(shù)、有符號(hào)16位數(shù)

10、無(wú)符號(hào)16位數(shù)、有符號(hào)32位數(shù) 無(wú)符號(hào)32位數(shù)、32位浮點(diǎn)數(shù) 64位浮點(diǎn)數(shù)5）WINCC創(chuàng)建和編輯變量創(chuàng)建內(nèi)部變量：打開(kāi)“內(nèi)部變量”目錄，點(diǎn)擊右鍵，并選擇“新建變量”，打開(kāi)如圖的“變量屬性”對(duì)話框進(jìn)行設(shè)置。1、3 創(chuàng)建畫面及對(duì)庫(kù)的使用 1）創(chuàng)建畫面打開(kāi)圖形編輯器，單擊右鍵選擇新建畫面，可以更改畫面名稱，然后打開(kāi)畫面，如圖所示：使用控件和圖庫(kù) 在WinCC中提供了豐富的圖庫(kù)元件供使用，用戶也可以添加自己的圖庫(kù)對(duì)象，步驟如下：（1）單擊圖形編輯器工具欄上的圖標(biāo) （2）找到希望添加的圖形后，選中此對(duì)象并將其拖動(dòng)到畫面上。二、S7-300PLC2、1 簡(jiǎn)單介紹S7-300是模塊化的中小型PLC，適用于

11、中等性能的控制要求。品種繁多的CPU模塊、信號(hào)模塊和功能模塊能滿足各種領(lǐng)域的自動(dòng)控制任務(wù)，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的具體情況選擇合適的模塊，維修時(shí)更換模塊也很方便。 組成部件 中央處理單元（CPU）、電源模塊（PS）、信號(hào)模塊(SM)、功能模塊(FM)、通信處理器(CP)、接口(IM)2、2 用到的基本指令 用到的基本指令：基本邏輯指令、轉(zhuǎn)換指令、計(jì)數(shù)器、傳送指令、比較指令2、3 通訊技術(shù)1）MPI通訊簡(jiǎn)介 MPI（Multi Point Interface）是多點(diǎn)接口的簡(jiǎn)稱，是當(dāng)通信速率要求不高，通信數(shù)據(jù)量不大時(shí)可以采用的一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的通信方式。通過(guò)MPI，PLC可以同時(shí)與多個(gè)設(shè)備建立通信連接，這些

12、設(shè)備包括編程器PG或運(yùn)行STEP7的計(jì)算機(jī)PC，人機(jī)界面（HMI）等。2）PROFIBUS通訊簡(jiǎn)介 作為眾多現(xiàn)場(chǎng)總線家族的成員之一，PROFIBUS是在歐洲工業(yè)界得到最廣泛應(yīng)用的一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，也是目前國(guó)際上通用的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)之一，PROFIBUS是屬于單元級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)SIMITAC網(wǎng)絡(luò)，適用于傳送中、小量的數(shù)據(jù)。2、4 與WinCC的鏈接 步驟：先打開(kāi)WinCC,選擇內(nèi)部變量，單擊右鍵添加新的驅(qū)動(dòng)程序，再在計(jì)算機(jī)中找到STEP7的驅(qū)動(dòng)程序，然后在MPI中添加，最后結(jié)果如下：三、S7-200PLC3、1 簡(jiǎn)單介紹S7-200系列PLC是超小型化的PLC它適用于各種行業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)

13、控等。S7-200PLC的強(qiáng)大功能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行或組成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。S7-200PLC有4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU，供用戶選擇使用。1）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū) 輸入映像寄存器（I）、輸出映像寄存器（Q）、內(nèi)部標(biāo)志位存儲(chǔ)器（M）、特殊標(biāo)志位存儲(chǔ)器（SM）、順序控制存儲(chǔ)器（S）、變量存儲(chǔ)器（V）、局部變量存儲(chǔ)器（L）、模擬量輸入映像寄存器（AI）、模擬量輸出映像寄存器（AQ）等2）元件 定時(shí)器（T）、計(jì)數(shù)器（C）、累加器（AC）、高速計(jì)數(shù)器（HC）等3、2 用到的指令及功能1)用到的指令：SM0.0 MOVE_W DIV_I MUL 2)用到的功能：常開(kāi)常閉，比較功能，傳送功能，邏輯運(yùn)算功

14、能等3、3 與封口機(jī)的鏈接及與S7-300PLC的鏈接 1）兩種鏈接方法：MPI、PROFIBUS_DP，其中PROFIBUS-DP就是可以通過(guò)組態(tài)鏈接，就是把EM277掛在S7-300PLC的硬件組態(tài)網(wǎng)絡(luò)上。四、封口機(jī)項(xiàng)目4、1 S7-300PLC的硬件組態(tài)1）網(wǎng)絡(luò)連接 步驟：先組建硬件，再選中DP，單擊右鍵選擇其屬性，建PROFIBUS-DP主站系統(tǒng)，然后再掛上從站的EM277模塊，如圖所示：4、3 S7-300與S7-200之間的通訊 此項(xiàng)目中我們主要采用的是DP通信，以S7-300PLC為主站，S7-200PLC為從站，通過(guò)硬件組態(tài)把EM277模塊掛在DP網(wǎng)上，速率為1.5Mbps，結(jié)

15、果如下： 4、4 S7-300塊的組成 首先，塊中必須要建一個(gè)OB35，因?yàn)镻ID必須放在OB35中才能正常使用，在OB35中的PID做好后，會(huì)自動(dòng)生成其他塊，然后要在OB1里編主要程序，包括讓封口機(jī)運(yùn)行的程序，以及控溫程序等，大致情況如下：所有程序編好后，再統(tǒng)一下載。4、 5 創(chuàng)建WinCC并與S7-300進(jìn)行鏈接 步驟：第一步：打開(kāi)WinCC，選擇內(nèi)部變量單擊右鍵，添加新的驅(qū)動(dòng)程序，選擇SIMATIC S7 Protocol Suite，再擊確定。第二步：選擇MPI，再右鍵選擇新驅(qū)動(dòng)程序連接，形成New Connection，再點(diǎn)擊屬性，最后確定。第三步：在連接后的New Connecti

16、on中新建所需變量，如二進(jìn)制變量等。結(jié)4、6 畫面的創(chuàng)建及鏈接步驟：第一步：在庫(kù)中找出所需元件，并標(biāo)注名稱；第二步：其中我們做了畫中畫，就在新建一個(gè)畫面A，建的是溫度的趨勢(shì)圖，還要做很多鏈接，圖B可見(jiàn)，如下：A（1）A（2）B（1）B（2）第三步：畫面中的元件與變量的鏈接，最簡(jiǎn)單，最基礎(chǔ)，單擊右鍵，選擇對(duì)象屬性，然后在選擇相應(yīng)變量進(jìn)行鏈接就可以了，如下所示：第四步：檢查各項(xiàng)功能，如兩地控制，PID功能，畫面切換，故障報(bào)警等4、7 實(shí)現(xiàn)功能 運(yùn)行結(jié)果如下： 當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，電機(jī)圖形呈綠色，表示封口機(jī)在運(yùn)行，報(bào)警指示燈顯綠色，表示一切正常，趨勢(shì)圖顯示封口機(jī)在線溫度變化，四個(gè)輸入輸出域分別顯示設(shè)定溫度、實(shí)際溫度、轉(zhuǎn)速和計(jì)數(shù)。五、總結(jié)我們的實(shí)訓(xùn)是三人一組，在這三周里，都是與組員一起完成此次任務(wù)，讓我們學(xué)到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，在一個(gè)項(xiàng)目中每個(gè)人分工很重要，每個(gè)人完成自己的任務(wù)，看似不容易的任務(wù)在三個(gè)人的手里就奇跡般的實(shí)現(xiàn)了。在這三周的學(xué)習(xí)中，我學(xué)會(huì)了WinCC的基本使用，WinCC與S7-300PLC的通訊，S7-300與S7-300的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊及S7-300與S7-200的通訊等。第一周，學(xué)習(xí)了WinCC的基本使用方法及與S7-300的通訊。剛開(kāi)始的時(shí)候，不會(huì)建變量，不會(huì)建畫面，不知道如何將變量與畫面中的元件聯(lián)系起來(lái)。一周的學(xué)習(xí)后，基本的