WinCC過(guò)程控制監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、哈爾濱華德學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙第章 緒論1.1 設(shè)計(jì)要求1.1.1 設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)指標(biāo)題目：基于wincc軟件的過(guò)程控制監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)指標(biāo)：1）下位機(jī)設(shè)備（s7-200）2）上位機(jī)組態(tài)軟件（趨勢(shì)圖、報(bào)警界面、參數(shù)設(shè)定）1.1.2 設(shè)計(jì)功能1. 利用西門(mén)子s7-200可編程控制器實(shí)現(xiàn)液位pid控制系統(tǒng),通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，改變水箱的進(jìn)水流量，從而使水箱內(nèi)的液位維持于恒定值。2. 在上位機(jī)編制工藝畫(huà)面，能夠顯示系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)、通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理,以動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)警處理、流程控制、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線和報(bào)表輸出等多種方式,向用戶提供檢驗(yàn)液位plc控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行情況，顯示sp（設(shè)定值）、p

2、v（液位高度檢測(cè)值）、op（閥開(kāi)度）、p（比例）、i（積分時(shí)間）、d（微分時(shí)間），并且在畫(huà)面上能夠?qū)崿F(xiàn)手自動(dòng)切換、歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表、報(bào)警信息、歷史曲線等功能。第章 下位機(jī)設(shè)計(jì)2.1 plc選型1、cpu 選擇的型號(hào)是西門(mén)子的cpu-226，它是200系列中一款高檔次的cpu，其主要應(yīng)用于具有較高要求的控制系統(tǒng)中。和其它型號(hào)的cpu相比，其具有更多的i/o點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和更強(qiáng)的內(nèi)部集成的特殊功能。主要特性如下： 可攜帶7個(gè)模塊 集成24個(gè)輸入、16個(gè)輸入共40個(gè)數(shù)字量i/o點(diǎn)，最大可擴(kuò)展至248路數(shù)字量i/o點(diǎn)或35路模擬量i/o點(diǎn) 13k字節(jié)的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間 6個(gè)

3、獨(dú)立的30khz的高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20khz高速脈沖輸出，并具有pid控制器 2個(gè)rs485通訊/編程接口，具有ppi通信協(xié)議、mpi通訊協(xié)議和自由方式通訊能力 i/o端子排可很容易的整體拆卸2、模擬輸入模塊采用em 231，其輸入信號(hào)是420ma信號(hào)，本實(shí)驗(yàn)即要求輸入量為該數(shù)，滿足要求，因此選用該型號(hào)。3、模擬量輸出模塊采用em232。2.2 系統(tǒng)框圖及下位機(jī)硬件連接系統(tǒng)框圖如2-2-1所示：圖2-2-1系統(tǒng)框圖下位機(jī)硬件連接如2-2-2所示：圖2-2-2下位機(jī)硬件連接圖第3章 wincc組態(tài)設(shè)計(jì)3.1 變量設(shè)計(jì)變量名稱地址數(shù)據(jù)類(lèi)型存取pvw0intrwivw1intrwdvw2int

4、rw當(dāng)前值vw5intrw給定值vw6intr1、打開(kāi)pc access sp2軟件，建立plc連接。2、設(shè)計(jì)所需變量，并連接plc進(jìn)行通訊測(cè)試。opc建立變量如圖3-1所示：圖3-1opc變量表3.2 opc與wincc的連接1、測(cè)試成功后，打開(kāi)wincc軟件，在wincc中添加opc驅(qū)動(dòng)，對(duì)變量管理右鍵，選擇“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”，在驅(qū)動(dòng)程序選中對(duì)話框中選擇opc.chn。2、對(duì)opc驅(qū)動(dòng)程序右鍵，選擇“系統(tǒng)參數(shù)”，在opc條目管理中器的中，選擇“s7-200.opcsever”；點(diǎn)擊“下一步”，就可以在以下目錄中看到在pc access中的項(xiàng)目變量。選中條目，單擊“添加條目”，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)提

5、示建立一個(gè)連接，點(diǎn)擊“是”。輸入新的連接名稱，點(diǎn)擊“確定”，在添加變量窗口中，點(diǎn)擊“完成”，此時(shí)可以在opc驅(qū)動(dòng)器的目錄下看到導(dǎo)入的條目。wincc變量如圖3-1所示：圖3-1變量圖3.3 組態(tài)畫(huà)面設(shè)計(jì)1、在wincc資源管理器中，選中“圖形編輯器”，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中，選擇“新建畫(huà)面”項(xiàng)。窗口右側(cè)增加了一個(gè)文件“newpdl0.pdl”。 2、點(diǎn)擊工具欄上的圖標(biāo)，彈出如圖所示圖庫(kù)窗口。3、在窗口中，選中需要的圖形，單擊鼠標(biāo)左鍵不放，將其拖到畫(huà)面組態(tài)窗口中。用同樣的方法添加管道、水箱、閥及傳感器等。4、選中組態(tài)對(duì)話框中輸入輸出域，在彈出的組態(tài)對(duì)話框中，進(jìn)行變量的關(guān)聯(lián)即可。5、其他變量

6、的關(guān)聯(lián)依次類(lèi)推即可，完成變量關(guān)聯(lián)以后，整個(gè)界面組態(tài)及系統(tǒng)監(jiān)控就完成了。6、點(diǎn)擊右側(cè)工具欄的“控件”，插入趨勢(shì)圖，并將趨勢(shì)圖與監(jiān)控變量“當(dāng)前值”。7、建立切換到各個(gè)畫(huà)面的按鈕，實(shí)現(xiàn)畫(huà)面間的轉(zhuǎn)換。啟動(dòng)畫(huà)面如3-2-1所示：圖3-2-1啟動(dòng)界面液位控制組態(tài)畫(huà)面如3-2-2所示：圖3-2-2液位控制組態(tài)界面參數(shù)整定界面如3-2-3所示：圖3-2-3參數(shù)整定界面趨勢(shì)圖如3-2-4所示：圖3-2-4趨勢(shì)圖報(bào)警界面如圖3-2-5所示：圖3-2-5報(bào)警界面結(jié)論在工業(yè)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)中采用wincc監(jiān)控組態(tài)軟件，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置監(jiān)控對(duì)象，通過(guò)監(jiān)控界面直觀動(dòng)態(tài)顯示，控制過(guò)程清晰明確，準(zhǔn)確把握系統(tǒng)當(dāng)前的各種運(yùn)行狀況，可

7、以簡(jiǎn)化操作，大大提高系統(tǒng)監(jiān)控能力。工業(yè)控制組態(tài)軟件是可以從可編程控制器、各種數(shù)據(jù)采集卡等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，發(fā)出控制命令并監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行是否正常的一種軟件包，組態(tài)軟件能充分利用windows強(qiáng)大的圖形編輯功能，以動(dòng)畫(huà)方式顯示監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫(huà)面和實(shí)現(xiàn)控制功能，并可以生成報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)等，為工業(yè)監(jiān)控軟件開(kāi)發(fā)提供了便利的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，從整體上提高了工控軟件的質(zhì)量。其設(shè)計(jì)思想應(yīng)遵循以下原則:功能完備、方便直觀、降低成本。我們實(shí)驗(yàn)室的plc控制網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控組態(tài)軟件采用了wincc，其原因之一是因?yàn)閣incc是目前所有組態(tài)軟件中功能比較強(qiáng)大的一種，二是考慮到下位機(jī)選用的是s7-200p

8、lc及其編程工具step7，與wincc同為德國(guó)siemens公司的產(chǎn)品，wincc本身提供s7-200plc的驅(qū)動(dòng)軟件，因此使plc與上位計(jì)算機(jī)的聯(lián)接可以變得非常容易。心得體會(huì)經(jīng)過(guò)兩周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在這次設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有

9、什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。致謝 在此要感謝我們的指導(dǎo)老師王老師對(duì)我們悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我們的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索