西門子現(xiàn)場(chǎng)總線在電廠輸煤控制系統(tǒng)的應(yīng)用.doc

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摘 要 PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是隨著數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展而產(chǎn)生的,它是世界上第一個(gè)開放式現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，其應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋了從機(jī)械加工、過程控制、電力、交通到樓宇自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域。 PROFIBUS-DP是一種經(jīng)過優(yōu)化的模塊，有比較高的數(shù)據(jù)傳輸率，適用于系統(tǒng)和外部設(shè)備之間的通信，遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)尤為適合。它允許高速度周期性的小批量數(shù)據(jù)通信，適用于對(duì)時(shí)間要求比較高的自動(dòng)化場(chǎng)合。 本設(shè)計(jì)是應(yīng)用西門子現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)電廠輸煤系統(tǒng)的改造， 電廠輸煤系統(tǒng)是火電廠電力生產(chǎn)的重要生產(chǎn)過程?；鹆Πl(fā)電廠輸煤系統(tǒng)的工藝設(shè)備布置具有高度分散性，鍋爐的單爐單磨燃煤的計(jì)量準(zhǔn)確問題一直是影響電廠發(fā)電成本正平衡統(tǒng)計(jì)的頑癥，更是燃煤發(fā)熱量和鍋爐燃燒效率統(tǒng)計(jì)計(jì)算尚無法解決的棘手問題。而現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)對(duì)于高度分散性、電磁干擾大的設(shè)備有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因而輸煤系統(tǒng)可以采用將DCS 遠(yuǎn)程I/0 總線模式與智能通訊模塊總線模式相結(jié)合的控制方式，技術(shù)先進(jìn)，提高了輸煤系統(tǒng)控制水平。本設(shè)計(jì)分兩步對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行改造，先期進(jìn)行輸煤控制系統(tǒng)的改造，而后進(jìn)行輸煤和入爐煤軟測(cè)量的改造．以期最終達(dá)到單爐瞬時(shí)燃料計(jì)量及動(dòng)態(tài)生產(chǎn)成本核算的目的。 關(guān)鍵詞 輸煤系統(tǒng)，PCS，PROFIBUS-DP ABSTRACT PROFIBUS field bus technology is with the development of the digital signal system, it is the worlds first open field bus standard, its application field covers from mechanical processing, process control, electric power, traffic to building automation fields. PROFIBUS-DP is an optimized module, have higher data transfer rate, applied to the communication between system and external equipment, especially suitable for the remote I/O system. It allows high speed periodic small batch data communication, suitable for high automation demands on time. This design is the application of Siemens field bus in power plant coal conveying system, power plant coal conveying system is the important process of the electric power production in power plants. Thermal power plant coal conveying system of process equipment layout is highly decentralized, single furnace boiler problem of accurate measurement of single grinding of coal has been affect the cost of power generation is equilibrium statistical problems, especially coal calorific value and statistical calculation of boiler combustion efficiency is still unable to solve intractable problems. And field bus technology for highly decentralized, electromagnetic interference, big equipment has its unique advantages, thus conveying system can be used with the DCS remote I / 0 bus mode of intelligent communication module bus pattern with the combination of control mode, advanced technology, improve the level of the coal conveying control system. This design for the project in two steps, first coal conveying control system renovation, and then the soft measurement of the coal and coal into the furnace. In order to ultimately achieve instantaneous single furnace fuel metering and dynamic production cost accounting purpose. Keywords Coal handling system,PCS,Profibus-DP 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 緒論 2 2 輸煤段工藝及控制要求 3 2.1輸煤系統(tǒng)的組成 3 2.2輸煤段工藝簡(jiǎn)介 3 2.3輸煤控制方案 4 2.3.1輸煤系統(tǒng)的特點(diǎn) 4 2.3.2控制方案描述 5 3 Profibus-DP協(xié)議 6 3.1 Profibus-DP的基本功能 6 3.2 Profibus-DP的通信原理 8 3.3 電子設(shè)備數(shù)據(jù)文件(GSD) 8 3.4 Profibus-DP的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 9 4 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 10 4.1 SIMATIC PCS 7系統(tǒng)概述 10 4.2 SIMASTIC PCS 7結(jié)構(gòu)圖 10 5 系統(tǒng)硬件及功能配置 12 5.1系統(tǒng)硬件 12 5.1.1 模塊的選擇 13 5.1.2 程序設(shè)計(jì) 13 5.2硬件組態(tài) 14 5.2.1 通訊設(shè)置 16 5.3 S7-300與S7-200的EM277之間的Profibus-DP通訊 18 6 上位機(jī)監(jiān)控軟件的研究與設(shè)計(jì) 25 6.1 WINCC組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn) 25 6.2 利用組態(tài)軟件WinCC設(shè)計(jì)系統(tǒng)監(jiān)控界面 25 結(jié) 論 36 參考文獻(xiàn) 37 致 謝 38 1 緒論 在電廠輸煤系統(tǒng)中，輸煤的特點(diǎn)是工藝線路很長(zhǎng)、設(shè)備數(shù)量多、系統(tǒng)跨度大而且布置分散、設(shè)備多采用強(qiáng)電控制、燃料敞露運(yùn)輸、電纜用的數(shù)量較大、運(yùn)行的環(huán)境惡劣、電磁對(duì)設(shè)備干擾大、設(shè)備間工藝聯(lián)鎖關(guān)系比較復(fù)雜。隨著總線技術(shù)的發(fā)展，遵循現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議DCS 順序控制的系統(tǒng)顯示出越來越大的優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用，可分為兩類，一種是DCS 遠(yuǎn)程 I/O 通訊采用現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議技術(shù)的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)工程已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)；第二種是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中植入具有控制器功能的控制模塊，并且以符合某種現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的通訊方式與DCS 相聯(lián)接的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。 在電廠輸煤系統(tǒng)中，輸煤系統(tǒng)的工藝設(shè)備的布置具高度分散性，而現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)對(duì)于電磁干擾大、高度分散性的設(shè)備有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此輸煤系統(tǒng)采用將DCS 遠(yuǎn)程I/0 總線模式與智能通訊模塊總線模式相結(jié)合的控制方式，技術(shù)比較先進(jìn)，進(jìn)一步提高了輸煤系統(tǒng)控制水平。 2 輸煤段工藝及控制要求 2.1輸煤系統(tǒng)的組成 各工藝段所包含的設(shè)備由輸煤皮帶機(jī)、葉輪給煤機(jī)、往復(fù)式給煤機(jī)、碎煤機(jī)，滾軸篩帶式除鐵器、圓盤除鐵器、精細(xì)除鐵器、犁煤器、切換擋板拉繩開關(guān)和跑偏開關(guān)等組成，其他如撕裂打滑、堵煤等保護(hù)開關(guān)均不進(jìn)本控制系統(tǒng)。輸煤工藝流程的主要特點(diǎn)是流程距離長(zhǎng)，分布點(diǎn)比較廣，設(shè)備的控制網(wǎng)路比較單．現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境粉塵很大，依據(jù)電力企業(yè)輸煤運(yùn)行規(guī)程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，輸煤系統(tǒng)控制必須設(shè)有就地控制、集中控制和程序控制三級(jí)控制制手段，同時(shí)輸煤系統(tǒng)啟停或緊急故障時(shí)必須遵循啟動(dòng)時(shí)按逆煤流順序逐一啟動(dòng)設(shè)備，停止給煤時(shí)按正煤流順序逐一停止設(shè)備的原則進(jìn)行控制操作，其工藝流程如圖2.1所示； 圖2.1 輸煤工藝流程圖 2.2輸煤段工藝簡(jiǎn)介 電廠的輸煤工藝系統(tǒng)先后由一二期工程構(gòu)成現(xiàn)在的輸煤系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)之間既獨(dú)立又有相互交叉的工藝連接．同時(shí)要為六臺(tái)發(fā)電機(jī)組供煤。雖然一二期僅涉及煤場(chǎng)至人爐煤斗之間的輸煤控制系統(tǒng)設(shè)備改造．但為了安全可靠地實(shí)現(xiàn)改造．又不影響所有機(jī)組的正常運(yùn)行，因此將該項(xiàng)目分兩步進(jìn)行。第一步先將輸煤控制系統(tǒng)改造，而后再將入爐煤計(jì)量部分改造。 下面介紹第一部分的內(nèi)容，其工藝流程如圖2.2所示 圖2.2 生產(chǎn)過程的工藝流程圖 從輸煤工藝聯(lián)鎖流程圖分析得知，在控制系統(tǒng)程序組態(tài)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照該流程進(jìn)行沒計(jì)及組態(tài)，以確保與設(shè)備和人身安全有關(guān)的控制程序的編程，亦須在遵循系統(tǒng)聯(lián)鎖的原則下靈活組臺(tái)。 2.3輸煤控制方案 2.3.1輸煤系統(tǒng)的特點(diǎn) 輸煤系統(tǒng)是由卸煤、上煤、貯煤和配煤系統(tǒng)組成的。卸煤系統(tǒng)是由汽車衡、翻車機(jī)或入廠煤采樣裝置等組成的，其設(shè)備控制方式是由制造的廠方設(shè)計(jì)并成套供貨。上煤系統(tǒng)由除塵器、碎煤機(jī)、除鐵器、帶式輸送機(jī)、三通擋板、葉輪給煤機(jī)、堵煤振打電機(jī)、振動(dòng)器、電子皮帶秤等組成，并且具有皮帶跑偏、煤流堵塞、打滑、縱向撕裂、事故拉繩開關(guān)和振打料流信號(hào)等保護(hù)設(shè)備，按上煤的流程實(shí)現(xiàn)預(yù)啟、啟動(dòng)、停機(jī)、聯(lián)鎖停機(jī)的功能；貯煤系統(tǒng)是由斗輪堆取料機(jī)、煤場(chǎng)等組成，系統(tǒng)通過以自身配套的系統(tǒng)控制，與輸煤程控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信息交換和聯(lián)鎖；配煤系統(tǒng)主要由犁式卸料器、煤倉(cāng)間配煤皮帶、筒倉(cāng)、煤倉(cāng)超聲波料位計(jì)等組成，配煤流程可實(shí)現(xiàn)順序配煤、能自動(dòng)跳過滿倉(cāng)、低料位優(yōu)先配煤、超高料位倉(cāng)、高料位倉(cāng)及檢修倉(cāng)功能。系統(tǒng)運(yùn)行要求是按順煤流方向是正常順序停機(jī)、按逆煤流方向是正常順序啟動(dòng)，而事故跳閘時(shí)是從設(shè)備故障點(diǎn)及其上游的設(shè)備瞬時(shí)停機(jī)，而且故障點(diǎn)下游設(shè)備保持原來的工作狀態(tài)不變。 2.3.2控制方案描述 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況和輸煤工藝控制的技術(shù)規(guī)范要求．輸煤系統(tǒng)的輸煤棧橋狹長(zhǎng)，在一側(cè)布置有電纜橋架，該橋架敷設(shè)6000V AC動(dòng)力電纜．還要敷設(shè)控制和通信電纜，因此，電纜周圍的共模和差模干擾信號(hào)必然要影響控制系統(tǒng)的通信質(zhì)量，甚至于使得控制系統(tǒng)不能正常工作。為此選用Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線來組成網(wǎng)絡(luò)。用光電交換機(jī)OLM來完成與主控制器之間的信號(hào)交換．因?yàn)椴捎昧斯饫w傳輸通信可將電磁場(chǎng)對(duì)通信沒備的干擾影響降至最低程度，真正達(dá)到阻斷干擾的目的。以主控制器S7-315-2DP作為主站，通過以太網(wǎng)變換機(jī)ESM連接到安裝有以太網(wǎng) C P-1613的工控機(jī)上。每臺(tái)HIM系統(tǒng)界面選用WIN CC V5.2版本。系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D2.3所示。 圖2.3 輸煤系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 3 Profibus-DP協(xié)議 3.1 Profibus-DP的基本功能 1　 功能 ◆DP主站和DP從站間的循環(huán)用戶數(shù)據(jù)傳送。 ◆各DP從站的動(dòng)態(tài)激活和撤銷。 ◆強(qiáng)大的診斷功能，三級(jí)診斷信息。 ◆輸入或輸出的同步。 ◆通過總線為DP從站賦予地址。 ◆通過總線對(duì)DP主站進(jìn)行配置。 ◆每個(gè)DP從站最大為246字節(jié)的輸入和輸出數(shù)據(jù)。 2　 傳輸技術(shù) ◆RS485雙絞線雙線電纜或光纜。 ◆波特率9.6kbps-12Mbps。 3　 總線存取 ◆各主站間令牌傳送，主站與從站間數(shù)據(jù)傳送。 ◆支持單主或多主系統(tǒng)。 ◆主一從設(shè)備，總線上最多站點(diǎn)數(shù)為126。 4　 設(shè)備類型 ◆一類DP主站（DPMI）：中央可編程控制器，如PLC,PC等。 ◆二類DP主站（DPM2）：可編程、可組態(tài)、可診斷的設(shè)備。 ◆DP從站：帶二進(jìn)制或模擬輸入輸出的驅(qū)動(dòng)器、閥門等。 DP主站的主要任務(wù)： ① 啟動(dòng)時(shí)初始化主站系統(tǒng)，通過讀取診斷數(shù)據(jù)檢查DP從站是否準(zhǔn)備就緒，檢查其它主站是否組態(tài)、配置了該從站，然后進(jìn)行從站配置； ② 檢查從站組態(tài)是否與主站組態(tài)一致，一致則開始循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸，否則，讀取診斷信息，并報(bào)告錯(cuò)誤信息； ③與DP從站進(jìn)行循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸； ④對(duì)DP從站的監(jiān)側(cè)： ⑤ 采集診斷信息： ⑥處理控制請(qǐng)求，包括輸入輸出同步控制，DP從站起?？刂频龋? ⑦ 讀取共享輸入輸出數(shù)據(jù)； ⑧當(dāng)DP主站停止或故障時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入安全狀態(tài)。 DP從站的主要任務(wù)有： ①接收來自主站的信息，包括組態(tài)參數(shù)、配置參數(shù)等； ② 提供過程數(shù)據(jù)； ③提供診斷數(shù)據(jù)； ④提供輸入輸出數(shù)據(jù)等。 Profibus-DP允許構(gòu)成單主站或多主站系統(tǒng)，典型的DP配置是單主站結(jié)構(gòu)如圖3.1所示，在單主站系統(tǒng)中，在總線系統(tǒng)操作階段，只有一個(gè)活動(dòng)主站，從站被主站按輪循環(huán)表一次訪問。單主站系統(tǒng)可獲得最短的總體循環(huán)時(shí)間。 多主站配置中，總線上的主站與各自的從站構(gòu)成相互獨(dú)立的子系統(tǒng)，如圖3.2所示。任何一個(gè)主站均可讀取DP從站的輸入輸出映像，但只有一個(gè)主站可對(duì)DP從站寫入輸出數(shù)據(jù)，多主站系統(tǒng)的循環(huán)時(shí)間要比單主站系統(tǒng)長(zhǎng)。 5　 運(yùn)行模式 運(yùn)行：輸入和輸出數(shù)據(jù)的循環(huán)傳送。第一類DP主站由DP從站讀取輸入信息并向DP從站寫入輸出信息。 清除：第一類DP主站讀取DP從站的輸入信息并使輸出信息保持為故障-安全狀態(tài)； 停止：只能進(jìn)行主一主數(shù)據(jù)傳送，第一類DP主站和DP從站之間沒有數(shù)據(jù)傳送。 6　 通信 ◆點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（用戶數(shù)據(jù)傳送）或廣播（控制指令） ◆循環(huán)主一從用戶數(shù)據(jù)傳送和非循環(huán)主一主數(shù)據(jù)傳送 7　 同步 ◆控制指令允許輸入和輸出同步 ◆同步模式：輸出同步 ◆鎖定模式：輸入同步 圖 3.1 單主站系統(tǒng) 圖 3.2 多主站系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)采用單主站系統(tǒng)，選用西門子S7-300系列作為主站，將監(jiān)測(cè)信號(hào)傳輸給Profibus-dp，再由Profibus-dp將信號(hào)傳輸給監(jiān)控室，輸煤系統(tǒng)鍋爐中煤量的的多少由Wincc顯示，根據(jù)煤量的多少相應(yīng)的控制傳輸皮帶的啟停。 3.2 Profibus-DP的通信原理 主站和DP從站之間的數(shù)據(jù)傳送分三個(gè)階段：參數(shù)設(shè)定、組態(tài)、數(shù)據(jù)交換。在參數(shù)設(shè)定階段，每個(gè)從站將自己的實(shí)際組態(tài)數(shù)據(jù)與從主站接收到的組態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。只有當(dāng)實(shí)際數(shù)據(jù)與所需的組態(tài)數(shù)據(jù)相匹配時(shí)，DP從站才進(jìn)入用戶數(shù)據(jù)傳輸階段。因此，設(shè)備類型、數(shù)據(jù)格式、長(zhǎng)度以及輸入輸出數(shù)量必須與實(shí)際組態(tài)一致。在實(shí)際系統(tǒng)中，要使主站節(jié)點(diǎn)和各從站之間能夠?qū)崿F(xiàn)正確的網(wǎng)絡(luò)通信，必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置，規(guī)定主站與從站的關(guān)系，確定哪些從站被納入信息交換周期，然后將網(wǎng)絡(luò)配置信息下載到Profibus-DP主站中去。 Profibus設(shè)備具有不同的性能特征（現(xiàn)有功能的不同或可能的總線參數(shù)的不同），這些參數(shù)對(duì)每種設(shè)備類型和每個(gè)生產(chǎn)廠來說均各有差別。要使PROFIBUS能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單的即插即用配置，需要將這些特性在設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)（GSD）中具體說明。GSD文件由生產(chǎn)廠商分別針對(duì)每一種設(shè)備類型準(zhǔn)備并以設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)清單的形式提供給用戶。這種文件格式便于讀出任何一種Profibus-DP設(shè)備的設(shè)備配置信息，在組態(tài)總線系統(tǒng)時(shí)自動(dòng)使用這些信息；系統(tǒng)自動(dòng)地對(duì)與整個(gè)系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)輸入誤差和前后一致性進(jìn)行檢查核對(duì)。 3.3 電子設(shè)備數(shù)據(jù)文件(GSD) 為了將不同廠家生產(chǎn)的Profibus產(chǎn)品集成在一起，生產(chǎn)廠家必須以GSD文件(電子設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)文件)方式將這些品的功能參數(shù)(如I/O點(diǎn)數(shù)、診斷信息、波特率、時(shí)間監(jiān)視等)。標(biāo)準(zhǔn)的GSD數(shù)據(jù)將通信擴(kuò)大到操作員控制級(jí)。使用根據(jù)GSD所作的組態(tài)工具可將不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備集成在同一總線系統(tǒng)中。 GSD文件可分為三個(gè)部分： 1　 總規(guī)范：包括了生產(chǎn)廠商和設(shè)備名稱、硬件和軟件版本、波特率、監(jiān)視時(shí)間間隔、總線插頭指定信號(hào)。 2　 與DP有關(guān)的規(guī)范：包括適用于主站的各項(xiàng)參數(shù)，如允許從站個(gè)數(shù)、上裝/下裝能力。 3　 與DP從站有關(guān)的規(guī)范：包括了與從站有關(guān)的一切規(guī)范，如輸入/輸出通道數(shù)、類型、診斷數(shù)據(jù)等。 3.4 Profibus-DP的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 1　 總線存取協(xié)議 Profibus的三種協(xié)議DP,PA和FMS采用一致的總線存取協(xié)議，數(shù)據(jù)鏈路層采用混合介質(zhì)存取方式，包括主站之間的令牌傳遞方式和主站與從站之間的主從方式。得到令牌的主站可在一定時(shí)間內(nèi)執(zhí)行本站的工作，保證了每個(gè)主站在一個(gè)確切規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到總線存取權(quán)，避免沖突。較其它一些總線標(biāo)準(zhǔn)采用沖突碰撞檢測(cè)的方式來避免沖突，PROFIBUS的總線存取協(xié)議能保證較快的傳輸速度。 2　 靈活的配置 根據(jù)具體對(duì)象的不同，可以靈活的選擇不同的系統(tǒng)配置，如單主站系統(tǒng)、多主站系統(tǒng)或者采用PROFIBUS-DP與PROFIBUS-FMS相結(jié)合的混合系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳輸，它們可在同一根電纜上同時(shí)運(yùn)行。 3　 本質(zhì)安全 目前，就世界范圍內(nèi)被普遍接受的電氣設(shè)備防爆技術(shù)有：隔爆、增安,本質(zhì)安全、正壓和封澆等。對(duì)于自動(dòng)化儀表，最理想的保護(hù)技術(shù)是以抑制電火花和熱效應(yīng)能量為防爆手段的本質(zhì)安全技術(shù)。 4 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 4.1 SIMATIC PCS 7系統(tǒng)概述 SIMATIC PCS 7是具有卓越系統(tǒng)特性與可升級(jí)結(jié)構(gòu)的通用的過程控制系統(tǒng)，它將靈活的模塊化冗余技術(shù)和通訊和組態(tài)等強(qiáng)大的性能、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理組合在一起，是以高效、經(jīng)濟(jì)的方式組建和運(yùn)行控制技術(shù)工廠的理想基礎(chǔ)。 　　SIMATIC PCS 7還具有常規(guī)的過程控制系統(tǒng)所不具備的優(yōu)點(diǎn)。具有靈活的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以隨時(shí)的根據(jù)要求通過無縫集成附加功能方式擴(kuò)展控制技術(shù)的功能，如可用于批次過程資產(chǎn)管理、物料傳送控制、安全應(yīng)用、自動(dòng)化、MES任務(wù)或過程數(shù)據(jù)分析/管理。 西門子PCS 7系統(tǒng)是完全無縫集成的自動(dòng)化的解決方案?？梢詰?yīng)用于所有的工業(yè)領(lǐng)域,包括制造工業(yè)，過程工業(yè)，混合工業(yè)以及工業(yè)所涉及的所有制造與過程自動(dòng)化產(chǎn)品。作為先進(jìn)的過程控制系統(tǒng)，SIMATIC PCS7 形成了具有典型過程組態(tài)特征的全集成系統(tǒng)。SIMATIC PCS 7-西門子過程控制系統(tǒng)的特點(diǎn) ： （1）先進(jìn)的分布式客戶機(jī)/服務(wù)器架構(gòu) （2）基于標(biāo)準(zhǔn)的SIMATIC軟件和硬件組件 （3）可伸縮性強(qiáng)，從小型實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，到具有高達(dá)60000個(gè)過程對(duì)象的大型工廠 （4）可用于所有工業(yè)領(lǐng)域：過程、制造以及混合工業(yè) （5）可用于連續(xù)和批處理應(yīng)用 （6）基于IEC 61131 的集中式，工廠范圍內(nèi)的工程系統(tǒng) （7）強(qiáng)大的HMI系統(tǒng)，帶有集成的基于SQL服務(wù)器的歸檔系統(tǒng) （8）符合ISA S 88.01 和FDA 21 CFR Part 11規(guī)范的模塊化批處理系統(tǒng)SIMATIC BATCH （9）通過SIMATIC IT架構(gòu)實(shí)現(xiàn) MES/ERP層級(jí)的接口 (10)通過現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均可很靈活和容易的集成 （11）在同一個(gè)可編程控制器中可以混合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)和故障安全相結(jié)合的形式，高可用性和故障安全相結(jié)合的形式，可在所有層級(jí)實(shí)現(xiàn)冗余，提高可用性 4．2 SIMASTIC PCS 7結(jié)構(gòu)圖 SIMASTIC PCS 7的內(nèi)部的通信是采用SIMATIC BET網(wǎng)絡(luò)部件，基于全球的標(biāo)準(zhǔn)，采用開放式通信理念，可保證工廠中的所有層級(jí)與位置的可靠數(shù)據(jù)傳輸。所有的SIMATIC NET產(chǎn)品都是專為工業(yè)應(yīng)用所開發(fā)的，適合用于所有工廠與工業(yè)領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)部件可以滿足最高的應(yīng)用要求。特別的是容易遭受外部條件影響的應(yīng)用領(lǐng)域，例如： ①有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)合； ②具有較高污染或機(jī)械振動(dòng)的場(chǎng)合； ③電磁場(chǎng)干擾； ④腐蝕性液體和氣體。 SIMASTIC NET 總線是實(shí)現(xiàn)所有系統(tǒng)部件之間的無故障通信和統(tǒng)一： ①自動(dòng)化系統(tǒng)、I/O和現(xiàn)場(chǎng)部件； ②工程站和操作員站。 SIMASTIC NET 系統(tǒng)是一個(gè)典型的工廠自動(dòng)化系統(tǒng)，具有三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)，單元層網(wǎng)絡(luò)及管理層網(wǎng)絡(luò)，如圖4.1所示： 圖4.1 SIMASTIC NET 結(jié)構(gòu)圖 5 系統(tǒng)硬件及功能配置 5.1系統(tǒng)硬件 本次設(shè)計(jì)采用了SIMATIC S7-300。它是一種通用型的PLC，能適合自動(dòng)化工程中的各種應(yīng)用場(chǎng)合，尤其是在生產(chǎn)制造工程中的應(yīng)用。模塊化、無風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置以及易于掌握等特點(diǎn)，使得S7-300在工業(yè)領(lǐng)域中實(shí)施各種控制任務(wù)時(shí)，成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案。 操作站一個(gè)，設(shè)在輸煤綜合樓控制室。采用了S7—300系列的CPU315-2DP一個(gè)冗余配置，實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)。由于輸煤系統(tǒng)設(shè)備的分散性，還在煤倉(cāng)間設(shè)置了一個(gè)遠(yuǎn)程站，采用西門子EM277遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)，通過冗余的PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線與主控制站連接。編程采用了STEP 7軟件。這套軟件不僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的程序編寫軟件，還集成硬件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、系統(tǒng)調(diào)試、項(xiàng)目管理等各種功能，使項(xiàng)目的實(shí)施更加方便。如圖5.1所示 圖5.1 系統(tǒng)配置圖 5.1.1 模塊的選擇 要為了實(shí)現(xiàn)通訊，要使用PC機(jī)來編程，通過PROFIBUS電纜實(shí)現(xiàn)與S7-300的通訊。要選擇一個(gè)型號(hào)為CPU315-2DP的CPU模塊，一根PORIFBUS電纜，一個(gè)電源模塊，和一個(gè)輸入輸出模塊。如圖4-2所示 圖5.2 PLC模塊 5.1.2 程序設(shè)計(jì) 當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，上煤機(jī)將通過皮帶機(jī)1#給1號(hào)配煤倉(cāng)進(jìn)行上煤并延時(shí)（上煤時(shí)間可在WinCC中設(shè)置）。延時(shí)到或1號(hào)配煤倉(cāng)裝滿，上煤機(jī)將對(duì)2號(hào)配煤倉(cāng)進(jìn)行上煤并延時(shí)（可在WinCC中設(shè)置），同時(shí)1號(hào)配煤倉(cāng)開始進(jìn)行配煤。延時(shí)到或2號(hào)配煤倉(cāng)裝滿，上煤機(jī)將對(duì)3號(hào)配煤倉(cāng)進(jìn)行上煤并延時(shí)（可在WinCC中設(shè)置）。同時(shí)2號(hào)配煤倉(cāng)開始配煤。延時(shí)到或3號(hào)配煤倉(cāng)裝滿，上煤機(jī)又將對(duì)1號(hào)配煤倉(cāng)進(jìn)行上煤，同時(shí)3號(hào)配煤倉(cāng)開始配煤。如此循環(huán)上煤。煤倉(cāng)的滿與否是通過設(shè)置在配煤倉(cāng)的稱重傳感器控制，也相當(dāng)于一個(gè)限位開關(guān)，煤倉(cāng)上滿或達(dá)到足夠的重量后，稱重傳感器將發(fā)出信號(hào)。上煤機(jī)將自動(dòng)給下一個(gè)配煤倉(cāng)上煤。程序流程設(shè)計(jì)如圖4-3所示 圖5.3 程序流程 5.2硬件組態(tài) SETP7可對(duì)自動(dòng)項(xiàng)目中的硬件進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)設(shè)置?？梢詫?duì)PLC機(jī)架上的硬件進(jìn)行配置，設(shè)置硬件模塊的參數(shù)，比如CPU參數(shù)和分布式I/O等參數(shù)的設(shè)置。 打開STEP7編程軟件,打開SIMATIC管理器，會(huì)彈出一個(gè)如圖2-1所示.點(diǎn)擊“Next”按鈕彈出下一個(gè)對(duì)話框，選中CPU315-2DP型號(hào)的芯片，設(shè)置MPI地址，也可在新建欄中點(diǎn)擊“新建”。設(shè)置好后單擊“Next”按鈕進(jìn)入下一個(gè)對(duì)話框，再點(diǎn)擊“Next”按鈕進(jìn)入下一個(gè)對(duì)話框如圖2-2所示。在Project name欄中輸入名字“電廠輸煤控制系統(tǒng)”點(diǎn)擊“Finish”按鈕完成。 圖5.5 創(chuàng)建項(xiàng)目 圖5.6 創(chuàng)建項(xiàng)目 項(xiàng)目創(chuàng)建后出現(xiàn)如圖2-3所示的項(xiàng)目界面，在界面右邊雙擊“Har dware”出現(xiàn)如圖2.4所示，硬件組態(tài)界面。在硬件組態(tài)界面中選中UR槽口中4號(hào)槽，再在Profi欄找出SIMATIC 300/SM-300/AI-300中找出AI212Bit模塊。用同樣的方法在5、6、7號(hào)槽組態(tài)上添加對(duì)應(yīng)的AO212Bit、DI16DC24V、DO8Relay模塊。 圖5.7 項(xiàng)目界面 圖5.8 硬件組態(tài)界面 5.2.1 通訊設(shè)置 SETP7編程軟件要用于組態(tài)通訊網(wǎng)絡(luò)連接，要對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接的參數(shù)設(shè)置，還要對(duì)網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)通訊設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 在通訊設(shè)置過程中，單擊如圖2-5所示。在項(xiàng)目界面里的“電廠輸煤控制系統(tǒng)”右邊會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)圖標(biāo)，雙擊第二個(gè)圖標(biāo)彈出對(duì)話框。在設(shè)置通訊參數(shù)時(shí)，在Subnet欄中可以一般選擇系統(tǒng)默認(rèn)值，也可以在Subnet欄中點(diǎn)擊“New”按鈕彈出通訊參數(shù)設(shè)定對(duì)話框如圖2-6所示。在通訊參數(shù)設(shè)定對(duì)話框中選擇所需要的通訊參數(shù)，點(diǎn)擊“OK”完成通訊組態(tài)。 站地址 圖5.9 通訊設(shè)置界面 通信速率 圖5.10 訊參數(shù)設(shè)定對(duì)話框 5.3 S7-300與S7-200的EM277之間的Profibus-DP通訊 1 通信網(wǎng)絡(luò)組態(tài)與參數(shù)設(shè)置 ①網(wǎng)絡(luò)配置 本設(shè)計(jì)把帶集成DP口的S7-300 CPU 315-2DP為DP主站，以S7-200 CPU 226+EM277接口模塊作為DP從站，構(gòu)成一個(gè)單主從系統(tǒng)，其中采用帶CP5613A2的PC作為編程和監(jiān)控機(jī)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖5.11 網(wǎng)絡(luò)配置 2 硬件和軟件要求 ① 硬件 DP主站：CPU 315-2DP DP從站：CPU 226 DP從站接口模塊：EM277 主站編程接口：MPI網(wǎng)卡CP5613A2或PC適配器 從站編程接口：PC/PPI編程/通訊電纜 Profibus總線連接器及電纜 ② 軟件 主站編程軟件：STEP7 5.4 從站編程軟件：STEP7 Micro WIN 4.0 3 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)與參數(shù)設(shè)置 S7-300與S7-200通過EM277進(jìn)行Profibus-DP通訊，需要在STEP7中進(jìn)行S7-300站組態(tài)，在S7-200系統(tǒng)中不需要對(duì)通訊進(jìn)行組態(tài)和編程，只需要將要進(jìn)行通訊的數(shù)據(jù)整理存放在V存儲(chǔ)區(qū)與S7-300的組態(tài)EM277從站時(shí)的硬件I/O地址相對(duì)應(yīng)就可以了。 ① 組態(tài)主站 在STEP75.4中新建一個(gè)S7項(xiàng)目，依次插入機(jī)架、電源和CPU 315C-2DP，配置Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)，將主站DP地址設(shè)置為2，模擬量輸入/輸出地址取系統(tǒng)默認(rèn)值IB336～I(xiàn)B351和QB336～QB351。 ② 配置從站 打開主站硬件組態(tài)窗口，然后選中STEP7的硬件組態(tài)窗口中的菜單 Option Install new GSD，導(dǎo)入SIEM089D.GSD文件，安裝EM277從站配置文件，如下圖： 圖5.12 SIEM089D.GSD文件的安裝 在d盤study文件夾中找到EM277的GSD文件并進(jìn)行安裝： 圖5.13 SIEM089D.GSD文件安裝成功 導(dǎo)入GSD文件后，在右側(cè)的設(shè)備選擇列表中找到EM277從站，PROFIBUS DPAdditional Field DevicesPLCSIMATICEM277,從站DP地址設(shè)置為8，并且根據(jù)通訊字節(jié)數(shù)，選擇一種通訊方式，本設(shè)計(jì)中選擇了8字節(jié)入/8字節(jié)出的方式。 圖5.14 EM277的配置 設(shè)置完成后主-從通信接口的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下： S7-300主站 S7-200從站 PQB0～PQB7------------------→VB0～VB7 PIB8～PIB15←-----------------VB8～VB15 3 軟件編程 主站側(cè)通訊程序的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)外設(shè)輸入/輸出區(qū)（PQ/PI區(qū)）的讀寫。對(duì)于按字節(jié)單元或子單元傳送的數(shù)據(jù)，可簡(jiǎn)單地采用裝載、傳送指令完成。對(duì)于3個(gè)字節(jié)或4個(gè)以上字節(jié)的連續(xù)性數(shù)據(jù)（一致性數(shù)據(jù)），需在OB1中調(diào)用系統(tǒng)功能SFC14、SFC15來完成。本設(shè)計(jì)采用連續(xù)性數(shù)據(jù)傳送，其中，SFC14讀取存放在輸入借口區(qū)的數(shù)據(jù)包，解包后存放到指定的數(shù)據(jù)區(qū)。而SFC15將存放在指定數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)打包，并經(jīng)由通訊接口區(qū)發(fā)送出去。程序如下： 網(wǎng)絡(luò)1： 網(wǎng)絡(luò)2： 組態(tài)完系統(tǒng)的硬件配置后，將硬件信息下載到S7-300的PLC當(dāng)中。 S7-300的硬件下載完成后，PLC200與PC通訊正常，如圖4.19。打開STEP7中的變量表和STEP7 MicroWin32的狀態(tài)表進(jìn)行監(jiān)控，它們的數(shù)據(jù)交換結(jié)果如圖4.20和圖4.21。 圖5.15 PC與PLC-200通訊成功 圖5.16 STEP7中的變量表中數(shù)據(jù)交換結(jié)果 圖5.17 STEP7 MicroWin32的狀態(tài)表中數(shù)據(jù)交換結(jié)果 6 上位機(jī)監(jiān)控軟件的研究與設(shè)計(jì) 6.1 WINCC組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn) 1 SIMATIC WINCC應(yīng)用廣泛，成績(jī)斐然 適用于所有工業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域的解決方案 WinCC最引人注目之處還是其廣泛的應(yīng)用范圍。獨(dú)立于工藝技術(shù)和行業(yè)的基本系統(tǒng)設(shè)計(jì)，模塊化的結(jié)構(gòu)，以及靈活的擴(kuò)展方式，使其不但可以用于機(jī)械工程中的單用戶應(yīng)用，而且還可以用于復(fù)雜的多用戶解決方案，甚至是工業(yè)和樓宇技術(shù)中包含有幾個(gè)服務(wù)器和客戶機(jī)的分布式系統(tǒng)。 WinCC集生產(chǎn)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化于一體，實(shí)現(xiàn)了相互之間的整合，這在大量應(yīng)用和各種工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例中業(yè)己證明，包括: 汽車工業(yè)化工和制藥行業(yè)印刷行業(yè)能源供應(yīng)和分配 貿(mào)易和服務(wù)行業(yè)塑料和橡膠行業(yè)機(jī)械和設(shè)備成套工程 金屬加工業(yè)食品、飲料和煙草行業(yè)造紙和紙品加工 鋼鐵行業(yè)運(yùn)輸行業(yè)水處理和污水凈化 2 SIMATIC WinCC內(nèi)置所有SCADA功能 集成用戶管理 使用WinCC用戶管理器，可以分配和控制組態(tài)和運(yùn)行時(shí)的訪問權(quán)限。你還可作為系統(tǒng)管理員，隨時(shí)(包括在運(yùn)行時(shí))建立最多128個(gè)用戶組(每組最多包含128個(gè)單獨(dú)的用戶)，并為他們分配相應(yīng)的訪問WiCnC功能的權(quán)限。 報(bào)表和記錄系統(tǒng) WinCC有一個(gè)集成的記錄系統(tǒng)，可用它打印來自WiCnC或其它應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還可打印運(yùn)行時(shí)獲得的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的布局可以組態(tài)?？墒褂貌煌挠涗涱愋?從消息序列一記錄、系統(tǒng)消息記錄和操作員記錄，直至用戶報(bào)表。 3 SIMATICWinCC組態(tài)簡(jiǎn)便、高效 在自動(dòng)化解決方案的壽命周期內(nèi)，工程成本要占到總成本的50%以上。如要顯著地降低這種成本，就必須要有簡(jiǎn)單和高效的組態(tài)工具，以及直觀、友好系統(tǒng)。WinCC再一次指明了這一道路。你日積月累的PC應(yīng)用技能可以應(yīng)用于你的工業(yè)過程,這就是SIMATIC WinCC隱藏的設(shè)計(jì)思想。其結(jié)果就是在面向?qū)ο蟮亩嗾Z言工程與組態(tài)環(huán)境下，提供方便組態(tài)的用戶界面、工具提示以及范圍廣泛的在線幫助和應(yīng)用實(shí)例。 6.2 利用組態(tài)軟件WinCC設(shè)計(jì)系統(tǒng)監(jiān)控界面 1 單擊WinCC項(xiàng)目管理器工具欄上的按鈕，打開“WinCC資源管理器”對(duì)話框， 如圖6.1所示。選擇所需要的項(xiàng)目類型，并單擊“確定”按鈕，即打開“創(chuàng)建新項(xiàng)目”對(duì)話框，如6.2所示。 圖6.1 WinCC資源管理器對(duì)話框 創(chuàng)建的項(xiàng)目 圖6.2 創(chuàng)建項(xiàng)目 2 WinCC與SIMATIC S7 PLC的通訊設(shè)置 在WinCC組態(tài)軟件里提供了一個(gè)名為SIMATIC S7 Protocol Suite的通訊驅(qū)動(dòng)程序?？梢酝ㄟ^該通訊驅(qū)動(dòng)程序與SIMATIC S7 300 PLC進(jìn)行通訊。在WinCC項(xiàng)目管理器的瀏覽窗口中，右擊“變量管理”。選擇“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”菜單，打開“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”對(duì)話框選擇SIMATIC S7 Protocol Suite.chn。如圖4-7所示 圖6.2 驅(qū)動(dòng)程序?qū)υ挻翱? 把通道單元建立后，要通過計(jì)算機(jī)上的PC5611通訊卡才能與PLC進(jìn)行通訊。在硬件上要使用MPI電纜對(duì)WinCC和PLC進(jìn)行連接。其分配表如表6.3所示 表6.3 硬件分配表 WinCC通道 通訊網(wǎng)絡(luò) PLC類型 CPU型號(hào) 遠(yuǎn)程設(shè)備 通訊卡 MPI電纜 PROFIBUS電纜 S7-300 CPU315-2DP ET200 PC5611 3 WinCC通訊中站地址和插曹號(hào)的設(shè)置 在WinCC里，單擊“屬性”按鈕，打開“連接參數(shù)—MPI”對(duì)話框。在“站地址”文本框中輸入地址為2，網(wǎng)絡(luò)段號(hào)為0，在“機(jī)架號(hào)”文本框中輸入CPU所在的機(jī)架號(hào)，在“插槽號(hào)”文本框中輸入2指定CPU所在插槽號(hào)。如圖4-8所示 4 組態(tài)變量 ①添加一個(gè)邏輯連接 若要使用WinCC來訪問PLC的當(dāng)前值，則在WinCC與PLC之間必須組態(tài)一個(gè)通訊連接。 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”，如圖6.4所示 圖6.4 MPI連接 圖6.5 添加新的驅(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SIMATIC S7 Protocol Suite.chn，并單擊“打開”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“+”，將顯示當(dāng)前程序所有可用的通道單元。通道單元可用于建立與多個(gè)PLC的邏輯連接。邏輯連接表示與單個(gè)的、已定義的PLC的接口。 右擊MPI通道單元，在快捷菜單中選擇“新的驅(qū)動(dòng)程序的連接”菜單項(xiàng)。在隨后打開的如圖6.6所示的“連接屬性”對(duì)話框中輸入NewConnection作為邏輯連接名，單機(jī)“確定”按鈕。 圖6.6 建立邏輯變量 ②建立內(nèi)部變量 如果WinCC資源管理器“變量管理”節(jié)點(diǎn)還沒展開，可雙擊“變量管理”子目錄。 右擊“內(nèi)部變量”圖表，在快捷菜單中選擇“新建變量”菜單項(xiàng)，如圖6.7所示。 圖6.7創(chuàng)建內(nèi)部變量 ③建立過程變量 在建立過程變量前，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。在前面已經(jīng)建立了一個(gè)命名為PLC的邏輯變量 單擊“變量管理”/SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE/MPI前面的“”，展開各自節(jié)點(diǎn)，右擊出現(xiàn)的NewConnection節(jié)點(diǎn)，在快捷菜單中選擇“新建變量”菜單項(xiàng)，如圖6.8所示。 圖6.8建立一個(gè)過程變量 在“變量屬性”對(duì)話框中給變量命名，并選擇數(shù)據(jù)類型。WinCC中的數(shù)據(jù)類型有別于PLC中使用的數(shù)據(jù)類型。如有需要可在“改變格式”列表選擇格式轉(zhuǎn)換。 必須給過程變量分配一個(gè)在PLC中的對(duì)應(yīng)地址，地址類型與通訊對(duì)象相關(guān)。單擊地址域旁邊的“選擇”按鈕，打開“地址屬性”對(duì)話框，如圖6.9所示。 圖6.9 地址屬性對(duì)話框 在過程變量的“地址屬性”對(duì)話框中，選擇數(shù)據(jù)列表框中過程變量所對(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)的地址信息。 單擊“確定”按鈕，關(guān)閉“地址屬性”對(duì)話框。單擊“確定”按鈕，“變量屬性”對(duì)話框。 在畫面中要實(shí)現(xiàn)相匹配的變量，下面把變量的類型，參數(shù)的設(shè)置以及畫面中對(duì)象的功能以列表的形式出現(xiàn)，如表6.10所示 表6.10 變量功能表 名稱 變量類型 對(duì)應(yīng)參數(shù) 實(shí)現(xiàn)的功能 啟動(dòng) 二進(jìn)制變量 E0.0 啟動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行 停止 二進(jìn)制變量 E0.1 停止系統(tǒng)的運(yùn)行 急停 二進(jìn)制變量 E0.2 實(shí)現(xiàn)警急停車 1#煤倉(cāng)滿信號(hào) 二進(jìn)制變量 E0.3 2#煤倉(cāng)滿信號(hào) 二進(jìn)制變量 E0.4 3#煤倉(cāng)滿信號(hào) 二進(jìn)制變量 E0.5 煤倉(cāng)開關(guān) 二進(jìn)制變量 A0.0 實(shí)現(xiàn)出煤 Int T1 無符號(hào)十六位數(shù) MW10 1#煤倉(cāng)上煤實(shí)際時(shí)間 Int T2 無符號(hào)十六位數(shù) MW12 2#煤倉(cāng)上煤實(shí)際時(shí)間 Int T3 無符號(hào)十六位數(shù) MW14 3#煤倉(cāng)上煤實(shí)際時(shí)間 Int T4 無符號(hào)十六位數(shù) MW16 1#煤倉(cāng)上煤設(shè)定時(shí)間 Int T5 無符號(hào)十六位數(shù) MW18 2#煤倉(cāng)上煤設(shè)定時(shí)間 Int T6 無符號(hào)十六位數(shù) MW20 3#煤倉(cāng)上煤設(shè)定時(shí)間 1#煤位置 二進(jìn)制變量 M0.1 實(shí)現(xiàn)監(jiān)控畫面與時(shí)間同步 2#煤位置 二進(jìn)制變量 M0.2 實(shí)現(xiàn)監(jiān)控畫面與時(shí)間同步 3#煤位置 二進(jìn)制變量 M0.3 實(shí)現(xiàn)監(jiān)控畫面與時(shí)間同步 5 建立過程畫面 在對(duì)WinCC進(jìn)行組態(tài)時(shí)，圖形系統(tǒng)用于創(chuàng)建在運(yùn)行系統(tǒng)中顯示過程畫面。圖形編輯器是對(duì)圖形系統(tǒng)的組態(tài)軟件，是用與創(chuàng)建過程畫面的編輯器。 右擊WinCC資源管理器的圖形編輯器，從快捷菜單中選擇“新建畫面” 單項(xiàng)，將創(chuàng)建一個(gè)名為NewPdl0.pdl的畫面，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“重命名畫面”菜單項(xiàng)，在隨后打開的對(duì)話框中輸入“主菜單pdl”。 重復(fù)上述步驟創(chuàng)建第二個(gè)畫面命名為“上煤時(shí)間設(shè)定畫面.pdl”、第三個(gè)畫面命名為“配煤報(bào)警畫面.pdl”、第四個(gè)畫面命名為“煤量歸檔畫面.pdl” 雙擊建好的畫面名稱，可以打開圖形編輯器編輯畫面。 6 主菜單畫面的編輯 打開主菜單畫面，在畫面中添加8個(gè)靜態(tài)文本、3個(gè)畫面切換按鈕、3個(gè)開關(guān)3個(gè)配煤倉(cāng)、3根皮帶、2個(gè)電機(jī)、1個(gè)碎煤機(jī)和若干個(gè)煤塊。畫面中的對(duì)象和建立的變量對(duì)應(yīng)連接，實(shí)現(xiàn)畫面的動(dòng)作。如圖6.11所示 圖6.11電廠輸煤系統(tǒng)主畫面 7 上煤時(shí)間設(shè)定畫面的編輯 電廠輸煤控制畫面，在畫面中添加15個(gè)靜態(tài)文本、6個(gè)輸入/輸出和1個(gè)畫 面切換按鈕，在畫面中所有對(duì)象和相關(guān)的變量進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的設(shè)定。如圖6.12所示。 圖6.12上煤時(shí)間設(shè)定畫面 8 配煤報(bào)警畫面的編輯 在配煤報(bào)警畫面中添加1個(gè)靜態(tài)文本、1個(gè)輸入輸出、1個(gè)復(fù)選框、1個(gè)切換按鈕和1個(gè)報(bào)警控件。分別對(duì)輸入輸出、復(fù)選框、切換按鈕和在報(bào)警控件屬性里進(jìn)行對(duì)變量的連接和組態(tài)。如圖6.14。 9 煤量歸檔畫面的編輯 打開煤量歸檔畫面，在畫面中添加1個(gè)靜態(tài)文本、1個(gè)WinCC在線趨勢(shì)控件、1個(gè)WinCC在線表格控件和1個(gè)按鈕。分別在WinCC在線趨勢(shì)控件的屬性對(duì)話框和WinCC在線表格控件的屬性對(duì)話框里進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定。如圖6.13所示。 圖6.13 歸檔畫面 如圖6.14 報(bào)警畫面 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)在老師的指導(dǎo)和自己的不懈努力和下完成了。在設(shè)計(jì)過程中，遇到的困難和阻礙可以說不計(jì)其數(shù)，如專業(yè)知識(shí)欠缺，軟件安裝出現(xiàn)問題，軟件不會(huì)使用等等。但最終還是通過自己查閱資料，同學(xué)老師的幫助等各種途徑克服了障礙，在有限的時(shí)間內(nèi)完成了這篇論文。 本設(shè)計(jì)以西門子現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)，電廠輸煤控制為對(duì)象，把復(fù)雜的電廠輸煤控制用現(xiàn)場(chǎng)總線來實(shí)現(xiàn)，構(gòu)造一個(gè)合理的西門子現(xiàn)場(chǎng)總線在電廠輸煤控制系統(tǒng)。 由于自己對(duì)知識(shí)的掌握不夠，雖然很努力的完成，但還是感到力不從心，因而這次設(shè)計(jì)的成果，其質(zhì)量有一點(diǎn)不足，不過從中學(xué)到了許多知識(shí)，為以后工作打下了良好的基礎(chǔ)。 總的說來，這次設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到許多的實(shí)踐知識(shí)，很大程度的提高了我的動(dòng)手能力，并且提高了將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合應(yīng)用的能力。該設(shè)計(jì)中，參考了大量的相關(guān)資料，如計(jì)算機(jī)控制、現(xiàn)場(chǎng)總線等基礎(chǔ)知識(shí)教材，也學(xué)到了更多的理論知識(shí)。在軟件的編程方面，經(jīng)過反復(fù)編程、調(diào)試，獲得許多重要的知識(shí)，使我切實(shí)地體會(huì)到了軟件強(qiáng)大的功能，它可以用一個(gè)合適的程序來代替硬件的工作。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 袁任光．集散型控制系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例．機(jī)械工業(yè)出版社，2003． [2] 張浩．現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)[P]．上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2004． [3] 謝劍英，賈青．微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[R]．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2008． [4] 夏繼強(qiáng)．現(xiàn)場(chǎng)總線工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)．北京航空航天大學(xué)出版社,2005． [5] 陽憲惠．現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用．清華大學(xué)出版社,1999． [6] 陳在平，岳有軍．工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)．機(jī)械工業(yè)出版社, 2006． [7] 俞光昀，陳戰(zhàn)平．計(jì)算機(jī)控制技術(shù)．電子工業(yè)出版社，2002． [8] 李正軍．現(xiàn)場(chǎng)總線及其應(yīng)用技術(shù)．機(jī)械工業(yè)出版社，2005． [9] 韓兵. 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社,2006 . [10] 周榮富，陶文英. 集散控制系統(tǒng)[M]. 北京大學(xué)出版社，2011. [11] SIEMENS AG．PROFIBUS-DP Device Description Data Files GSD．1998． [12] PND．GSD-Specification for PROFIBUS-DP．1998． [13] Marcelo Luis Dultra．Fieldbus Control System Measurements．Advances in Instrumentation and Control，Vol．51，1996． 致 謝 四年大學(xué)生活我們即將畢業(yè)，半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的.在此我想感謝所有支持、幫助過我的人，衷心感謝老師們無私奉獻(xiàn)教予我們豐富的知識(shí)，感謝攀枝花學(xué)院給我們創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境！ 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利地完成，除了自己的努力外，更離不開老師同學(xué)的幫助，特別是陶文英老師，沒有她的幫助，是很難完成這樣的畢業(yè)設(shè)計(jì)。她不辭辛苦每個(gè)周都要抽時(shí)間給我們指導(dǎo)。由于我是第一次接觸到自己所做的設(shè)計(jì)，對(duì)一些專業(yè)知識(shí)都不是很了解，她一遍又一遍地給我講解，直到弄懂為止。還有些軟件的使用在她的指導(dǎo)下我們都逐漸熟悉了。有了她的指引使我們?cè)谧鲎约旱脑O(shè)計(jì)時(shí)，每一步都有充分的準(zhǔn)備，得心應(yīng)手，自信滿滿！她不僅教會(huì)了我們很多知識(shí)，還在精神上體現(xiàn)了嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的品質(zhì)，讓我們了解到在即將踏入社會(huì)之際作為一個(gè)技術(shù)型人才應(yīng)具備的一些品質(zhì)。 大學(xué)四年，我認(rèn)真地學(xué)習(xí)了專業(yè)課程基礎(chǔ)知識(shí)，努力按要求完成各科實(shí)驗(yàn)，具有一定的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)和獨(dú)立設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力。因此，設(shè)計(jì)能夠很好順利完成，也要感謝所有的任課老師，是他們的教育和培養(yǎng)，才使我具有扎實(shí)和豐富的基礎(chǔ)知識(shí)。 大學(xué)生活即將結(jié)束，攀枝花學(xué)院樹立了我正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀。在此，我要感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和輔導(dǎo)員，是他們教會(huì)我做人的道理。 回顧這四年的學(xué)習(xí)和生活，還有許多的朋友和同學(xué)在各個(gè)方面給予了我很多的幫助和支持，讓我輕松、快樂地渡過了這短暫的四年。我再次感謝所有關(guān)心、支持、幫助我的人。 同時(shí)還要衷心感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位老師。