【正文】 統(tǒng) 設(shè)計(jì) IV 圖形編輯器的介紹 18 圖形界面的設(shè)計(jì) 13 WinCC 對(duì)本設(shè)計(jì)的意義 4 通信 1 引言 關(guān)鍵詞 ： 空氣壓縮機(jī) ； PLC； 控制系統(tǒng) ； WinCC 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) II Abstract The safety operation and protection of air pressor is of great importance to the production of factories and mining enterprises. Integrating the conventional relay control, puter control and munication control technologies, programmable logic control(PLC)is designed specially for industrial control. Sensing detection instruments and PLC are used to control mine air pressors, realizing the design of air pressor monitoring system so as to help the production system gain good economic benefits and safety performance. The paper describes the position, protection function, control principle, system munication, collection of system signals and design idea of the PLC system of air pressors. The thesis gives the total design plan, hardware configuration and work munication plan of the air pressor monitoring system, and it develops the PLC monitoring software of public parameters and the super puter monitoring software of the air pressor monitoring system based on WinCC(Windows Control Center), and finishes the installation and debugging of the system. This method makes use of connect air pressors and PLC controller by which the air pressors can be easily monitored. Based on the analysis of requirements of the control system, this paper presents an overall scheme of the monitoring system, introduces the hardware and software configuration, and illustrates the function blocks and adjusting method of the system in detail. The result of the operation indicates the monitoring system works well and meets the requirements desired. Keywords: Air pressor； PLC； Control system； WinCC 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) III 目 錄 摘 要 可編程控制器 (PLC)將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)。 該方案充分利用將空壓機(jī)與 PLC控制器相連 ， 能夠靈活方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)空壓機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。 7 第 3 章 下位機(jī)程序設(shè)計(jì) 8 下位機(jī)程序設(shè)計(jì) 15 相關(guān)設(shè)置 17 建立變量連接 20 壓縮機(jī)主界面 36 變頻器的下位機(jī)設(shè)計(jì) 隨著煤礦 現(xiàn)代 化的 發(fā)展 ，礦山對(duì)礦山設(shè)備的要求越來(lái)越高 ,建設(shè)本質(zhì)安全性礦山已成為煤礦生產(chǎn)建設(shè)的核心。 對(duì)于空氣壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，我們主要關(guān)心各個(gè)參數(shù)（溫度，壓力 ）是否正常。相比于以往的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，我們只要在組態(tài)好的計(jì)算機(jī)圖形界面上輕輕一點(diǎn)鼠標(biāo)，就可以獲需所要的信息，進(jìn)行相應(yīng)的操作。 系統(tǒng) 原理 圖如圖 21所示。本次系統(tǒng)用了兩個(gè)數(shù)字量輸入。上位機(jī)軟件采用德國(guó) SIMATIC公司的 WinCC(Windows Control Center)軟件，定時(shí)采集各種儀表和監(jiān)測(cè)傳感器檢測(cè)的信號(hào)。在本 S7300PLC控制系統(tǒng)中，只需要在 STEP7中導(dǎo)入智能儀表的 GSD文件然后進(jìn)行相應(yīng)的組態(tài)即可。脈沖捕捉功能允許 PLC捕捉到持續(xù)時(shí)間很短的脈沖。保證正常的生活用水。 如果添加的正確的話，編譯無(wú)誤，如果添加錯(cuò)誤的話，組態(tài)的硬件無(wú)法被編譯或保存，必須組態(tài)正確 才可以保存 [17]。手動(dòng)控制變頻器來(lái)控制電機(jī)啟動(dòng)空壓機(jī)的正常 運(yùn)行。 如圖 35 所示。 圖 36 PID控制圖 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 第 4 章 礦山壓縮機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)控界面的設(shè)計(jì) WinCC 對(duì)本設(shè)計(jì)的意義 WinCC運(yùn)行于個(gè)人計(jì)算機(jī)環(huán)境，可以與多種自動(dòng)化設(shè)備及控制軟件集成，具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目、可視窗口和菜單選項(xiàng)，使用方式靈活，功能齊全 [12]。也就是說(shuō)我們可以用兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)同時(shí)監(jiān)控軸流壓縮機(jī)。 6． 硬件實(shí)用性 ： Windows允許在用戶的應(yīng)用中使用大多數(shù)打印機(jī)、多條碼裝置、 PC照相機(jī)等現(xiàn)貨硬件和其他帶有 Windows驅(qū)動(dòng)程序的現(xiàn)貨設(shè)備?？梢匀我獾剡x擇消息塊、消息級(jí)別、消息類型、消息顯示以及報(bào)表。 圖 42 新建用戶 相關(guān)設(shè)置 如果希望對(duì)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，則必須激活與外部可變成控制器機(jī)器控制器的通訊。 2． 在“啟動(dòng)”選項(xiàng)卡上，可選擇 WinCC運(yùn)行 系統(tǒng)的啟動(dòng)組件，根據(jù)項(xiàng)目的要求進(jìn)行選擇。 注意：當(dāng)啟動(dòng) WinCC運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)， WinCC使用在“計(jì)算機(jī)屬性”對(duì)話框中設(shè)置的屬性進(jìn)行運(yùn)行，并隨時(shí)修改運(yùn)行系統(tǒng)的這些設(shè)置。 3． 為用戶提高一個(gè)簡(jiǎn)便接口用于外部設(shè)備或應(yīng)用的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)加入變量標(biāo)簽并設(shè)置地址。 In和 Out是相對(duì)于主站來(lái)說(shuō)的，即 In表示 WinCC從 S7300系列 PLC入 讀數(shù)據(jù)， Out表示 WinCC向 S7300系列 PLC寫(xiě)出數(shù)據(jù)。 8位字符集和 16位字符集存儲(chǔ)空間都為 0255字節(jié)，所不同的是 8位字符集用來(lái)表示 ASCII字符集中的字符串，而 16位用來(lái)表示 Unidode字符集的文本變量。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)程變量所對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)域，數(shù)據(jù)（ D）對(duì)應(yīng)于變量用到的數(shù)據(jù)存放在 Step7的哪個(gè)數(shù)據(jù)塊中。資源管理器中，右擊圖形編輯器圖標(biāo)，選擇 “ 新建畫(huà)面 ” ，這時(shí)，在資源管理器右邊窗口就會(huì)出 現(xiàn)一個(gè)缺省名為“ ” 的畫(huà)面圖標(biāo)。靜態(tài)文本：允許生成對(duì)象的文字標(biāo)題。 此外，單擊菜單欄里的“查看”，選擇“工具欄”，我們可以看到還有“動(dòng)態(tài)向?qū)А焙汀白兞俊眱蓚€(gè)工具欄沒(méi)有顯現(xiàn)出來(lái)，“動(dòng)態(tài)向?qū)А崩镉泻芏嘤糜诮M態(tài)的動(dòng)作函數(shù)，如“ Single Picture Change” ,在我們需要的時(shí)候可以隨便調(diào)用。并逐一輸入各個(gè)參數(shù)的名稱和單位。顏色在自定義選項(xiàng)中選擇淡黃色；在“參數(shù)”欄的“選擇”勾選“行”；在“狀態(tài)欄”中，勾選“狀態(tài)欄”中包含的元素，選擇對(duì)齊方式。 曲線 畫(huà)面 一 、 趨勢(shì)控件： 趨勢(shì)畫(huà)面在 WinCC運(yùn)行 時(shí)能直觀的顯示一些重要的參數(shù)的趨勢(shì)，即用來(lái)自當(dāng)前狀態(tài)（實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)）和過(guò)去狀態(tài)（歷史數(shù)據(jù)）的實(shí)際數(shù)值以圖形點(diǎn)形成。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25 圖 413 歷史曲線 設(shè)置 5． “時(shí)間軸”中，選擇趨勢(shì)的“時(shí)間格式”為“ hh： mm： ss： ms” 。 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 26 3． 在 “常規(guī)”欄中， 需要 選擇“裝載歸檔數(shù)據(jù)”。右擊 畫(huà)面窗口，單擊“屬性”，在彈出的對(duì)話框中，把“其他”項(xiàng)中的“畫(huà)面 名稱”改為“主界面”， 調(diào)節(jié)縮放因子。比如：為圖形對(duì)象配置對(duì)應(yīng)的變量， 設(shè)置圖形對(duì)象的屬性動(dòng)態(tài)和事件動(dòng)態(tài)。 圖 417 I/O 變量連接 常量組態(tài) 顧名思義，就是創(chuàng)建動(dòng)態(tài)連接時(shí)連接的為常量 。 這樣一來(lái)，當(dāng) WinCC運(yùn)行時(shí)，鼠標(biāo)點(diǎn)擊 “ 返回 ”按鈕時(shí)，導(dǎo)航畫(huà)面窗口就能實(shí)現(xiàn)我們所期望的跳轉(zhuǎn)了。報(bào)警可以通知操作員在生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)生的故障和錯(cuò)誤消息，用于及早報(bào)警臨界狀態(tài)，并避免停機(jī)或縮短停機(jī)時(shí)間。如圖 420所示。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 33 圖 426 新歸檔頁(yè)面 圖 427 通訊選擇 圖 428 歸檔變量名 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 34 圖 429 歸檔權(quán)限設(shè)置 將變量插入歸檔中如圖 4 43 432 所示。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 37 圖 52 PPO1 通信有效的數(shù)據(jù)字符示意圖 電機(jī)的啟動(dòng)步驟： ：將控制字 047E 傳送給 PZD1 中的 STW， 將數(shù)值 0 傳送給 PZD2 中的 HSW（主設(shè)定值） 。在本例中設(shè)定值和控制字可以從數(shù)據(jù)塊 DB1 中傳送， 設(shè)為 047E 再變?yōu)?047F后 中的頻率值將輸出。 WinCC 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)形式顯示監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，方便構(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)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。四年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng)、親 友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。 同時(shí)也感謝 學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境 。回憶這四年生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴 ， 一切中的一切都是歷歷在目，讓人倍感留戀，倍感珍惜。相比于以往的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，我們只要在組態(tài)好的計(jì)算機(jī)圖形界面上輕輕一點(diǎn)鼠標(biāo)，就可以獲需所要的信息，進(jìn)行相應(yīng)的操作 。如圖 5 54 所示 所示。 注意 ： 在 2 中 047F 的傳送和頻率設(shè)定值的傳送一定要先傳送 047F 后，再給頻率設(shè)定值。 圖 433 用戶歸檔變量 圖 434 檢測(cè) 數(shù)據(jù)歸檔 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 36 第 5 章 變頻器 控制 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因素、過(guò)流 /過(guò)壓 /過(guò)載保護(hù)等功能。 圖 421 變量記錄編輯器 進(jìn)行變量的歸檔如圖 422 所示。 報(bào)警記錄的組態(tài)系統(tǒng)為報(bào)警記錄編輯器。 在 WinCC中，報(bào)警記錄編輯器負(fù)責(zé)消息