【正文】 頻器的調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，所以電機(jī)調(diào)速的控制要求需要利用變頻器基本操作面板（ BOP）來(lái)更改變頻器的各個(gè)參數(shù)去實(shí)現(xiàn)。還需要在左側(cè)框圖內(nèi)連接中 進(jìn)行連接。用以進(jìn)入調(diào)速畫(huà)面，進(jìn)行調(diào)速。 圖 57 創(chuàng)建啟動(dòng)畫(huà)面 在啟動(dòng)畫(huà)面上創(chuàng)建所需按鈕，本次設(shè)計(jì)中，在啟動(dòng)畫(huà)面上添加 4 個(gè)按鈕，點(diǎn)擊右側(cè)簡(jiǎn)單對(duì)象中的按鈕，在畫(huà)面上進(jìn)行拖動(dòng)，即可出現(xiàn)按鈕，選擇按鈕，點(diǎn)擊右鍵， 選擇屬性?xún)?nèi)的事件中的按下，選擇函數(shù) ActivateScreen，選擇按鈕名稱(chēng)所對(duì)應(yīng)的畫(huà)面，如：配方按鈕，在畫(huà)面名中應(yīng)選擇配方畫(huà)面即可。 基于 WinCC 的液體混合仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 圖 53 創(chuàng) 建變量 圖 54 變量鏈接 創(chuàng)建變量是使觸摸屏與下位機(jī)通訊的必要途徑，所以在變量的連接中，要注意正確的地址鏈接， 觸摸屏變量在下位機(jī)程序中，需要在 I 點(diǎn)下并上 M 點(diǎn)。 2． WinCC flexible 運(yùn)行系統(tǒng)： WinCC flexible 運(yùn)行系統(tǒng)是用于過(guò)程可視化的軟件。人機(jī)界面 (HMI)提供了這種透明性。 編輯報(bào)警記錄 ，變量記錄 如圖 416， 417 所示。 3． 報(bào)警變量： Aalarm,Balarm,Calarm,Malarm， levelalarm。 組態(tài)過(guò)程如圖 49,410 所示。 圖 48 用戶(hù)管理 點(diǎn)擊用戶(hù)管理器，在授權(quán) 欄里選中改變畫(huà)面，進(jìn)行登錄名，密碼的設(shè)置，然后進(jìn)入已新建的登錄畫(huà)面中。 9． 交叉引用表 交叉引用表（ crossreference）負(fù)責(zé)搜索在畫(huà)面，函數(shù)，歸檔和消息中所使用的變量，函數(shù)， OLE 對(duì)象和 ActiveX 控件。它包含以下九大部件： 1． 變量管理器 變量管理器（ tag management）管理 WinCC 中所使用的外部變量，內(nèi)部變量和通訊驅(qū)動(dòng)程序。 詳細(xì)下位機(jī)程序見(jiàn)附錄 A。利用中間變量 來(lái)區(qū)分處在 2 種不同情況下的液位最低狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)料罐開(kāi)始進(jìn)行注料時(shí)，為一種液位最低狀態(tài)，但此時(shí)，并不能打開(kāi) C 閥進(jìn)行排空；當(dāng)液體進(jìn)入儲(chǔ)物罐時(shí)，又會(huì)達(dá)到液位最低狀態(tài)，此時(shí)，則需打開(kāi)閥 C 進(jìn)行排空，所以用中間變量 來(lái)區(qū)分開(kāi)這兩種狀況下的液位最低狀態(tài)，以免發(fā)生浪費(fèi)原料的現(xiàn)象 [6]。在液體混合控制設(shè)計(jì)中，電機(jī)攪拌是生成產(chǎn)品的主要工序， 3 種配方中的任意一種運(yùn)行結(jié)束后，電機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，使液體混合充分，達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求。通過(guò)對(duì)閥門(mén) A打開(kāi)的時(shí)間定時(shí)為 6s，對(duì)閥門(mén) B 打開(kāi)的時(shí)間定時(shí)為 5s，即可設(shè)置配方 A 的比例為 6:5。系統(tǒng)的啟動(dòng)利用點(diǎn) 手動(dòng)控制，對(duì)中間變量 進(jìn)行置位，使以下每段程序運(yùn)行之前，都必須滿(mǎn)足點(diǎn) 的導(dǎo)通，才能進(jìn)行工作。若無(wú)故障，則進(jìn)行注料； 4) 判斷電機(jī)是否故障，如果發(fā)生故障，則需停車(chē)檢修。 根據(jù)本次工藝流程可知，共有 12 個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)，所以在硬件選擇中，選擇訂貨號(hào)為：6ES7 3211BH000AA0 的 16 路開(kāi)關(guān)量輸入卡；共有 17 個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，所以在硬件選擇中，選擇訂貨號(hào)為： 6ES7 3221BL000AA0 的 32 路開(kāi)關(guān)量輸出卡；共有 高液位與低液位 2 個(gè)模擬量輸入點(diǎn)， 且模擬量信號(hào)為 4— 20mA。電源模塊和額定輸出電流由 2A， 5A 和 10A3 種，過(guò)載時(shí)模塊上的 LED 閃爍。 S7300 有 350 多條指令，其編程軟件 STEP7 功能強(qiáng)大，使用方便。 4． 故障信號(hào) 故障信號(hào)部分主要處理控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的故障。并循環(huán)如此。本次設(shè)計(jì)主要現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)由數(shù)字量輸入，數(shù)字量輸出以及模擬量輸入為主。所以現(xiàn)場(chǎng)的硬件組成部分，是實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)的控制要求的必要組成部分。 采用組態(tài)軟件 WinCC 控制系統(tǒng)方案，利用 step7300編程，并結(jié)合了 WinCC flexible觸摸屏的手動(dòng)控制，設(shè)計(jì)了液體混合基于 WinCC 的液體混合仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 控制系統(tǒng)仿真畫(huà)面、實(shí)況模擬、變量記錄、報(bào)警記錄等界面，實(shí)現(xiàn)了液體混合控制系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)。容易掌握和理解。它具有編程簡(jiǎn)單，操作方便，維修容易等特點(diǎn)，一般不容易發(fā)生操作的錯(cuò)誤。其中 PLC 檢測(cè)控制系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。并且隨 著電子技術(shù)的不斷發(fā)展， PLC 在儀表控制方面的功能已經(jīng)不斷強(qiáng)化 [1]。 PLC 對(duì)接地電阻要求不嚴(yán)格，所以維護(hù)費(fèi)用比較低。 基于 WinCC 的液體混合仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 液體混合生產(chǎn)的現(xiàn)狀及發(fā)展 現(xiàn)狀 目前國(guó)內(nèi)外此類(lèi)控制系統(tǒng)主要是采用 DCS，這是由于液位控制系統(tǒng)的儀表 信號(hào)較多，采用此系統(tǒng)性?xún)r(jià)比相對(duì)較好。它在 Windows NT 或 Windows 20xx 標(biāo)準(zhǔn)壞境中提供確?？煽康乜刂粕a(chǎn)過(guò)程的所有功能。 61 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 第 1 章 緒論 選題的目的及意義 隨著 科技的日新月異，在工業(yè)生產(chǎn)中 ，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法已不能滿(mǎn)足人們的需要。 41 觸摸屏與 WinCC 的仿真結(jié)果 33 MM440 變頻器按鈕操作 29 創(chuàng)建登錄畫(huà)面 27 創(chuàng)建觸摸屏畫(huà)面 作者簽名： 日 期： 基于 WinCC 的液體混合仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì) II 摘 要 在工業(yè)生產(chǎn)中飲料生產(chǎn)、酒廠配液等等都離不開(kāi)液體混合。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 6 控制方案 21 主畫(huà)面上的變量鏈接 26 創(chuàng)建變量 42 結(jié) 論 它提供了適用于工業(yè)的圖形顯示、消息、歸檔以及報(bào)表的各種功能模板，能實(shí)現(xiàn)高性能的過(guò)程耦合、快速的畫(huà)面更新和可靠的資料處理，具有較高的實(shí)用性。并且 PLC作為新一代的工業(yè)控制器，具有體積小、編程簡(jiǎn)單、使用方便，抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 [1]。 但是 DCS 的維護(hù)費(fèi)用高，對(duì)接地電阻要求嚴(yán)格，經(jīng)常會(huì)由于接地電阻不能滿(mǎn)足要求而燒壞模件。經(jīng)過(guò) 30 多年的發(fā)展， PLC 已十分成熟與完善，并開(kāi)發(fā)了模擬量閉環(huán)控制功能 。 目前廣泛使用的檢測(cè)方法有 PLC 控制，繼電器控制，單片機(jī)控制等。 PLC 有較高的易操作性。用于梯形圖與電氣原理圖較為接近。 本課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本文介紹了基于 WinCC的液體混合系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)。我們的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)于軟件部分進(jìn)行仿真，但實(shí)際上是需要靠硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) 設(shè)計(jì)的控制要求。 在系統(tǒng)構(gòu)成框圖中的最后一行，就是本次設(shè)計(jì)所要控制的主要現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)?；旌蠒r(shí)間到達(dá)所要求的定時(shí)時(shí)間后，閥門(mén) C 打開(kāi)，使混合后的產(chǎn)品進(jìn)入儲(chǔ)物罐。注料部分完畢； 2) 當(dāng) 液體 A， B 注入 結(jié)束后 ， M 為 ON，開(kāi)始攪拌； 3) 利用變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)速度，使其對(duì)液體進(jìn)行一次慢攪拌，一次快攪拌； 4) 混合液體攪拌混合時(shí)間為 6s， M 為 OFF，停止攪動(dòng) ； 5) 電磁閥閉合（ Y3 為 ON），將混合后的液體注入儲(chǔ)物罐； 6) 當(dāng)液面下降到 L2 時(shí)，再經(jīng)過(guò) 5s，容器放空， 完成一次操作； 3． 停止操作 按下停止按鈕，在當(dāng)前的混合操作處理完畢后，才使系統(tǒng)停止于初始狀態(tài) 。使用 CPU集成的 PROFIBUSDP 接口或通信處理器， S7300 可以作 DP 網(wǎng)絡(luò)上的主站或從站。 2． 電源模塊（ PS） 電源模塊用于將 AC 220V的電源轉(zhuǎn)換為 DC24V電源，供 CPU模塊和 I/O 模塊使用。 本次設(shè)計(jì)的 S7300 硬件選擇 本次設(shè)計(jì)硬件選擇中，選擇訂貨號(hào)為： 6ES7 3152AF000AB0 的 CPU 315（ 1），該CPU 功能強(qiáng)大，可滿(mǎn)足大部分控制要求，且性?xún)r(jià)比較好，所以選擇該 CPU。 本次設(shè)計(jì)，下位機(jī)程序較為簡(jiǎn)單，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下： 1) 啟動(dòng)系統(tǒng)； 基于 WinCC 的液體混合仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 2) 判斷儲(chǔ)物罐中的液位是否為高液位，如果是高液位，則需打開(kāi)閥門(mén) C 進(jìn)行排放，直到排放結(jié)束后，在進(jìn)行注料；若不為高液位，則進(jìn)行配方的選擇； 3) 判斷一下閥門(mén) A， B 是否故障，如果發(fā)生故障，則需停車(chē)檢修。 程序段 1， 2 分析如下： 程序段 1， 2 為系統(tǒng)啟停程序段。 程序段 11— 14 分析如下： 通過(guò)定時(shí)器對(duì)閥門(mén)打開(kāi) 時(shí)間的定時(shí)，對(duì)液體混合比例進(jìn)行控制。 程序段 15— 20 分析如下： 程序段 15— 20 為電機(jī)運(yùn)行程序段。在混合罐內(nèi)的最低處，有液面?zhèn)鞲衅?L2，當(dāng) L2檢測(cè)到液位到達(dá)最低處，并且是在液體排放的過(guò)程中，開(kāi)始進(jìn)行 5s 的排空。檢修結(jié)束后，要進(jìn)行報(bào)警復(fù)位。 WinCC 系統(tǒng)構(gòu)成 WinCC 基本系統(tǒng)是很多應(yīng)用程序的核心。 8． 用戶(hù)管理器 用戶(hù)管理器（ user administrator）用來(lái)分配，管理和監(jiān)控用戶(hù) 對(duì)組態(tài)和運(yùn)行系統(tǒng)的訪問(wèn)權(quán)限。 創(chuàng)建登錄畫(huà)面 在工業(yè)生產(chǎn)中，系統(tǒng)的操作并不是每個(gè)人都可以進(jìn)行操作，需要有專(zhuān)門(mén)的技術(shù)員進(jìn)行操作，以免發(fā)生操作不當(dāng)，或機(jī)密泄露的問(wèn)題，所以本次設(shè)計(jì)在上位機(jī)組態(tài)中，添加了登錄畫(huà)，添加過(guò)程，如圖 48 所示。 OpenPicture(液體混合控制系統(tǒng) .PDL)。 2． 手動(dòng)故障變量： Afault,Bfault,Cfault,motorfault。 在報(bào)警記錄頁(yè)面中，如有模擬量報(bào)警，則需添加模擬量報(bào)警，并要在變量記錄里面新建一個(gè)模擬量變量，才能在報(bào)警記錄頁(yè)面中添加上這個(gè)模擬量報(bào)警，二進(jìn)制報(bào)警則在消息變量里進(jìn)行直接添加，雙擊消息變量列，將出現(xiàn)變量管理，此時(shí)，就可把所需的報(bào)警變量按編號(hào)添加到報(bào)警記錄列表里。 在過(guò)程日趨復(fù)雜、對(duì)機(jī)器和設(shè)備功能的要求不斷增加的環(huán)境中，獲得最大的透明性對(duì)操作員來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。 WinCC flexible 版本決定了在 SIMATIC HMI 系列中，可以組態(tài)哪種 HMI 設(shè)備。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 27 圖 51 創(chuàng)建項(xiàng)目 圖 52 創(chuàng)建畫(huà)面 創(chuàng)建變量 創(chuàng)建項(xiàng)目之后，點(diǎn)擊左側(cè)項(xiàng)目欄中的通訊下的變量，進(jìn)行變量的創(chuàng)建，如圖 53， 54所示。如圖 57 所示。 配方選擇結(jié)束后，要進(jìn)行調(diào)速，即要添加一個(gè)調(diào)速按鈕。 基于 WinCC 的液體混合仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 圖 59 創(chuàng)建調(diào)速畫(huà)面 觸摸屏與下位機(jī)的連接 在觸摸屏與下位機(jī)的通訊中，變量連接是其中的一部分。 保護(hù)特性：過(guò)電壓 /欠電壓保護(hù)；變頻器過(guò)熱保護(hù)；接地故障保護(hù)；短路保護(hù)； PTC/KTY電機(jī)保護(hù)器。為了使此鍵的操應(yīng)設(shè)定 P0700=1。如果變頻器 /電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行，按此鍵將不起作用。 增加數(shù)值 按此鍵即可增加面板上顯示的參數(shù)數(shù)值。 2． 復(fù)位為出廠時(shí)變頻器的缺省設(shè)置值