【正文】 的采集和歸檔，包括過(guò)程、預(yù)加工、表達(dá)式、確認(rèn)及歸檔等消息的采集功能。以導(dǎo)航畫(huà)面中的 “ 返回 ” 按鈕為例子。連接的變量可以是外部變量也可以是內(nèi)部變量。當(dāng)我們激活運(yùn)行 WinCC時(shí)，畫(huà)面窗口缺省顯示的是設(shè)計(jì) 主界面。 4．“工具欄”中，勾選打開(kāi)對(duì)話(huà)框“設(shè)置參數(shù)”、“縮放區(qū)域 ” 和“開(kāi)始 /停止更新”等有用選項(xiàng)。 6.“數(shù)據(jù)軸”中將“自動(dòng)”勾掉，在“接受變量屬性”中自“ 0”至“ 1”填寫(xiě)好變量范圍。在彈出的對(duì)話(huà)框中輸入窗口的標(biāo)題“ 壓力曲線(xiàn) ”，單擊“確定”。 如圖 412所 示。 初步設(shè)計(jì)好的界面如圖 411所示 。 圖 410 控件 壓縮機(jī)主界面 礦山空氣 壓縮機(jī) 的 主界面是所有圖形界面中 顯示相關(guān) 參數(shù)最多的界面，主要顯示的參數(shù)有：入口壓力和出口壓力、出口溫度 等。 2． 智能對(duì)象 ：用于通用任務(wù)的已做好的 對(duì)象。再右擊圖標(biāo)選擇 “打開(kāi)畫(huà)面 ”或者雙擊該圖標(biāo)，即可進(jìn)入畫(huà)面。如：在 “ 數(shù)據(jù)（ D） ” 中選擇 “ 位內(nèi)存 ” ，在 “ 地址（ A） ” 中選擇位，輸入 “ 0” ，單擊 “ 確定 ” 。右擊 “ PROFIBUS”下的 “ kyj” 握手連接圖標(biāo)，從快捷菜單欄中選擇 “ 新建變量 ” 菜單項(xiàng)，打開(kāi)變量屬性框，如圖 47所示。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 由外部過(guò)程為其提供變量值的變量，稱(chēng)為外部變量，也稱(chēng)為過(guò)程變量；過(guò)程沒(méi)有為其提供變量值的變量，稱(chēng)為內(nèi)部變量。 2． 從快捷菜單欄中 選擇“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”，打開(kāi)“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”菜單項(xiàng)，選擇 “ SIMATIC S7 Protocol ” 如圖 44所示 。 圖 43 設(shè)置計(jì)算機(jī)參數(shù) 建立邏輯連接 驅(qū)動(dòng)的功能 WinCC為了與外部設(shè)備（如 PLC）進(jìn)行通訊，必須組臺(tái)用于該設(shè)備的通道。為獲得更好的性能，如果項(xiàng)目目前沒(méi)有使用到某個(gè)組件，則不可選擇。右擊右邊窗口的計(jì)算機(jī)圖標(biāo)，單擊“屬 性”，彈出一個(gè)“計(jì)算機(jī)屬性”對(duì)話(huà)框，在這個(gè)對(duì)話(huà)框里，有“常規(guī)”，“啟動(dòng)”，“參數(shù)”， “圖形運(yùn)行系統(tǒng)” ，“運(yùn)行系統(tǒng)”五個(gè)版面。 4． 變量記錄（歸檔及趨勢(shì)） 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 被用來(lái)采集、處理和歸檔工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程數(shù)據(jù)。 WinCC 資源管理器的組成與相應(yīng)功能 WinCC基本系統(tǒng)是很多應(yīng)用程序的核心，它主要包含以下幾部件 如 圖 41所示 ： 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 14 圖 41 WinCC 功能畫(huà)面 1． 變量管理器 定義和存放內(nèi)外部變量；通過(guò)各種協(xié)議集和系統(tǒng)或者外部 PLC建立連接。 3． 使工業(yè)應(yīng)用更加安全 ： WindowsNT是模塊化的操作系統(tǒng)，它允許用戶(hù)關(guān)掉某些應(yīng)用而不影響其它應(yīng)用。它為操作者提供了圖文并茂、形象直觀的操作環(huán)境，不僅縮短了軟件設(shè)計(jì)周期，而且提高了工作效率。 最后是 PID 控制： 在實(shí)際的工程應(yīng)用中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱(chēng) PID控制，又稱(chēng) PID調(diào)節(jié)。為礦山的作業(yè)提供了方便。 “ SIMATIC 300 站點(diǎn)”，雙擊右邊的“硬件”對(duì) SIMATIC 300 的站點(diǎn)進(jìn)行組態(tài)，在 SIMATIC 300 站點(diǎn)界面中的左上部分添加“機(jī)架”，然后在右邊選擇我們已經(jīng)選型好的硬件，選擇“ SIMATIC 300”，在 PS300 中選擇電源模塊， CPU300 中選擇 CPU 模塊，在 SM300 中可以添加數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出，以及模擬量輸入 /輸出模塊。確認(rèn)錯(cuò)誤以后重新啟動(dòng)空壓機(jī)。當(dāng)一個(gè)輸入設(shè)置了脈沖捕捉功能時(shí)，輸入端的狀態(tài)變化被鎖存并一直保持到下一個(gè)掃描循環(huán)刷新。 S7300PLC通過(guò) RS485與通風(fēng)機(jī)房各高壓柜中的微機(jī)保護(hù)裝置通信，收集各高壓柜的遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù) [7]。此外，本系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了與企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)的鏈接， PLC采集到的信號(hào)經(jīng)過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程調(diào)度室，使企業(yè)授權(quán)人員 能瀏覽或者控制壓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況。其型號(hào)為： SM331 AI8*12bit 6ES7 3317KF020AB0?？紤]到負(fù)載模塊 不是很多 ，故選取 5A的電源。它 具有的報(bào)警記錄使我們能及時(shí)得知異常情況并找出錯(cuò)原因，它所具有的變量歸檔和報(bào)表打印使我們能大量存檔并隨時(shí)打印出來(lái)，以供分析。同時(shí)，操作人員還得對(duì)某些參數(shù)進(jìn)行記錄 ， 這是一項(xiàng)繁瑣的工作，不僅增加了工作量，還增加了運(yùn)行成本。用繼電器搭成的控制電路具有可靠性差、不易維護(hù)、不易監(jiān)視，已不能適應(yīng)當(dāng)前的要求。目前大部分空壓機(jī) 存在著控制方式落后、操作不方便的問(wèn)題。 37 結(jié) 論 27 常量組態(tài) 16 添加 SIMATIC S7 Protocol Suite 驅(qū)動(dòng)程序的步驟 10 S7300 程序的設(shè)計(jì) 8 礦山空氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的工藝流程 6 輸入地址 II 第 1 章 緒論 I Abstract 實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明該控制系統(tǒng)運(yùn)行良好 ， 效果達(dá)到了預(yù)期要求 。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) Design of Simulation System for Intelligent Control of Mine Airpressor 學(xué)生學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 測(cè)控 指導(dǎo)教師： 職 稱(chēng)： 講 師 起止日期： ～ 吉 林 化 工 學(xué) 院 Jilin Institute of Chemical Technology吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) I 摘 要 空氣壓縮機(jī)的安全生產(chǎn)和保護(hù)對(duì)于廠礦企業(yè)的生產(chǎn)是十分重要的。在對(duì)控制系統(tǒng)需求分析的基礎(chǔ)上 ， 設(shè)計(jì)出空壓機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) ， 給出了系統(tǒng)的軟硬件配置 ， 詳細(xì)闡述了系統(tǒng)各功能模塊的內(nèi)容及作用 ， 并對(duì)系統(tǒng)調(diào)試原理和 方法進(jìn)行了說(shuō)明。 9 S7300 硬件的配置 13 WinCC 資源管理器的組成與相應(yīng)功能 15 建立邏輯連接 27 變量組態(tài) 41 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 引言 在煤礦采煤生產(chǎn)中，空氣壓縮機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)：空壓機(jī)）主要負(fù)責(zé)向礦井大量的風(fēng)動(dòng)機(jī)械提供動(dòng)力，其工作的可靠 性和安全性直接影響著礦山的正常生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。礦山設(shè)備不斷更新，不斷進(jìn)步，可靠性、易操作性、 可監(jiān)視性、易維護(hù)性等已是最基本的要求了。以往的操作人員不得不親自到現(xiàn)場(chǎng)去檢測(cè)各個(gè)表的讀數(shù)，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且對(duì)操作人員礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 2 的耳膜有損壞，一旦有些參數(shù)發(fā)生異常情況不能及時(shí)反映給操作 人員，就很容易損壞機(jī)器，影響機(jī)器的運(yùn)行，造成成本過(guò)高。它 不僅降低了運(yùn)行成本，而且增加了系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和容錯(cuò)性。 圖 21 系統(tǒng)原理圖 1． 電源模塊 PS307將 120/230交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?24V直流電壓，為 S7300提供電源。 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 4 5． 模擬量輸入 (AI)模塊 SM331 本系統(tǒng)采用 12位模擬量輸入模塊?？梢赃M(jìn)行監(jiān)測(cè)報(bào)表的查詢(xún)、打印以及壓風(fēng)機(jī)多種狀態(tài)的圖形輸出。如圖 22所示。而在掃描周期的開(kāi)始，這些脈沖不是總能被 CPU讀到。當(dāng)空壓機(jī)啟動(dòng)后，實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警或者停機(jī)時(shí)及時(shí)檢查或者停止空壓機(jī)。 圖 32 SIMATIC 300硬件配 置 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 10 下位機(jī)程序設(shè)計(jì) S7300 硬件 的配置 SIMATIC Manager 快捷圖標(biāo)，按照“新建項(xiàng)目向?qū)А碧砑右粋€(gè)新的項(xiàng)目。來(lái)帶動(dòng)氣泵和氣鎬運(yùn)作 [11]。 圖 35 模擬量轉(zhuǎn)換 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 12 其次控制變頻器啟動(dòng)電機(jī)，來(lái)啟動(dòng)空 壓機(jī)，實(shí)時(shí)監(jiān)空壓機(jī)的各個(gè)數(shù)據(jù)參數(shù)，進(jìn)行報(bào)警和停機(jī)。用戶(hù)在其友好的界面下進(jìn)行組態(tài)、編程和數(shù)據(jù)管理，可形成所需的操作畫(huà)面、監(jiān)視畫(huà)面、控制畫(huà)面 、報(bào)警畫(huà)面、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)、歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)和打印報(bào)表等。當(dāng)其中一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，另外一臺(tái)計(jì)算機(jī)仍然可以繼續(xù)監(jiān)控 壓縮機(jī)，從而不影響 壓縮機(jī)的正常運(yùn)行。這增強(qiáng)了監(jiān)控系統(tǒng)的附加功能，如：現(xiàn)場(chǎng)打印報(bào)表 [17] [18]。系統(tǒng)向?qū)Ш徒M態(tài)對(duì)話(huà)框在組態(tài)期間提供相應(yīng)的支持，為了在運(yùn)行中顯示消息，可以使用包含在圖形編輯器的對(duì)象選項(xiàng)板中的報(bào)警控件。激活項(xiàng)目時(shí)，將裝載運(yùn)行系統(tǒng)所需要的附加程序模塊。在缺省狀態(tài)下，將始終啟動(dòng)并激活圖形運(yùn)行系統(tǒng)。對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)的修改，大部分的設(shè)置在重新修改激活后即可生效；部分設(shè)置須重新啟動(dòng)，才能生效。 添加 SIMATIC S7 Protocol Suite 驅(qū)動(dòng)程序的步驟 1． 在 WinCC項(xiàng)目管理器的瀏覽窗口中，右擊“變量管理” 。按照功能又可以分為外部變量、 內(nèi)部變量、系統(tǒng)變量和腳本變量這四種。 2． 創(chuàng)建與編輯變量 在 WinCC項(xiàng)目管理器的變量管理器中，打開(kāi) “ 內(nèi)部變量 ” 目錄。地址（ A） 則表示數(shù)據(jù)存放的初始地址。選擇這個(gè)圖標(biāo)，右擊，選擇 “ 重命名畫(huà)面 ” ，輸入更改后的名稱(chēng)，如 “ 主畫(huà)面 ” 。一個(gè)復(fù)雜的對(duì)象由多種不同的形狀生成，這些可能組合起來(lái)形成一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)象，或用智能屬性生成用戶(hù)定義對(duì)象。 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 22 了解了這些 就可以開(kāi)始圖形界面的設(shè)計(jì)了。 將輸入輸出域的各個(gè)變量連接好。在“消息行”中設(shè)置消息行包含的元素有：日期、時(shí)間、編號(hào)、消息文本和錯(cuò)誤點(diǎn)。設(shè)計(jì)步驟如下： 1． 選擇控件選項(xiàng)板中的“ WinCC Online Trend Control”，拖放到合適的位置。還可以設(shè)置時(shí)間范圍。 然后 勾選“狀態(tài)欄” 以及 “工具欄”。 如圖 414所示 。 變量組態(tài) 變量組態(tài)就是將變量連接到圖形對(duì)象上去，這是一種簡(jiǎn)單的組態(tài)形式。這種組態(tài)用在實(shí)現(xiàn)畫(huà)面的跳轉(zhuǎn)上。 圖 419 畫(huà)面連接 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 30 組態(tài)報(bào)警 報(bào)警組態(tài)其實(shí)也是變量組態(tài)的一種形式，所不同的是報(bào)警組態(tài)是在報(bào)警記錄（也可以說(shuō)報(bào)警記錄編輯器）中進(jìn)行的。 報(bào)警記錄的內(nèi)容和功能 報(bào)警記錄有兩個(gè)系統(tǒng)組成：組態(tài)系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)。 圖 420 報(bào)警記錄設(shè)置 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 31 組態(tài)過(guò)程值歸檔 在 WinCC 項(xiàng)目管理器中打開(kāi)變量記錄編輯器，如圖 421 所 示。 圖 430 變量常規(guī)設(shè)置 圖 431 歸檔值設(shè)置及變量選擇 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 35 圖 432 變量權(quán)限 總的歸檔圖變量和歸檔表如圖 433 和 434 所示。 ：將控制字 047F 傳送給 PZD1 中的 STW，將所設(shè)定的頻率值傳送給 PZD1 中的 HSW（主設(shè)定值）。狀態(tài)字和實(shí)際值可從 , 讀出。此外，它還具有高度的開(kāi)放性和可擴(kuò)充性，可以連接第三方設(shè)備。隨著這篇本科畢業(yè)論文的最后落筆，我四 年的大學(xué)生活也即將劃上一個(gè)圓滿(mǎn)