【正文】 2． 復(fù)位為出廠時變頻器的缺省設(shè)置值。如果變頻器 /電動機正在運行，按此鍵將不起作用。 保護(hù)特性：過電壓 /欠電壓保護(hù)；變頻器過熱保護(hù)；接地故障保護(hù)；短路保護(hù)； PTC/KTY電機保護(hù)器。 配方選擇結(jié)束后，要進(jìn)行調(diào)速，即要添加一個調(diào)速按鈕。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 27 圖 51 創(chuàng)建項目 圖 52 創(chuàng)建畫面 創(chuàng)建變量 創(chuàng)建項目之后，點擊左側(cè)項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。 在過程日趨復(fù)雜、對機器和設(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操作員來說至關(guān)重要。 2． 手動故障變量： Afault,Bfault,Cfault,motorfault。 創(chuàng)建登錄畫面 在工業(yè)生產(chǎn)中，系統(tǒng)的操作并不是每個人都可以進(jìn)行操作，需要有專門的技術(shù)員進(jìn)行操作，以免發(fā)生操作不當(dāng)，或機密泄露的問題，所以本次設(shè)計在上位機組態(tài)中，添加了登錄畫，添加過程，如圖 48 所示。 WinCC 系統(tǒng)構(gòu)成 WinCC 基本系統(tǒng)是很多應(yīng)用程序的核心。在混合罐內(nèi)的最低處，有液面?zhèn)鞲衅?L2，當(dāng) L2檢測到液位到達(dá)最低處，并且是在液體排放的過程中，開始進(jìn)行 5s 的排空。 程序段 11— 14 分析如下： 通過定時器對閥門打開 時間的定時，對液體混合比例進(jìn)行控制。 本次設(shè)計，下位機程序較為簡單，具體實現(xiàn)步驟如下： 1) 啟動系統(tǒng)； 基于 WinCC 的液體混合仿真系統(tǒng)設(shè)計 10 2) 判斷儲物罐中的液位是否為高液位，如果是高液位，則需打開閥門 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 A， B 是否故障，如果發(fā)生故障，則需停車檢修。 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。注料部分完畢； 2) 當(dāng) 液體 A， B 注入 結(jié)束后 ， M 為 ON，開始攪拌； 3) 利用變頻器調(diào)節(jié)電機速度，使其對液體進(jìn)行一次慢攪拌，一次快攪拌； 4) 混合液體攪拌混合時間為 6s， M 為 OFF，停止攪動 ； 5) 電磁閥閉合（ Y3 為 ON），將混合后的液體注入儲物罐； 6) 當(dāng)液面下降到 L2 時，再經(jīng)過 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) 。 在系統(tǒng)構(gòu)成框圖中的最后一行，就是本次設(shè)計所要控制的主要現(xiàn)場參數(shù)。 本課題設(shè)計的主要內(nèi)容 本文介紹了基于 WinCC的液體混合系統(tǒng)仿真設(shè)計。 PLC 有較高的易操作性。經(jīng)過 30 多年的發(fā)展， PLC 已十分成熟與完善，并開發(fā)了模擬量閉環(huán)控制功能 。并且 PLC作為新一代的工業(yè)控制器，具有體積小、編程簡單、使用方便，抗干擾能力強、可靠性高等一系列優(yōu)點，易于實現(xiàn)機電一體化 [1]。 21 主畫面上的變量鏈接 6 控制方案 作者簽名： 日 期： 基于 WinCC 的液體混合仿真系統(tǒng)設(shè)計 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液體混合。 41 觸摸屏與 WinCC 的仿真結(jié)果 它在 Windows NT 或 Windows 20xx 標(biāo)準(zhǔn)壞境中提供確保可靠地控制生產(chǎn)過程的所有功能。 PLC 對接地電阻要求不嚴(yán)格，所以維護(hù)費用比較低。其中 PLC 檢測控制系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。容易掌握和理解。所以現(xiàn)場的硬件組成部分，是實現(xiàn)對設(shè)計的控制要求的必要組成部分。并循環(huán)如此。 S7300 有 350 多條指令，其編程軟件 STEP7 功能強大，使用方便。 根據(jù)本次工藝流程可知，共有 12 個數(shù)字輸入點，所以在硬件選擇中，選擇訂貨號為：6ES7 3211BH000AA0 的 16 路開關(guān)量輸入卡；共有 17 個數(shù)字量輸出點，所以在硬件選擇中，選擇訂貨號為： 6ES7 3221BL000AA0 的 32 路開關(guān)量輸出卡；共有 高液位與低液位 2 個模擬量輸入點， 且模擬量信號為 4— 20mA。系統(tǒng)的啟動利用點 手動控制，對中間變量 進(jìn)行置位，使以下每段程序運行之前，都必須滿足點 的導(dǎo)通，才能進(jìn)行工作。在液體混合控制設(shè)計中，電機攪拌是生成產(chǎn)品的主要工序， 3 種配方中的任意一種運行結(jié)束后，電機開始運行，使液體混合充分，達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求。 詳細(xì)下位機程序見附錄 A。 9． 交叉引用表 交叉引用表（ crossreference）負(fù)責(zé)搜索在畫面，函數(shù)，歸檔和消息中所使用的變量，函數(shù)， OLE 對象和 ActiveX 控件。 組態(tài)過程如圖 49,410 所示。 編輯報警記錄 ，變量記錄 如圖 416， 417 所示。 2． WinCC flexible 運行系統(tǒng)： WinCC flexible 運行系統(tǒng)是用于過程可視化的軟件。 圖 57 創(chuàng)建啟動畫面 在啟動畫面上創(chuàng)建所需按鈕，本次設(shè)計中，在啟動畫面上添加 4 個按鈕，點擊右側(cè)簡單對象中的按鈕，在畫面上進(jìn)行拖動，即可出現(xiàn)按鈕，選擇按鈕，點擊右鍵， 選擇屬性內(nèi)的事件中的按下，選擇函數(shù) ActivateScreen，選擇按鈕名稱所對應(yīng)的畫面，如：配方按鈕，在畫面名中應(yīng)選擇配方畫面即可。還需要在左側(cè)框圖內(nèi)連接中 進(jìn)行連接。 停止變頻器 OFF1：按此鍵，變頻器將按選定的斜坡下降速率減速停車 .缺省值運行時此鍵被封鎖；為了 允許此鍵操作，應(yīng)設(shè)定 P0700=1。 減少數(shù)值 按此鍵即可減少面板上顯示的參數(shù)數(shù)值 . 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 35 變頻器與 PLC 實現(xiàn)固定頻率控制過程 目的 本次設(shè)計利用變頻的調(diào)整頻率來實現(xiàn)電機調(diào)速， 所以要利用變頻器與 PLC 實現(xiàn)固定頻率控制。 S7PLCSIM 的主要功能 S7PLCSIM 可以在計算機上對 S7300/400PL。 訪問參數(shù) 按此鍵即可訪問參數(shù)。缺省值運行時此鍵是被封鎖的。如圖 59 所示。 圖 55 編輯用戶管理 圖 56 創(chuàng)建登錄畫面 基于 WinCC 的液體混合仿真系統(tǒng)設(shè)計 30 創(chuàng)建啟動畫面 啟動畫面的創(chuàng)建主要涵蓋本次設(shè)計所需的主要控制部分，包括系統(tǒng)的啟動，停止，配方選擇及調(diào)速。WinCC flexible 的組件如下： 1． WinCC flexible 工程系統(tǒng)： WinCC flexible 工程系統(tǒng)是用于處理所有基本組態(tài)任務(wù)的軟件。在編輯報警畫面之前，要進(jìn)行報警記錄以及變量記錄的編 輯，才能使報警畫面在系統(tǒng)運行時進(jìn)行動態(tài)顯示。 用于進(jìn)入系統(tǒng)按鈕的添加程序入下： SetTagBit(denglu， 0)。 7． 文本庫 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 15 文本庫（ text library）編輯不同語言版本下的文本消息。本次設(shè)計主要是液體混合控制的仿真設(shè)計，所以不能夠進(jìn)行實時故障的檢測，所以在下位機程序中，需要進(jìn)行手動故障的控制， A、 B、 C3 個閥門以及電機是本次設(shè)計的主 要故障點，一旦以上四個故障點中的任意一個發(fā)生故障，則系統(tǒng)停止運行，需要工作人員進(jìn)行檢修。操作人員能夠很容易的掌握操作方法 [5]。 圖 33 符號編輯器中的符號設(shè)置 基于 WinCC 的液體混合仿真系統(tǒng)設(shè)計 12 3． 打開 OB1 塊，進(jìn)行程序編寫。 7． 導(dǎo)軌 鋁質(zhì)導(dǎo)軌用來固定和安裝 S7300 上述的各種模塊。 S7300 不需要附加任何硬件，軟件和編程，就可以建立一個 MPI 網(wǎng)絡(luò)。完成液體注入后，下方的混合罐開始工作，利用變頻器的控制，使電機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，進(jìn)行一次快攪拌，一次慢攪拌，如此交替。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 5 第 2 章 工藝及控制方案的設(shè)計 系統(tǒng)構(gòu)成框圖是指，系統(tǒng)在投入使用的工作環(huán)境下的硬件組成。 PLC 有多種程序設(shè)計語言可供使用。目前已有許多企業(yè)采用先進(jìn)控制器對傳統(tǒng)接觸控制進(jìn)行改造，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自控程度，為企業(yè)提供了更可靠的生產(chǎn)保障，所以 PLC在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了良好的應(yīng)用。每一個回路大概要 2300 美金左右， DCS 開發(fā)的邏輯運算一個與非門的運算需要幾十毫秒，而 PLC 只要零點幾毫秒。 WinCC（ Windows Control Center）是西門子開發(fā)的在 WINDOWS 環(huán)境下解決生產(chǎn)和過程自動化、可視化信息、顯示和實現(xiàn)控制策略，即實現(xiàn) SCADA 系統(tǒng)人機接口（ HMIHuman Machine Interface）的組態(tài)軟件。 46 附 錄 B 40 PLCSIM 與觸摸屏仿真結(jié)果 38 PLCSIM 與 WinCC 仿真結(jié)果 30 創(chuàng)建配方畫面 對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 22 創(chuàng)建報警畫面 30 創(chuàng)建調(diào)速畫面 38 PLCSIM 調(diào)試程序的步驟 45 附 錄 A 許多生產(chǎn)過程都離不開液體混合。 PLC 和 DCS 由于在早期開發(fā)時，是由兩種技術(shù)人員開發(fā)的，面向不同的控制對象。用于回路調(diào)節(jié)和組態(tài)畫面的功能不斷完善，而且 PLC 的抗干擾的能力也非常強，對電源的質(zhì)量要求比較低。 PLC 是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計的控制裝置，它具有比通用計算機控制更簡單的編程語言和更可靠的硬件。該控制系統(tǒng)配置靈活、控制可靠、維修方便，提高了生產(chǎn)效率，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定運行。通過下位機的變量與實基于 WinCC 的液體混合仿真系統(tǒng)設(shè)計 6 際現(xiàn)場參數(shù)的連接，來實現(xiàn)下位機對現(xiàn)場系統(tǒng)的控制。在此系統(tǒng)運行時，可能出現(xiàn)如下幾種故障： 1) 電磁閥門 Y Y Y3 出現(xiàn)故障，可能導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運 作； 2) 電機 M 出現(xiàn)故障，不能實時的對液體進(jìn)行混合攪拌； 3) 在注料之前，混合罐并非是空罐，此時要利用液面?zhèn)鞲衅鬟M(jìn)行檢測，若混合罐確實不為空的狀態(tài)，則要停止注料動作，打開閥門 C，將液體排進(jìn)儲物罐內(nèi)； 以上幾種故障信號，均為實際生產(chǎn)中所遇到的常規(guī)性故障，當(dāng)出現(xiàn)故障時，應(yīng)立即停車檢測，對故障進(jìn)行檢修，以免遭成不必要的浪費與損失，確保系統(tǒng)可進(jìn)行安全性生產(chǎn) 。 3． 信號模塊（ SM） 信號模塊是數(shù)字量輸入 /輸出模塊（簡稱為 DI/DO）和模擬量輸入 /輸出模塊（簡稱為AI/AO）的 總稱，它們使不同的過程信號電壓或電流與 PLC 內(nèi)部的信號電平匹配。若無故障，則進(jìn)行電機的調(diào)速； 5) 電機運行結(jié)束后，閥門 C 將自動打開，此時需判斷閥門 C 是否出故障，如果出故障，則需停車檢修。 程序段 3— 14 為配方選擇程序段。 程序段 25— 28 分析如下： 程序段 25— 28 程序段為變量規(guī)整程序段。 2． 圖形編輯器 圖形編輯器（ graphics designer）用于設(shè)計各種圖形畫面。 在右側(cè)的對象選項板中選擇窗口對象中的按鈕，然后對按鈕進(jìn)行組態(tài)，點擊右鍵對象屬性，選擇事件，點擊按鈕中的鼠標(biāo)動作，單擊右鍵進(jìn)入 C 動作，對于用戶登錄及進(jìn)入畫面需要輸入不同的腳本程序，點擊確定，即可完成對按鈕的組態(tài)。 4． 液位檢測變量： HH,HL. 主