【文章內(nèi)容簡介】 為通用軟件平臺，具有很大的使用靈活性。但實際上很多用戶需要 “傻瓜 ”式的應用軟件，即需要很少的定制工作量即可完成工程應用。為了既照顧“通用 ”又兼顧 “專用 ”， 組態(tài)軟件拓展了大量的組件，用于完成特定的功能，如批次管理、事故追憶、溫控曲線、油井示功圖組件、協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)組件、 ODBC Router、ADO 曲線、專家報表、萬能報表組件、事件管理、 GPRS 透明傳輸組件等。另外，橫向而言，監(jiān)控管理范圍及應用領域擴大；縱向而言，功能向上、向下延伸 [2]。 WinCC 的簡介 西門子公司的工業(yè)組態(tài)控制軟件 SIMATIC WinCC 是第一個使用最新的 32 位技術的過程監(jiān)視系統(tǒng)，是世界上第一個集成的人機界面 (HMl)軟件系統(tǒng)，具有良好的開放性和靈活性，用來處理生產(chǎn)和過程自動化 可集成到任何公司內(nèi)的任何自動化解決方案中 。 WinCC 即 Windows Control Center，視窗控制中心 ， 它是西門子公司與微軟公司聯(lián)合開發(fā)的產(chǎn)物，是在生產(chǎn)和過程自動化中和控制任務的工業(yè)技術中性系統(tǒng)。它提供了適黑龍江建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 6 用于工業(yè)的圖形顯示、消息、歸檔以及報表的功能模板。高性能的過程耦合、快速的畫面更新以及可靠的數(shù)據(jù)使其具有高度的實用性。除了這些系統(tǒng)功能外， WinCC 還提供了開放的界面用于用戶解決方案。這使得將 WinCC 參與復雜、廣泛的自動控制解決方案成為可能。它能夠在基于 Microsoft 的各種 32 位 Windows 平臺上運行，作為 PLC 的上位監(jiān)控系統(tǒng)，對 PLC 中的大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)直接進行采集處理、記錄、故障報警，并以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，在這種應用方式下， WinCC 的外部變量可直接與 STEP 7 中的連接變量相連，它的作用是對整個生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視檢測，以命令方式對 PLC 進行控制。 從面市伊始，用戶就對 SIMATIC WinCC 印象深刻。一方面，是其高水平的創(chuàng)新，它使用戶在早期就認識到即將到來的發(fā)展趨勢并予以實現(xiàn)；另一方面，是其基于標準的長期產(chǎn)品策略， 可確保用戶的投資利益。 憑借這種戰(zhàn)略思想， WinCC這一運行于 Microsoft Windows 20xx和 XP下的 Windows控制中心，已發(fā)展成為歐洲市場中的領導者，乃至業(yè)界遵循的標準。如果 想 使設備和機器最優(yōu)化運行，最大程度地 來 提高工廠的可用性和生產(chǎn)效率， WinCC 當是上乘之選。 WinCC 因其具有獨特的設計思想而具有廣闊的應用前景。借助于模塊化的設計，能以靈活的方式對其加以擴展。它不僅能用于單用戶系統(tǒng)，而且能構成多用戶系統(tǒng)，甚至包括多個服務器和客戶機在內(nèi)的分布式系統(tǒng)。 WinCC 集生產(chǎn)過程和自動化于一體 ，實現(xiàn)了相互間的集成。 從工業(yè)自動化系統(tǒng)的發(fā)展來看， PLC 技術、總線和通訊技術、診斷技術等，早已成為 HMI/SCADA 軟件的核心技術；從軟件工業(yè)和 IT 技術的發(fā)展來看，客戶機 /服務器系統(tǒng)、 Web 技術、組件技術、數(shù)據(jù)庫技術、軟件冗余技術乃至方興未艾的 XML 和 NET 技術等，都已經(jīng)滲透到 HMI/SCADA 軟件開發(fā)、工程實施及運行的各個階段。西門子公司的 HMI/SCADA 軟件系統(tǒng) WinCC 正是這樣的系統(tǒng)。 WinCC 承襲了西門子公司的 TIA 產(chǎn)品家族技術先進和相互間無縫集成的特點。 作為 SIMATIC 全集成自動化系統(tǒng)的重 要組成部分， WinCC 確保與 STMATIC S5 S7和 505 系列的 PLC 連接的方便和通訊的高效； WinCC 與 STEP7 編程軟件的緊密結(jié)合縮短了項目開發(fā)的周期。此外， WinCC 還有對 SIMATIC PLC 進行系統(tǒng)診斷的選項，給硬件維護提供了方便。 黑龍江建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 7 WinCC 的設計原則 WinCC 的設計原則如下： 先進性原則：控制方案功能強、技術先進、合理。采用先進的體系結(jié)構，選用先進成熟的技術和設備及軟硬件平臺，營造高起點的系統(tǒng)開發(fā)與應用環(huán)境，使系統(tǒng)能隨著科學技術的發(fā)展而不斷平滑升級。 安全性 、可靠性原則：設備運行可靠、性能穩(wěn)定。方案中所選擇的每個元件設備其 MTBF必須滿足系統(tǒng)運行要求；設備應具有自檢、自診斷功能；系統(tǒng)應能及早發(fā)現(xiàn)設備故障，避免發(fā)生事故，局部故障不造成錯誤輸出，并能自動報警；現(xiàn)地單井站應具有必要的冗余配置；信息采集及控制輸出，要考慮多重軟件硬件閉鎖。 實用性原則：應充分考慮利用資源，能使用戶最方便地實現(xiàn)各種功能。實現(xiàn)供水泵運行優(yōu)化合理調(diào)度：充分考慮用戶的使用頻度和應用程度，設置系統(tǒng)控制流程、合理設計存儲 Rill務體系，使操作、維護簡單方便。 經(jīng)濟性 原則： 采用最合理的方案， 最大程度的保護廠方原有的投資使設備運行經(jīng)濟節(jié)能、運行維護費用低；達到最優(yōu)的性能／價格比。 開放性原則：系統(tǒng)設計采用開放技術、開放結(jié)構、開放系統(tǒng)組件和開放用戶接口，以 方便 網(wǎng)絡的維護、擴展升級 以 及 與 外界信息的溝通，易于擴展，以降低二次投資。 靈活性原則：采用積木式模塊組合和結(jié)構化設計，使系統(tǒng)配置靈活，滿足系統(tǒng)逐步到位的建網(wǎng)原則，使網(wǎng)絡具有強大的可增長性和強壯性。 S7300 PLC 系統(tǒng)介紹 S7300 PLC 即可編程控制器， S7300 PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操 作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器 ， 用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程 [3]。 PLC 的結(jié)構 PLC 和一般的微型計算機基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。PLC 的硬件系統(tǒng)由微處理器 (CPU)、存儲器 (EPROM， ROM)、輸入輸出 (I/O)部件、電源部件、編程器、 I/O 擴展單元和其他外圍設備組成。各部分通過總線 (電源總線、控制總黑龍江建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 8 線、地址總線、數(shù)據(jù)總線 )連接而成 [4]。其結(jié) 構簡圖如下： 圖 PLC 硬件結(jié)構圖 PLC 的軟件系統(tǒng)是指 PLC 所使用的各種程序的集合，通?？煞譃橄到y(tǒng)程序和用戶程序兩大部分。系統(tǒng)程序是每一個 PLC 成品必須包括的部分，由 PLC 廠家提供，用于控制 PLC 本身的運行，系統(tǒng)程序固化在 EPROM 中。用戶程序是由用戶根據(jù)控制需要而編寫的程序。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個完整的 PLC 系統(tǒng)，他們是相輔相成，缺一不可的。 PLC 的特點 [4] 可編程序控制器是一種以微機處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置，其實質(zhì)是一種工業(yè)控制用的專用計算機。國內(nèi)外現(xiàn)有的機 械手系統(tǒng)，它們的控制形式大都采用可編程序控制器控制，特別是在智能化要求程度高容量大的現(xiàn)代化工業(yè)機械手系統(tǒng)中應用更為普遍。 其主要原因是因為 PLC 具有以下優(yōu)點： 靈活、通用 在繼電器控制系統(tǒng)中，使用的控制器件是大量的繼電器，整個系統(tǒng)是根據(jù)設計好的電器控制圖，由人工布線、焊接、固定等手段組裝完成的，其過程費時費力。而可編程輸出部件 外設I/O接口 存儲器 EPROM 微處理器 運算器 控制器 電源 輸入部件 I/O 擴展接口 I/O 擴展單元 受控元件 輸入信號 外部設備 黑龍江建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 9 控制器是通過存儲在存儲器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的，如果控制功能需要改變的話，只需要修改程序以及改動極少量的接線即可。而且，同一臺可編程控制器還可以用于不同的控制對象，只要改變軟件就可以實現(xiàn)不同 的控制要求，因此具有很大的靈活性、通用性。 可靠性高、抗干擾能力強 對于機械手系統(tǒng)來說，可靠性、抗干擾能力是非常重要的指標，如何能在各種工作環(huán)境和條件 (如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等 )下，平穩(wěn)可靠的工作，將故障率降至最低，是研制每一種控制系統(tǒng)必須考慮的問題。 現(xiàn)代 PLC 采用了集成度很高的微電子器件，大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，其可靠性程度是使用機械觸點的繼電器所無法比擬的。 操作方便、維修容易 PLC 采用電氣操作人員熟悉的梯形圖和功能助記符編程，使用戶十分方便的讀懂程序和編寫、修改程 序。對于使用者來說，幾乎不需要專門的計算機知識。工程師編好的程序十分清晰直觀，只要寫好操作說明書，操作人員經(jīng)短期的學習就可以使用。 功能強 現(xiàn)代 PLC 不僅具有條件控制、計時、計數(shù)和步進等控制功能，而且還能完成 A/D、D/A 轉(zhuǎn)換、數(shù)字運算和數(shù)據(jù)處理以及通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控等。因此，它既可控制開關量，又可控制模擬量；既可控制一個機械手，又可控制一個機械手群；既可控制簡單系統(tǒng)，又可控制復雜系統(tǒng)；既可現(xiàn)場控制，又可遠程控制。 黑龍江建筑職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 10 3 鋼化玻璃 PLC 監(jiān)控系統(tǒng)設計 監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理 該鋼化玻璃生 產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)主要分為控制與監(jiān)控兩個部分。其中控制部分通過可編程控制器來控制，控制內(nèi)容主要包括：玻璃的上片工段、加熱工段、冷卻工段、下片工段這四道工序。 基本結(jié)構框圖如圖 所示。 圖 系統(tǒng)結(jié)構框圖 上片工段 該部分的控制輸入電壓為 220V，通過變頻器加到電機上