【文章內(nèi)容簡介】 創(chuàng)建項(xiàng)目并且進(jìn)行硬件組態(tài):設(shè)計(jì)流程圖36 STEP7項(xiàng)目創(chuàng)建方式項(xiàng)目創(chuàng)建一般步驟： 7項(xiàng)目 7項(xiàng)目 5. 硬件組態(tài) STEP 7編程語言 STEP 7是S7300/400系列PLC應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件包，所支持的PLC編程語言非常豐富。該軟件的標(biāo)準(zhǔn)版支持STL（語句表）、LAD（梯形圖）及FBD（功能塊圖）3種基本編程語言，并且在STEP 7中可以相互轉(zhuǎn)換。專業(yè)版附加對GRAPH（順序功能圖）、SCL（結(jié)構(gòu)化控制語言）、HiGraph（圖形編程語言）、CFC（連續(xù)功能圖）等編程語言的支持。不同的編程語言可供不同知識背景的人員采用[6]。 創(chuàng)建項(xiàng)目（1）SIMATIC Manager 集中管理系統(tǒng)所有的工具軟件和數(shù)據(jù)。（2）符號編輯器 定義符號名稱、數(shù)據(jù)類型和全局變量的注釋。（3）硬件配置 配置系統(tǒng)和對各種模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。(4) 通信 配置連接及定義經(jīng)MPI連接的組件及周期性數(shù)據(jù)傳送；定義用MPI、PROFIBUS、或者工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的連接及數(shù)據(jù)傳送。（5）信息功能 快速瀏覽CPU數(shù)據(jù)和控制程序在運(yùn)行中的故障原因。SIMATIC Manager 界面窗口如下圖所示圖37 SIMATIC Manager 界面窗口硬件組態(tài)窗口圖38 硬件組態(tài)窗口根據(jù)工藝需求統(tǒng)計(jì)輸入輸出量包括開關(guān)量模擬量，并選擇合適的模塊組態(tài)。建立符號表并為相應(yīng)的變量分配地址。為了簡化系統(tǒng)將原本設(shè)計(jì)要求的六種餾分簡化到兩種，這樣儲罐就減少到四個(gè)，其它的儲罐動作程序與這兩個(gè)類似。一號槽為電源模塊將市電220V轉(zhuǎn)換為PLC需要的24V直流電，并驅(qū)動外部負(fù)載。CPU模塊提供數(shù)字量輸入輸出和模擬量輸入輸出模塊。位于機(jī)架最右端的是西門子S7300用于串行通信的CP341模塊，在本系統(tǒng)中主要完成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與現(xiàn)場設(shè)備的通信。圖39 變量符號表圖310 程序結(jié)構(gòu)圖圖311 PLC程序執(zhí)行過程 PLC I/O 電氣接線圖圖312 PLC I/O電氣接線圖將輸入設(shè)備，傳感器連接到PLC的輸入端子。將輸出設(shè)備，閥，泵，電機(jī)等連接到輸出端子。：在程序中需要用到FB41 PID控制模塊，該模塊是進(jìn)行模擬量控制的模塊，可以完成恒壓、恒溫等控制功能。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中FC1，F(xiàn)C2中對于管道流量和鍋爐溫度的控制采用FB41模塊完成。FB41相當(dāng)于一個(gè)子程序，它是用來實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算的，我們只需要每隔一段時(shí)間去調(diào)用這一“子程序”就可以實(shí)現(xiàn)PID控制。所以我們在OB35里調(diào)用FB41就可以了，調(diào)用的頻率可以在屬性里面設(shè)置。所有的輸入?yún)?shù)：　　　　COM_RST: BOOL: 重新啟動PID：　　MAN_ON： BOOL：手動值ON；　　　PEPER_ON： BOOL：過程變量外圍值ON； P_SEL： BOOL：比例選擇位； 　　I_SEL： BOOL：積分選擇位；INT_HOLD BOOL：積分保持，I_ITL_ON BOOL：積分初值有效，D_SEL ： BOOL：微分選擇位，CYCLE ：TIMEPID采樣周期一般設(shè)為200MS；SP_INT： REAL：PID的給定值；　　MAN ： REAL：手動值，由MANON選擇有效；GAIN ： REAL：比例增益；　　TI ：TIME：積分時(shí)間；TD ：TIME：微分時(shí)間；DEADB_W： REAL：死區(qū)寬度；LMN_HLM： REAL：PID上極限，一般是100%；　　LMN_LLM：REAL：PID下極限；一般為0%，PVFAC：REAL：過程變量比例因子；　　PV_OFF： REAL：過程變量偏置值（OFFSET）；　　LMN_FAC： REAL：PID輸出值比例因子；　　LMN_OFF： REAL：PID輸出值偏置值（OFFSET）；　　I_ITLVAL：REAL：PID的積分初值；有IITLON選擇有效；　　DISV ：REAL：允許的擾動量，前饋控制加入，一般不設(shè)置；　　　　B：部分輸出參數(shù)說明：　　LMN ：REAL：PID輸出；程序編寫見附錄2 。 介紹： 組態(tài)的基本概念組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)SCADA（Supervisory Control and DataAcquisition軟件平臺工具，是工業(yè)應(yīng)用軟件的一個(gè)組成部分。它具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目，使用方式靈活，功能強(qiáng)大。目前組態(tài)軟件的發(fā)展迅猛，已經(jīng)擴(kuò)展到企業(yè)信息管理系統(tǒng)，管理和控制一體化，遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)以及在互聯(lián)網(wǎng)上的一系列的數(shù)據(jù)整合。當(dāng)前國內(nèi)流行的組態(tài)軟件主要有組態(tài)王、MCGS、InTouch、WinCC 等。 WinCC 系統(tǒng)概述WinCC 的特點(diǎn)SIMATIC WinCC是第一個(gè)使用最新的32位技術(shù)的過程監(jiān)視系統(tǒng)，具有良好的開放性和靈活性WinCC 是在生產(chǎn)和過程自動化中解決可視化和控制任務(wù)的工業(yè)技術(shù)系統(tǒng)。它提供了使用于工業(yè)的圖形顯示、消息、歸檔以及報(bào)表的功能模版。高性能的過程耦合、快速的畫面更新以及可靠的數(shù)據(jù)使其具有高度的使用性。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集成于復(fù)雜、廣泛的自動控制解決方案成為可能?？梢约赏ㄟ^ODBC和SQL方式的歸檔數(shù)據(jù)訪問。這些機(jī)制使WinCC成為Windows世界中性能卓越、善于溝通的伙伴[7]。WinCC 編輯器 圖形編輯器 圖形編輯器是一種用于創(chuàng)建過程畫面的面向矢量的作圖程序。也可以用包含在對象和樣式選項(xiàng)板中的眾多的圖形對象來創(chuàng)建復(fù)雜的過程畫面?？梢酝ㄟ^動作編程將動態(tài)添加到單個(gè)圖形對象上。向?qū)峁┝俗詣由傻膭討B(tài)支持并將它們鏈接到對象。也可以在庫中存儲自己的圖形對象。報(bào)警記錄提供了顯示和操作選項(xiàng)來獲取和歸檔結(jié)果。可以任意的選擇消息塊、消息級別、消息類別、消息顯示以及報(bào)表。系統(tǒng)向?qū)Ш徒M態(tài)對話框在組態(tài)期間提供相應(yīng)的支持。為在運(yùn)行中顯示消息,可以使用包含在圖形編輯器的對象選項(xiàng)板中的報(bào)警控件。變量記錄 變量記錄被用來從運(yùn)行過程中采集數(shù)據(jù)并準(zhǔn)備將它們顯示和歸檔?？梢宰杂傻倪x擇歸檔、采集和歸檔定時(shí)器的數(shù)據(jù)格式?？梢酝ㄟ^WinCC 在線趨勢和表格控件顯示過程值，并分別在趨勢和表格形式下顯示。 報(bào)表編輯器 報(bào)表編輯器時(shí)為消息、操作、歸檔內(nèi)容和當(dāng)前或已歸檔的數(shù)據(jù)的定時(shí)器或事件控制文檔的集成的報(bào)表系統(tǒng)，可以有選擇用戶報(bào)表或項(xiàng)目文檔的形式。提供了舒適的帶工具和圖選項(xiàng)板的用戶界面，同時(shí)支持各種報(bào)表類型。具有多種標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)布局和打印作業(yè)。創(chuàng)建項(xiàng)目啟動運(yùn)行系統(tǒng)建立WinCC與PLC間通訊的步驟創(chuàng)建 WinCC 站與自動化系統(tǒng)之間的物理連接。在 WinCC項(xiàng)目中添加適當(dāng)?shù)耐ǖ莉?qū)動程序。在通道驅(qū)動程序適當(dāng)?shù)耐ǖ绬卧陆⑴c制訂通訊伙伴的連接。在連接下建立變量。WinCC 變量管理器管理運(yùn)行時(shí)的WinCC 變量。它的任務(wù)是從過程中取出請求的PLC變量值。WinCC與S7300 PLC 的通訊（1） 添加驅(qū)動程序WinCC 提供了一個(gè)稱為SIMATIC S7 Protocol Suite的通訊驅(qū)動程序。此通訊驅(qū)動程序支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和類型，通過它通道單元與各種SIMATIC S7300、S7400 PLC進(jìn)行通訊（2） WinCC通道單元WinCC 通訊驅(qū)動程序所支持的通訊協(xié)議有工業(yè)以太網(wǎng)Industrial、Ethenet、MPI、Propibus 和TCP/IP 等。2. 組態(tài)工程項(xiàng)目（1）建立一個(gè)新項(xiàng)目 （2）設(shè)置啟動屬性 （3）建立內(nèi)部變量（4）建立過程畫面 （5）編輯畫面圖314 廢油再生系統(tǒng)過程監(jiān)控畫面（6）設(shè)置畫面對象的屬性畫面上的圖形要?jiǎng)討B(tài)地變化，必須將對象的某個(gè)屬性與變量相關(guān)連。（7）添加一個(gè)“輸入/輸出域”對象將在畫面中創(chuàng)建若干個(gè)溫度顯示域和液位顯示這時(shí)需要用到組態(tài)軟件中的另一個(gè)對象“輸入/輸出域”，此對象不但可以顯示變量值，還可以改變變量的值。通過它可以觀察畫面中相關(guān)量的當(dāng)前值，并且可以輸入你想要達(dá)到的參數(shù)值。（8）運(yùn)行工程 選擇 WinCC 資源管理器主菜單“文件”“激活”，也可以直接單擊工具欄上的圖標(biāo)，運(yùn)行工程。（9）使用變量模擬仿真器如果WinCC 沒有聯(lián)接到PLC，而又想測試項(xiàng)目的運(yùn)行狀況，則可以使用WinCC 提供的工具軟件變量模擬器（WinCC Tag Simulator）來模擬變量的變化。4 現(xiàn)場總線 現(xiàn)場總線 現(xiàn)場總線概念現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。現(xiàn)場總線是企業(yè)的底層數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線定義為應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場，在微機(jī)化測量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。它廣泛應(yīng)用于制造業(yè)、流程工業(yè)、樓宇、交通等領(lǐng)域的自動化系統(tǒng)中?，F(xiàn)場總線導(dǎo)致傳統(tǒng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，形成了新的網(wǎng)絡(luò)集成式全分布控制系統(tǒng)—現(xiàn)場總線系統(tǒng)（FCS）。這是第五代控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。傳統(tǒng)模擬控制系統(tǒng)采用一對一的設(shè)備連線，按控制回路分別進(jìn)行連線。位于現(xiàn)場的測試變送其與位于控制室控制器之間，控制器與位于現(xiàn)場的執(zhí)行器之間，均為一對一的物理連接。現(xiàn)場控制設(shè)備具有通信功能，便于構(gòu)成工廠底層控制網(wǎng)絡(luò)。 通信標(biāo)準(zhǔn)的公開、一致，使系統(tǒng)具備開放性，設(shè)備間具有互可操作性。 功能塊與結(jié)構(gòu)的規(guī)范化使相同功能的設(shè)備間具有互換性。控制功能下放到現(xiàn)場，使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具備高度的分散性。由于采用數(shù)字信號代替模擬信號，因而可實(shí)現(xiàn)一對電線傳輸多路信號，同時(shí)又為多個(gè)現(xiàn)場總線設(shè)備提供電源；現(xiàn)場總線設(shè)備以外不再需要A/D,D/A轉(zhuǎn)換部件。這樣就為簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、節(jié)約硬件設(shè)備、節(jié)約連接電纜與各種安裝、維護(hù)費(fèi)用創(chuàng)造了條件。 現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)圖總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 現(xiàn)場總線技術(shù)將專用微處理器置入傳統(tǒng)的測量控制儀表，使它們各自都具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力，成為能獨(dú)立承擔(dān)某些控制、通信任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。它們分別通過不同雙絞線等多種傳輸介質(zhì)作為總線，把多個(gè)測量控制儀表、計(jì)算機(jī)等作為節(jié)點(diǎn)連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于生產(chǎn)控制現(xiàn)場的多個(gè)微機(jī)化測量控制設(shè)備之間，以及現(xiàn)場儀表與遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成各種適應(yīng)實(shí)際需要的自動控制系統(tǒng)。簡而言之，它把單個(gè)分散的測量控制設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以現(xiàn)場總線為紐帶，連接成可以相互溝通信息、共同完成自控任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。它給自動化領(lǐng)域帶來的變化，如同計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)給計(jì)算機(jī)的功能、作用帶來的變化。如果說，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)把人類引入到信息時(shí)代，那么現(xiàn)場總線則使自控系統(tǒng)與設(shè)備加入到信息網(wǎng)絡(luò)的行列，成為企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的底層，使企業(yè)信息溝通的覆蓋范圍一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場。因此，把現(xiàn)場總線技術(shù)說成一個(gè)控制技術(shù)新時(shí)代的開端并不過分。 Profibus現(xiàn)場總線PROFIBUS 是一種具有廣泛應(yīng)用范圍的、開放的數(shù)字通信系統(tǒng)，在集中自動化系統(tǒng)向分散自動化系統(tǒng)轉(zhuǎn)移方面是一種重大突破。由于PROFIBUS一直側(cè)重于系統(tǒng)集成和系統(tǒng)工程等方面，尤其是側(cè)重于應(yīng)用行規(guī)的研究開發(fā)，使得該總線具有適合于快速、時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用和復(fù)雜的通信任務(wù)的特點(diǎn)，成為唯一能夠全面覆蓋工廠自動化和過程自動化應(yīng)用的現(xiàn)場總線，特別適用于工廠自動化和過程自動化領(lǐng)域。因而從誕生至今，PROFIBUS 在現(xiàn)場總線技術(shù)領(lǐng)域一直是國際市場上的領(lǐng)導(dǎo)者。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通訊的本質(zhì)是RS485串口通訊，按照不同的行業(yè)應(yīng)用，主要有三種通訊行規(guī)：DP（Decentralized Peripherals），F(xiàn)MS（Field Message Specification）和PA（Process Automation）行規(guī)。(1) PROFIBUS是一種國際化．開放式．不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。廣泛適用于制造業(yè)自動化．流程工業(yè)自動化和樓宇．交通電力等其他領(lǐng)域自動化。(2) PROFIBUS由三個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUS－DP（ Decentralized Periphery）．PROFIBUS－PA（Process Automation ）．PROFIBUSFMS (Fieldbus Message Specification )。　(3) PROFIBUS – DP: 是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級控制系統(tǒng)與分散式I／O的通信。使用PROFIBUS－DP可取代辦24VDC或4－20mA信號傳輸?！　ORFIBUS－PA：專為過程自動化設(shè)計(jì)，可使傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)在一根總線上，并有本征安全規(guī)范。PROFIBUS－FMS：用于車間級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)令牌結(jié)構(gòu)．實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)?！?4) PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術(shù)。可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設(shè)備智能化提供了可行的解決方案?！　? 與其它現(xiàn)場總線系統(tǒng)相比，PROFIBUS的最大優(yōu)點(diǎn)在于具有穩(wěn)定的國際標(biāo)準(zhǔn)EN50170作保證，并經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證具有普遍性。目前已應(yīng)用的領(lǐng)域包括加工制造．過程控制和自動化等。PROFIBUS開放性和不依賴