【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 發(fā)生故障，則需停車檢修。若無故障，則進(jìn)行電機(jī)的調(diào)速；5) 電機(jī)運(yùn)行結(jié)束后，閥門C將自動(dòng)打開，此時(shí)需判斷閥門C是否出故障，如果出故障，則需停車檢修。若無故障，則向成品罐中注入生成的產(chǎn)品，并進(jìn)行5s的排空；6) 此次動(dòng)作結(jié)束。下位機(jī)程序流程圖如圖31所示。圖31 程序流程圖 下位機(jī)程序分析1．進(jìn)入STEP7軟件，進(jìn)行硬件選擇，如圖32所示。 圖32系統(tǒng)硬件選擇2．打開符號(hào)編輯器，在編輯器中添加程序所需變量，如圖33所示。圖33 符號(hào)編輯器中的符號(hào)設(shè)置3．打開OB1塊，進(jìn)行程序編寫。程序段1，2分析如下：程序段1，2為系統(tǒng)啟停程序段。，使以下每段程序運(yùn)行之前，才能進(jìn)行工作。，一旦啟用停止按鈕，達(dá)到系統(tǒng)停車的目的。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，A、B、C閥門以及電機(jī)出現(xiàn)故障，或在注料動(dòng)作發(fā)生時(shí)，傳感器檢測(cè)到儲(chǔ)物罐內(nèi)液體為高液面，系統(tǒng)停止運(yùn)行。程序段3—6分析如下：通過定時(shí)器對(duì)閥門打開時(shí)間的定時(shí)，對(duì)液體混合比例進(jìn)行控制。通過對(duì)閥門A打開的時(shí)間定時(shí)為5s，對(duì)閥門B打開的時(shí)間定時(shí)為8s，即可設(shè)置配方A的比例為5:8。程序段7—10分析如下：通過定時(shí)器對(duì)閥門打開時(shí)間的定時(shí)，對(duì)液體混合比例進(jìn)行控制。通過對(duì)閥門A打開的時(shí)間定時(shí)為3s，對(duì)閥門B打開的時(shí)間定時(shí)為4s，即可設(shè)置配方A的比例為3:4。程序段11—14分析如下：通過定時(shí)器對(duì)閥門打開時(shí)間的定時(shí)，對(duì)液體混合比例進(jìn)行控制。通過對(duì)閥門A打開的時(shí)間定時(shí)為6s，對(duì)閥門B打開的時(shí)間定時(shí)為5s，即可設(shè)置配方A的比例為6:5。程序段3—14為配方選擇程序段。配方選擇是液體混合控制系統(tǒng)的主要組成部分，根據(jù)不同配方，生產(chǎn)不同產(chǎn)品。利用定時(shí)器進(jìn)行閥門定時(shí)，對(duì)液體混合比例進(jìn)行控制。，，手動(dòng)控制按鈕可以避免3種配方混合出錯(cuò)，使每個(gè)配方都獨(dú)立的進(jìn)行操作。這種方法，簡(jiǎn)單易行，操作可靠。操作人員能夠很容易的掌握操作方法[5]。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)開始運(yùn)行，使液體混合充分，達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求。在本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)控制要求，利用變頻器的調(diào)節(jié)去調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，首先使電機(jī)進(jìn)行5s的慢速攪拌，然后再進(jìn)行5s的快速攪拌。程序段21分析如下：程序段21為停止電機(jī)運(yùn)行程序段。程序段22為儲(chǔ)物罐注料程序段。液體混合攪拌完成之后，要使新生成的產(chǎn)品注入儲(chǔ)物罐。當(dāng)電機(jī)快速運(yùn)行結(jié)束時(shí)，閥門C打開，使產(chǎn)品注入到儲(chǔ)物罐。程序段23，24分析如下：程序段23，24為控制排空程序段。在混合罐內(nèi)的最低處，有液面?zhèn)鞲衅鱈2，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程中，開始進(jìn)行5s的排空。，當(dāng)進(jìn)料罐開始進(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)，則需打開閥C進(jìn)行排空，以免發(fā)生浪費(fèi)原料的現(xiàn)象[6]。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。此次變量規(guī)整利于上位機(jī)組態(tài)與變量連接，在3種配方下的A，B閥門狀態(tài)，在上位機(jī)中，統(tǒng)一規(guī)整為一種A，B閥門狀態(tài)，將電機(jī)的慢速運(yùn)行，快速運(yùn)行統(tǒng)一規(guī)整為電機(jī)運(yùn)行。這樣規(guī)整有利于上位機(jī)的畫面運(yùn)行，以及畫面觀察。在STEP7的仿真中，可以明晰的觀察到各個(gè)變量的狀態(tài)。程序段29—32程序段分析如下：程序段29—32程序段為手動(dòng)故障控制程序段。本次設(shè)計(jì)主要是液體混合控制的仿真設(shè)計(jì)，所以不能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)故障的檢測(cè)，所以在下位機(jī)程序中，需要進(jìn)行手動(dòng)故障的控制，A、B、C3個(gè)閥門以及電機(jī)是本次設(shè)計(jì)的主要故障點(diǎn)，一旦以上四個(gè)故障點(diǎn)中的任意一個(gè)發(fā)生故障，則系統(tǒng)停止運(yùn)行，需要工作人員進(jìn)行檢修。檢修結(jié)束后，要進(jìn)行報(bào)警復(fù)位。詳細(xì)下位機(jī)程序見附錄A。程序段33分析如下：報(bào)警復(fù)位。4．利用STEP仿真器，對(duì)下位機(jī)程序進(jìn)行仿真，如圖34所示。圖34 系統(tǒng)仿真畫面第4章 上位機(jī)WinCC軟件組態(tài) WinCC組態(tài)軟件簡(jiǎn)介西門子視窗控制中心SIMATIC WinCC（Windows Control Center）是HMI/SCADA軟件中的后起之秀，1996年進(jìn)入世界工控組態(tài)軟件市場(chǎng)，當(dāng)年就被美國Control Engineering 雜志評(píng)為最佳HMI軟件，以最短的時(shí)間發(fā)展成第三個(gè)在世界范圍內(nèi)成功的SCADA系統(tǒng)；而在歐洲，它無可爭(zhēng)議的成為第一。WinCC SQL Server 2000(WinCC )數(shù)據(jù)庫進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歸檔，同時(shí)具有Web瀏覽器功能。作為SIMATIC全集成自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，WinCC確保與SIMATIC 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(xiàng)目開發(fā)的周期。此外，WinCC還有對(duì)SIMATIC PLC 進(jìn)行系統(tǒng)診斷的選項(xiàng)，給硬件維護(hù)提供了方便。 WinCC系統(tǒng)構(gòu)成WinCC基本系統(tǒng)是很多應(yīng)用程序的核心。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。2．圖形編輯器 圖形編輯器（graphics designer）用于設(shè)計(jì)各種圖形畫面。3．報(bào)警記錄報(bào)警記錄（alarm logging）負(fù)責(zé)采集和歸檔報(bào)警消息。4．變量歸檔變量歸檔（tag logging）負(fù)責(zé)處理測(cè)量值，并長(zhǎng)期存儲(chǔ)所記錄的過程值。5．報(bào)表編輯器報(bào)表編輯器（report designer）提供許多標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)表，也可以設(shè)計(jì)各種格式的報(bào)表，并可按照預(yù)定的時(shí)間進(jìn)行打印。6．全局腳本全局腳本（global script）是系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員用ANSIC及Visual Basic 編寫的代碼，以滿足項(xiàng)目的需要。7．文本庫文本庫（text library）編輯不同語言版本下的文本消息。8．用戶管理器用戶管理器（user administrator）用來分配，管理和監(jiān)控用戶對(duì)組態(tài)和運(yùn)行系統(tǒng)的訪問權(quán)限。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(duì)象和ActiveX控件。 本設(shè)計(jì)中WinCC的組態(tài)過程 創(chuàng)建項(xiàng)目打開WinCC后，在文件中點(diǎn)擊新建，將出現(xiàn)WinCC項(xiàng)目管理器畫面，選擇單用戶項(xiàng)目后點(diǎn)擊確定后出現(xiàn)創(chuàng)建新畫面對(duì)話框，在項(xiàng)目名稱欄里添加好項(xiàng)目名稱后點(diǎn)擊創(chuàng)建即可完成，如圖41，42所示。 圖41 項(xiàng)目管理器 圖42 創(chuàng)建新項(xiàng)目 創(chuàng)建主畫面單擊圖形編輯器，在屏幕右側(cè)單擊右鍵，點(diǎn)擊新建畫面，在所得新畫面之后，點(diǎn)擊右鍵，進(jìn)行重命名，如圖43所示。 圖43 主畫面創(chuàng)建在創(chuàng)建主畫面之后，點(diǎn)擊進(jìn)入，開始畫面的編輯，將本次設(shè)計(jì)的工藝流程圖編輯到主畫面，編輯過程如圖44，45所示。 圖44 打開圖庫 圖45 畫面編輯在主畫面創(chuàng)建過程中，需要將每個(gè)部件進(jìn)行編組，便于對(duì)部件的編輯，對(duì)于詳細(xì)的畫面編輯過程，本文不予一一解釋，按照以上編輯過程，得主畫面如圖46所示。 圖46 主畫面流程圖在主畫面中，添加按鈕是一項(xiàng)非常重要的工作，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可以通過按鈕去改變所處界面，添加按鈕過程如圖47所示。 圖47 按鈕組態(tài)過程在右側(cè)對(duì)象選項(xiàng)板內(nèi)選擇窗口對(duì)象，點(diǎn)擊按鈕，在畫面上用鼠標(biāo)拖動(dòng)，則出現(xiàn)按鈕，點(diǎn)擊右鍵屬性對(duì)按鈕進(jìn)行文本設(shè)置，之后點(diǎn)擊右鍵組態(tài)對(duì)話框，在最下方，單擊鼠標(biāo)改變畫面一欄中，點(diǎn)擊后面圖標(biāo)，選擇要點(diǎn)擊按鈕需進(jìn)入的畫面即可。 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(gè)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(jī)密泄露的問題，所以本次設(shè)計(jì)在上位機(jī)組態(tài)中，添加了登錄畫，添加過程，如圖48所示。 圖48 用戶管理點(diǎn)擊用戶管理器，在授權(quán)欄里選中改變畫面，進(jìn)行登錄名，密碼的設(shè)置，然后進(jìn)入已新建的登錄畫面中。在右側(cè)的對(duì)象選項(xiàng)板中選擇窗口對(duì)象中的按鈕，然后對(duì)按鈕進(jìn)行組態(tài)，點(diǎn)擊右鍵對(duì)象屬性，選擇事件，點(diǎn)擊按鈕中的鼠標(biāo)動(dòng)作，單擊右鍵進(jìn)入C動(dòng)作，對(duì)于用戶登錄及進(jìn)入畫面需要輸入不同的腳本程序，點(diǎn)擊確定，即可完成對(duì)按鈕的組態(tài)。 用于用戶登錄按鈕的添加程序如下：pragma code()include pragma code()PWRTLogin(39。139。)。SetTagBit(denglu，1)。用于進(jìn)入系統(tǒng)按鈕的添加程序入下：SetTagBit(denglu，0)。 OpenPicture()。組態(tài)過程如圖49,410所示。圖49 設(shè)置對(duì)象屬性 圖410 添加腳本程序在登錄畫面中，也可插入圖片，點(diǎn)擊對(duì)象選項(xiàng)板中的智能對(duì)象，點(diǎn)擊圖形對(duì)象，即可在圖庫里添加圖片。系統(tǒng)登錄畫面如圖411所示。 圖411系統(tǒng)登錄畫面 創(chuàng)建變量在上位機(jī)組態(tài)中，變量的創(chuàng)建是實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫的主要步驟，創(chuàng)建過程如圖412，413所示。 圖412 添加驅(qū)動(dòng)程序 圖413變量創(chuàng)建點(diǎn)擊變量管理右鍵，添加新的驅(qū)動(dòng)程序，選擇SIMATIC S7 Protocol ，點(diǎn)擊確認(rèn)，將在變量管理欄中出現(xiàn)這一項(xiàng)，選擇MPI，在其右側(cè)區(qū)域，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇新程序驅(qū)動(dòng)鏈接，要注意，在屬性中，需將插槽號(hào)改為2，否則會(huì)導(dǎo)致上位機(jī)與下位機(jī)無法通訊。在其內(nèi)部即可新建所需變量。本設(shè)計(jì)在上位機(jī)組態(tài)中，所需變量主要由以下變量組成：1．控制開關(guān)變量：Astart,Bstart,Cstart,motorstart。2．手動(dòng)故障變量：Afault,Bfault,Cfault,motorfault。3．報(bào)警變量：Aalarm,Balarm,Calarm,Malarm，levelalarm。4．液位檢測(cè)變量：HH,HL. 主畫面上的變量鏈接變量鏈接是上位機(jī)與下位機(jī)通訊的重要步驟，如果不能夠進(jìn)行正確的變量鏈接，則會(huì)導(dǎo)致上位機(jī)與下位機(jī)通訊出錯(cuò)。打開主畫面后，選中所需鏈接的對(duì)象，點(diǎn)擊右鍵屬性，在背景顏色后的動(dòng)態(tài)欄中點(diǎn)擊右鍵，選擇動(dòng)態(tài)對(duì)話框項(xiàng)，在表達(dá)式中選擇所要鏈接的變量，選擇合適的數(shù)據(jù)類型與背景顏色，即可完成變量的鏈接。變量鏈接主要步驟如圖414，415所示。圖414 設(shè)置對(duì)象屬性圖415 變量鏈接 創(chuàng)建報(bào)警畫面在所有工業(yè)生產(chǎn)中，都會(huì)不可避免的發(fā)生一些隨機(jī)的故障，所以在控制系統(tǒng)中，需要對(duì)報(bào)警進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示，才能對(duì)故障進(jìn)行實(shí)時(shí)的維修，盡可能減少損失。本次設(shè)計(jì)中，在上位機(jī)中添加了報(bào)警畫面，以便對(duì)故障進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。在編輯報(bào)警畫面之前，要進(jìn)行報(bào)警記錄以及變量記錄的編輯，才能使報(bào)警畫面在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。在報(bào)警記錄頁面中，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