【文章內(nèi)容簡介】 集成中不可缺少的關(guān)鍵組成部分。 西門子公司的 WinCC是 Windows Control Center(視窗控制中心 )的簡稱。 它集成了 SCADA、組態(tài)、腳本 (Script)語言和 OPC等先進(jìn)技術(shù)，為用戶提供了 Windows操作系統(tǒng) (W1ndows 2021 或 XP)環(huán)境下使用各種通用軟件的功能。 WinCC 繼承了西門子公司的全集成自動(dòng)化 (TIA)產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)和無縫集成的特點(diǎn)。 WinCC 運(yùn)行于個(gè)人計(jì)算機(jī)環(huán)境，可以與多種自動(dòng)化 設(shè)備及控制軟件集成，具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目、可視窗口和菜單選項(xiàng)，使用方式靈活，功能齊全。用戶在其重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 自動(dòng) 配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 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面、監(jiān)視畫面、控制畫面、報(bào)警畫面、實(shí)時(shí)趨勢曲線、歷史趨勢曲線和打印報(bào)表等。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。 WinCC 的另一個(gè)特點(diǎn)在于其整體開放性，它可以方便地與各種軟件和用戶程序組合在一起，建立友好的人機(jī)界面，滿足實(shí)際需要。用戶也可將 WinCC作為系統(tǒng)擴(kuò)展的基礎(chǔ)，通過開放式接口，開發(fā)其自身需要的應(yīng)用系統(tǒng)。 WinCC 因其具有獨(dú)特的設(shè)計(jì)思想而具有廣闊的應(yīng)用前景。借助于模塊化的設(shè)計(jì)，能以靈活的方式對其加以擴(kuò)展。它不僅能用于單用戶系統(tǒng)，而且能構(gòu)成多用戶系統(tǒng)，甚至包括多個(gè)服務(wù)器和客戶機(jī)在內(nèi)的分布式系統(tǒng)。 WinCC 集生產(chǎn)過程和自動(dòng)化于一體，實(shí)現(xiàn)了相互間的集成。 WINCC 的特點(diǎn) 縱觀 WinCC 系統(tǒng)的特點(diǎn)，我們可以看到兩個(gè)明顯的特征。 一、 WinCC 不是孤立的軟件系統(tǒng)，它時(shí)刻與以下系統(tǒng)集成在一起： 。西門子公司的 PLC 產(chǎn)品，經(jīng)歷了從早期致力于提高運(yùn)行速度，到增強(qiáng)系統(tǒng)通信和 聯(lián)網(wǎng)能力，再到融合了運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)等諸多技術(shù)的 T 系列產(chǎn)品以及故障安全型的 F 系統(tǒng)的發(fā)展階段。在這樣的背景下， WinCC與相應(yīng)的硬件系統(tǒng)緊密結(jié)合，通過統(tǒng)一的組態(tài)和編程、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理及統(tǒng)一的通訊，極大地降低了用戶軟硬件組態(tài)的工程量，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)產(chǎn)品范圍內(nèi)的高度集成。 。從現(xiàn)場總線 PROFIBUS 到工業(yè)以太網(wǎng)，再到PROFINET 技術(shù)和基于組件的自動(dòng)化技術(shù) CBA(ComponentBased Automation)，以及無線通訊解決方案，由于 WinCC 內(nèi)置了基于 S5/S7 協(xié)議的通訊系統(tǒng)， 并提供了大量面向這些系統(tǒng)和技術(shù)的組件，從而為 WinCC 和這些系統(tǒng)的最優(yōu)化通訊和良好的互操作性提供了保證。至于在 WinCC 平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)基于 PROFIBUS 的診斷功能，以及基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理功能等，更是錦上添花之筆。 制造執(zhí)行系統(tǒng) MES(Manufacturing Execution Systems)的集成。 MES系統(tǒng) 作為連接企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)的橋梁，包含了生產(chǎn)訂單管理、原材料管理、生產(chǎn)運(yùn)營記錄、設(shè)備管理、工廠信息管理、生產(chǎn)規(guī)范管理系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)室信息管理等系統(tǒng)，代表著現(xiàn)代化智能工廠發(fā)展的最新潮流。來自 西門子公司的 MES系統(tǒng) SIMATIC IT 正是代表這一潮流的優(yōu)秀系統(tǒng)。通過適當(dāng)?shù)倪m配系統(tǒng)， WinCC可以輕松地集成在該系統(tǒng)下。換言之，實(shí)施了基于 WinCC 的 HMI/SCADA 系統(tǒng)，就為實(shí)施 MES 系統(tǒng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 ，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級的診斷功能。診斷功能包括產(chǎn)品重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 自動(dòng) 配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 和系統(tǒng)的層次，貫穿于工程實(shí)施階段、調(diào)試階段和運(yùn)行階段。配合適當(dāng)?shù)能浻布到y(tǒng)，如 Pr。 Agent 等， WinCC 可以方便地實(shí)現(xiàn)基于不同通訊協(xié)議、從軟件到硬件、從自動(dòng)化站到操作站乃至整個(gè) SCADA 網(wǎng)絡(luò)的診斷。 二、堅(jiān)持開放性和先進(jìn) 性高于一切的理念 ， 開放性和標(biāo)準(zhǔn)化是軟件系統(tǒng)的生命線 ： 。借助 C 腳本，WinCC 幾乎可以通過 Win32 API 無限制地訪問到 Windows 操作系統(tǒng)及該平臺(tái)上各種應(yīng)用的功能，這正是現(xiàn)代 SCADA 系統(tǒng)的魅力所在；而 VB 腳本則從易用性和開發(fā)的快速性上相得益彰。反過來，通過 ODK， WinCC 的整個(gè)組態(tài)和運(yùn)行系統(tǒng)又完全呈現(xiàn)給任何用戶自行開發(fā)的系統(tǒng)，為希望以 WinCC 作為平臺(tái)軟件進(jìn)行工廠管理級軟件和信息系統(tǒng)開發(fā)的用戶提供了絕佳的平臺(tái)。 。數(shù)據(jù)庫 是 SCADA 系統(tǒng)的靈魂。從最基本的單用戶系統(tǒng)開始， WinCC 就內(nèi)置了高效的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。它既可與操作站部署在同一臺(tái) PC上，又可以緊耦合 (中央歸檔服務(wù)器 )或松耦合 (長期歸檔服務(wù)器 )的方式獨(dú)立于操作站配置。通過 ADO， OI。 EDB， SQL 等， WinCC 的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)完全開放，這就為構(gòu)成靈活而高效的 IT和商務(wù)系統(tǒng)做好了充分的準(zhǔn)備。 ，面向多種操作系統(tǒng)平臺(tái)。 WinCC是第一個(gè)完全基于 32 位內(nèi)核的 HMI/SCADA 軟件，因而，各種開放和最新的軟件技術(shù)就成為 WinCC 的代名詞。西門子 公司作為 OPC 規(guī)范的五個(gè)發(fā)起公司之一，在各類產(chǎn)品中廣泛支持 OPC， WinCC 更是囊括了 OPCDA， OPCHDA， OPCASLE 和 OPCXML等多種規(guī)范。與此同時(shí)， WinCC 支持包括 Windows C 正在內(nèi)的多種 Windows 平臺(tái)，能滿足用戶從移動(dòng)式設(shè)備 (如 PDA)到遠(yuǎn)程 客戶機(jī)等各種應(yīng)用需求 。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 自動(dòng) 配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 3 自動(dòng)配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 配料系統(tǒng)簡介 全自動(dòng)配料控制系統(tǒng)在各行業(yè)的應(yīng)用已屢見不鮮，如：冶金，有色金屬，化工，建材，食品等行業(yè)。它是成品生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，特別是有連續(xù)供料要求的行業(yè)，其配比 的過程控制直接影響了成品的質(zhì)量，它是企業(yè)取得最佳經(jīng)濟(jì)效益的先決條件。雖然行業(yè)各自不同的工藝特點(diǎn)對配料控制要求也不同，但其高可靠性，先進(jìn)性，開方性，免維護(hù)性，可擴(kuò)展性是工廠自動(dòng)化 FA所追求的一致目標(biāo) 。 (1) 配料現(xiàn)場粉塵大 , 環(huán)境惡劣 。 (2) 各組份在配方中所占比例不同 , 有時(shí)甚至差異懸殊 。 (3) 配料速度和精度要求高 。 (4) 配方可能經(jīng)常變換、調(diào)整 。 (5) 物料可能受環(huán)境溫度、濕度影響。 自動(dòng)配料系統(tǒng)組成 自動(dòng)配料系統(tǒng)是對粉粒或液體物料進(jìn)行單秤 稱重并按所選配方混合這一工業(yè)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理的自動(dòng)化系統(tǒng) ,已廣泛應(yīng)用于冶金、建材、化工、醫(yī)藥、糧食及飼料等行業(yè)。一般的工業(yè)自動(dòng)配料系統(tǒng)由以下幾部分組成。 (1) 給料部分 :給料部分是從料倉 (或儲(chǔ)罐 )向稱重設(shè)備中加料的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。根據(jù)物料的不同特性 ,可以選用不同的給料設(shè)備 ,如電磁振動(dòng)給料機(jī)、螺旋給料機(jī)、單 (雙 ) 速電磁閥等。 (2) 稱量部分 :稱量部分由傳感器、標(biāo)準(zhǔn)連接件、接線盒和稱量斗組成 ,與稱量儀表一起進(jìn)行物料的稱量以及誤差的檢測。 (3) 排料設(shè)備 :排料可以是稱重設(shè)備 (減量法 ) 或排放設(shè)備 (增量法、零 位法 ) 。通常由排空閥門、電磁振動(dòng)給料機(jī)、螺旋給料機(jī)、電 (氣 ) 動(dòng)閥門等組成。所有設(shè)備均應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的工藝條件和物料的性質(zhì)等進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇。 (4) 配料控制系統(tǒng) :配料控制系統(tǒng)由稱量儀表、可編程控制器、上位工控機(jī)及其它控制器件等組成。 (5) 校秤系統(tǒng) :配料系統(tǒng)傳感器應(yīng)進(jìn)行定期調(diào)校 ,以保證系統(tǒng)配料精度。 配料技術(shù)的最新進(jìn)展 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 自動(dòng) 配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 目前 , 稱重配料系統(tǒng)的流程控制幾乎全部由可編程控制器 (PLC) 來實(shí)現(xiàn) , 上位計(jì)算機(jī)主要用于配方管理、屏幕人機(jī)對話和稱重資料的存儲(chǔ)打印等工作。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展 , 配料系統(tǒng)中的稱量儀表由最初的專用積木式儀表發(fā)展為智能化的工業(yè)控制終端以及專門的配料控制器。配料控制器是用來控制一種或多種物料的配制的微電腦系統(tǒng) , 可以完全或部分取代可編程控制器 , 實(shí)現(xiàn)配料的自動(dòng)化。稱量儀表的功能也由最初的資料顯示發(fā)展為具有自診斷、自動(dòng)零位跟蹤、置零去皮、預(yù)置點(diǎn)輸出、動(dòng)態(tài)稱重、數(shù)據(jù)通信等多項(xiàng)功能。 近年來 , 隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的推廣 , 將傳統(tǒng)的配料控制系統(tǒng)改進(jìn)為基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)成為科技進(jìn)步的必然趨勢。目前 , 許多用于配料的稱重儀表已經(jīng)有了 Profibus、 Modbus 等現(xiàn)場總線接口 ,使 基于現(xiàn)場總線的配料控制系統(tǒng)成為可能 , 基于現(xiàn)場總線的配料控制系統(tǒng)正在迅速推廣。 自動(dòng)配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在氧化鋁生產(chǎn)工藝中 ，為滿足生產(chǎn)的需要，設(shè)計(jì)一套自動(dòng)配料系統(tǒng)。此配料系統(tǒng)將完成 3 種物料（石灰石、鋁礦石、無煙煤）的自動(dòng)配比控制。 自動(dòng)配比方式有 2種，即總量比例控制和主從比例控制。在總量比例控制方式下，操作員只需設(shè)定幾種物料的下料總量，再設(shè)定這幾種物料的配比要求，系統(tǒng)將自動(dòng)計(jì)算出各物料的下料設(shè)定值，分別送到各喂料設(shè)備，自動(dòng)完成各物料的下料量控制，使各物料的下料量滿足總量和比 例的要求。當(dāng)下料總量值或下料比例需要改變時(shí)，操作員只需改變總量值或比例值，系統(tǒng)將立即重新自動(dòng)計(jì)算出各物料新的設(shè)定值，立即更改個(gè)物料的下料量，調(diào)整十分迅速，滿足生產(chǎn)需要。在主從比例控制方式下，操作員只需設(shè)定幾種物料的下料比例，再選取一種物料為主變量，則其他物料的下料量將按比例地跟隨主變量下料量。當(dāng)主變量下料量改變時(shí)，其它物料的下料量立即改變，保證下料比例不變。當(dāng) 需要改變物料下料比例時(shí)，操作員只需改變比例值，各物料的下料量立即按照新的比例設(shè)定。為了使操作更方便，適應(yīng)性更強(qiáng)，可以選取一種或多種或全部物料單獨(dú)控制， 其下料量由操作員完全控制，不隨其它物料變化。本設(shè)計(jì)采用的使主從比例控制。 此 配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括稱重方式選擇、給料方式選擇、生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)方式選擇、配料控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。 在 氧化鋁生產(chǎn) 過程中 , 常用稱量方式有進(jìn)料式稱量和卸料式稱量 2種。進(jìn)料式稱量有 2種實(shí)現(xiàn)方法 , 第 1種方式稱為零位法 ， 即在稱量開始時(shí)通過給料設(shè)備向稱量料斗內(nèi)給料 ,在稱量值達(dá)到設(shè)定值時(shí)停止給料 ， 然后打開閘門將料卸出 ,再從重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 自動(dòng) 配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 零位重新稱量下一物料 。 第 2 種方式稱為增量法 ， 即稱量料斗接收、稱量好一種物料后 ,不排空料斗 ,而是只將電子秤內(nèi)部計(jì) 數(shù)值清零 ,再接收另一物料 顯然 , 零位法的稱量精度比增量法的稱量精度高。 采用進(jìn)料式稱量 , 當(dāng)給料設(shè)備停止給料后 , 還將有一部分物料在空中以自由落體的方式落入稱量料斗 , 這些余料稱為落差。因?yàn)橛新洳畹挠绊?, 增量法稱量物料重量的設(shè)定值應(yīng)為要配制的物料標(biāo)準(zhǔn)重量減去落差值。 而在氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)中，因?yàn)樗湮锪暇鶠楣腆w，又給料機(jī)放料后，在皮帶稱上直接稱量其數(shù)值。 在進(jìn)料式稱量中 , 由于物料本身特性及料斗原因可能造成卸料不凈 , 從而產(chǎn)生稱量誤差。卸料式稱量只稱量從料斗中取走的物料量并顯示其重量 ,不存在卸料干凈與否的問 題 , 因而該方式特別適合于稱量難稱的物料 , 如易粘附的物料等 , 其缺點(diǎn)是設(shè)備比較復(fù)雜 , 需要同時(shí)有給料裝置和卸料裝置 ,要求車間高度較高 ,并且由于稱量料斗內(nèi)的物料重量值總是高于需要配制的物料的重量值 , 從而導(dǎo)致傳感器量程增大 , 造成稱量精度降低。因而一般情況下卸料式稱量的精度比進(jìn)料式稱量的精度低。 2. 給料方式選擇 目前 , 稱重配料系統(tǒng)最常用的給料裝置有電磁振動(dòng)給料機(jī)和螺旋給料機(jī)。 電磁振動(dòng)給料機(jī)運(yùn)用機(jī)械振動(dòng)學(xué)的共振原理 ,雙質(zhì)體在低臨界近共振狀態(tài)下工作 , 無轉(zhuǎn)動(dòng)部件、耗電少、體積小、重量輕、運(yùn)行費(fèi)用低。在給 料過程中 , 物料在料槽中被連續(xù)拋起 , 并按拋物線軌跡向前作跳躍運(yùn)動(dòng) , 因此對料槽的磨損較小。其缺點(diǎn)是安裝后的調(diào)試較復(fù)雜 , 調(diào)整不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生噪聲且運(yùn)行不好。 與電磁振動(dòng)給料機(jī)相比 , 螺旋給料機(jī)給料均勻 , 受外界影響小 , 機(jī)械振動(dòng)小 , 運(yùn)行平穩(wěn) , 對稱量的干擾也小 , 可以避免因振動(dòng)造成的粉料分層。但螺旋給料機(jī)上安裝有電動(dòng)機(jī)和減速器 , 重量大 ,效率較低。對于液體物料 , 一般采用閥門控制給料量。 而在本設(shè)計(jì)中，由于氧化鋁生產(chǎn)工藝的物料為固體，故我們采用的是 螺旋給