【正文】 硬件則組態(tài)完畢，[10~12]。 I/O分配表通過對探尺控制的分析，總結(jié)出系統(tǒng)I/O分配表見附錄A。此系統(tǒng)的程序用的是FBD編寫的，其中包括主程序和子程序，子程序包含探尺控制，編碼器輸入、輸出。具體程序見 附錄B。 6RA7018設(shè)計 S7400通過DP與6RA70通訊設(shè)置6RA70上與DP通訊的相關(guān)參數(shù)。P927 = 3 指定哪種接口修改參數(shù)（7=1+2）：CB + PMU ；P918 = 31 設(shè)置CB地址為31；U722 = 10 設(shè)置報文監(jiān)控時間為10ms；NOTE:，參數(shù)U712，U722和P918的值才能傳送到附加板上。~，，依次類推。例如第一個字作為狀態(tài)字，=32；=167。6RA70裝置讀取S7400PLC的數(shù)據(jù)通過K3001~K3016進行設(shè)置，K3001對應(yīng)讀取PZD區(qū)的第一個字，K3002對應(yīng)讀取PZD區(qū)的第二個字，依次類推。其中，第一個字K3001的第0位對應(yīng)B3100，第一個字K3001的第1位對應(yīng)B3101，依次類推，第一個字K3001的第15位對應(yīng)B3115。例如第一個字作為控制字，則參數(shù)P654=3100（起停，對應(yīng)端子36）；P661=3103（使能，對應(yīng)端子39）等等。第二個字作為速度給定，則參數(shù)P644=3002[13]。 硬件設(shè)計 程序編寫在OB1中編寫程序SFC14,15用來控制變頻器以及讀寫參數(shù)。 WinCC簡介 西門子公司的WinCC是Windows Control Conter（視窗控制中心）的簡稱。WinCC運行于個人計算機環(huán)境，可以與多種自動化設(shè)備及控制軟件集成，具有豐富的設(shè)置項目、可視窗口和菜單選項，使用方式靈活，功能齊全。用戶在其友好的界面下進行組態(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、報警畫面、實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線和打印報表等。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)計周期，而且提高了工作效率。WinCC的另一個特點在于其整體開放性，它可以方便地與各種軟件和用戶程序組合在一起，建立友好的人機界面，滿足實際需要。用戶也可將WinCC作為系統(tǒng)擴展的基礎(chǔ)，通過開放式接口，開發(fā)其自身需要的應(yīng)用系統(tǒng)。WinCC因其具有獨特的設(shè)計思想而具有廣闊的應(yīng)用前景。借助于模塊化的設(shè)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(gòu)成多用戶系統(tǒng)，甚至包括多個服務(wù)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。 WinCC性能特點WinCC具有以下特點：① 創(chuàng)新軟件技術(shù)的使用。WinCC是基于最新發(fā)展的軟件技術(shù)。西門子公司的密切合作保證了用戶得到不斷創(chuàng)新的技術(shù)。② 包括所有SCADA功能在內(nèi)的客戶機/服務(wù)器系統(tǒng)。即使最基本的WinCC系統(tǒng)仍能夠提供生成復(fù)雜可視化任務(wù)的組件和函數(shù)，生成畫面、腳本、報警、趨勢和報表的編輯器由最基本的WinCC系統(tǒng)組件建立。 ③ 可靈活裁剪，由簡單任務(wù)擴展到復(fù)雜任務(wù)。WinCC是一個模塊化的自動化組件，既可以靈活地進行擴展，又可以應(yīng)用到工業(yè)和機械制造工藝的多服務(wù)器分布式系統(tǒng)中。④ 眾多的選件和附件擴展了基本功能。已開發(fā)的、應(yīng)用范圍廣泛的、不同的WinCC選件和附加件，均基于開放式編程接口，覆蓋了不同工業(yè)分支的需求。⑤ 強大的標準接口。如OLE，ActiveX和ADO，可以方便的與其他應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)。⑥ 使用方便的腳本語言。WinCC可編寫ANSIC和Visual Basic腳本程序。⑦ 提供所有主要PLC系統(tǒng)的通訊通道。作為標準，WinCC支持所有連接SIMATIC S5/S505控制器的通訊通道，還包括PROFIBUS DP，DDE和OPC等非特定控制器的通訊通道。此外，更廣泛的通訊通道可以由選件和附件提供。⑧ 全集成自動化TIA（Totally Integrated Automation）的部件。TIA集成了西門子公司的各種產(chǎn)品包括WinCC。WinCC是工程控制的窗口，是TIA的中心部件。TIA意味著在組態(tài)、編程、數(shù)據(jù)存儲和通訊等方面的一致性。 WinCC的開發(fā)和組態(tài)WinCC的基本組件是組態(tài)軟件和運行軟件。WinCC項目管理器是組態(tài)軟件的核心。對整個工程項目的數(shù)據(jù)組態(tài)和設(shè)置進行全面的管理。開發(fā)和組態(tài)一個項目時，使用WinCC項目管理器中的各個編輯器建立項目使用的不同元件。使用WinCC的運行軟件，操作人員可監(jiān)視生產(chǎn)過程。使用WinCC來開發(fā)和組態(tài)一個項目的步驟如下：● 啟動WinCC。 單擊“開始”SIMATICWinCCWindows Control Center ● 建立一個項目。首先選擇建立新項目的類型，包括以下3種：單用戶項目。如果只希望在WinCC 項目中使用一臺計算機進行工作，可創(chuàng)建單用戶項目，運行WinCC。多用戶項目。如果希望在WinCC項目中使用多臺計算機進行協(xié)作工作，可創(chuàng)建多用戶項目。多用戶項目可以組態(tài)一至多臺的服務(wù)器和客戶機。任意一臺客戶機可以訪問多臺服務(wù)器上的數(shù)據(jù)；任意一臺服務(wù)器上的數(shù)據(jù)也可以被多臺客戶機訪問。客戶機項目。如果創(chuàng)建了多用戶項目，則隨后必須創(chuàng)建對服務(wù)器訪問的客戶機，并在將要用做客戶機的計算機上創(chuàng)建一個客戶機項目。 ●選擇及安裝通訊驅(qū)動程序。若要使用WinCC 來訪問自動化系統(tǒng)（PLC）的當(dāng)前過程值，則在WinCC與自動化系統(tǒng)間必須組態(tài)一個通訊連接。通訊將由稱做通道的通訊驅(qū)動程序來控制。WinCC有針對自動化系統(tǒng)的SIMATIC S5/S7/505的專用通道，例如PROFIBUSDP和OPC?！穸x變量WinCC的變量按功能分為外部變量、內(nèi)部變量、系統(tǒng)變量和腳本變量四種類型。1．外部變量由外部過程為其提供變量值的變量，稱為WinCC外部變量，也稱過程變量。2．內(nèi)部變量過程沒有為其提供變量值的變量，稱為內(nèi)部變量。內(nèi)部變量沒有對應(yīng)的過程驅(qū)動程序和通道單元，不需要建立相應(yīng)的通道連接。內(nèi)部變量在“內(nèi)部變量”目錄中創(chuàng)建。3．系統(tǒng)變量WinCC提供了一些預(yù)定義的中間變量，稱為系統(tǒng)變量。每個系統(tǒng)變量均有明確的意義，可以提供現(xiàn)成的功能，一般用以表示運行系統(tǒng)的狀態(tài)。系統(tǒng)變量以“@”開頭，以區(qū)別于其他變量。4．腳本變量在WinCC的全局腳本及畫面腳本中定義并使用的變量。它只能在其定義時所規(guī)定的范圍內(nèi)使用。 ●建立和編輯過程畫面在組態(tài)期間，圖形系統(tǒng)用于創(chuàng)建在運行系統(tǒng)中顯示過程的畫面。圖形編輯器是圖形系統(tǒng)的組態(tài)軟件，是用于創(chuàng)建過程畫面的編輯器。畫面上的圖形要動態(tài)的變化，必須將對象的某個屬性與變量相關(guān)聯(lián)。在WinCC中自帶了一些Active控件和豐富的圖庫元件供使用。 ●指定WinCC運行系統(tǒng)的屬性單擊WinCC項目管理器瀏覽窗口上的電腦圖標，改變一些屬性值。這些屬性值影響項目在運行時的外觀。 ●激活WinCC畫面選擇WinCC資源管理器主菜單“文件”“激活”，運行工程。 ●使用變量模擬器測試過程畫面如果WinCC沒有連接到PLC，而又想測試項目運行的狀況，則可以使用WinCC提供的工具軟件變量模擬器（WinCC Tag Sinulator）來模擬變量的變化。 單擊Windows任務(wù)欄的“開始”，并選擇SIMATICWinCCTools菜單項，單擊WinCC Tag Simulator，運行變量模擬器[20]。 WinCC站與S7通訊西門子WinCC站和S7400PLC之間進行數(shù)據(jù)通訊的主要方法有：MPI、工業(yè)以太網(wǎng)方式、TCP/IP以太網(wǎng)、PROFIBUS總線方式。本次設(shè)計采用的是PROFIBUS總線方式，通過PROFIBUS方式實現(xiàn)WinCC與S7400之間的數(shù)據(jù)通訊，需要在WinCC計算機站中使用相應(yīng)的CP5611通訊處理卡。使用PROFIBUS實現(xiàn)通訊連接，但是數(shù)據(jù)通訊時使用TCP/IP協(xié)議作為傳輸協(xié)議[23]。 控制系統(tǒng)軟件功能HMI的監(jiān)控組態(tài)軟件采用了功能強大的SIEMENS公司的WinCC，可以便捷地與PLC的STEP7軟件進行通訊。HMI的人機界面較為全面地模擬出工藝流程，并可實現(xiàn)以下功能：現(xiàn)場與能源中心之間的操作權(quán)限變更顯示，閥門的手動/自動模式下的操作；煤氣加壓機的啟停操作；各種流量、壓力、閥門開度等信號的顯示和查詢；各個PID調(diào)節(jié)回路的狀態(tài)顯示和參數(shù)設(shè)定。通過設(shè)置WinCC站和S7400PLC之間進行數(shù)據(jù)通訊的硬件及軟件配置，實現(xiàn)了上位機監(jiān)控畫面至PLC程序的數(shù)據(jù)交換。PLC與計算機的聯(lián)網(wǎng)通信綜合了計算機和PLC的長處，計算機作為上位機提供良好的人機界面，利用工控組態(tài)軟件WinCC 實現(xiàn)PLC 與計算機通信的方法簡單易行，極大地縮短了設(shè)計周期，且系統(tǒng)的兼容性較好，可靠性高，能適應(yīng)大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的要求。能夠?qū)崟r觀測到爐內(nèi)物料多少，并且能夠保證高爐正常運行，使現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)一目了然，在各條生產(chǎn)線可以分別通過不同的畫面看到不同設(shè)備當(dāng)前的運行狀況，大大地提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了維修時間，減少了浪費，確保了生產(chǎn)的順利進行[14~15]。本章介紹了PLC、WINCC的應(yīng)用，和通訊。同時介紹了PLC與6RA70的通訊。 參考文獻1 顧明月, 唐山,0630012 ,1100103 [M].北京：中國電力出版社,20004 [M].北京：機械工業(yè)出版社,19925 西門子直流調(diào)速器入門指南6 西門子S7400_PLC產(chǎn)品樣本7 6RA7018選型手冊8 6RA7018說明書9 （第三版）.北京：機械工業(yè)出版社,200610 11 Simens Logic(LAD) for S7300 and S7400 Programming Reference 12 Simens Software for S7300/400 System and Standard Functions Reference 13 6RA70與S7400通訊手冊14 ：北京航空航天大學(xué)出版社,2004年5月.16 WinCC使用入門手冊,2000年3月版.附 錄A電氣控制圖I/O分配表PLC程序控制圖I/O分配表探尺控制程序編碼器輸入數(shù)據(jù)讀取編碼器