【導(dǎo)讀】控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。下位機(jī)編程軟件采用SIEMENS公司的STEP7軟件，選。其進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并詳細(xì)介紹了項(xiàng)目的創(chuàng)建、變量的新建、畫面的組態(tài)。機(jī)進(jìn)行程序編寫實(shí)現(xiàn)控制，下位機(jī)組態(tài)畫面，建立人機(jī)界面，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。方法所得到的控制量的控制品質(zhì)不高。鍋爐內(nèi)膽與夾套構(gòu)成串級(jí)控制?？祉憫?yīng)速度等特點(diǎn)，所以在克服被控系統(tǒng)的時(shí)滯方面能夠取得較好的效果。而PID控制在這方面具有突出的優(yōu)點(diǎn)，很適合采用PID控制技術(shù)。6．2系統(tǒng)測(cè)試的結(jié)果………………

　　

【正文】 INT_HOLD:= I_ITL_ON:= D_SEL := CYCLE := SP_INT := PV_IN := PV_PER := MAN := GAIN := TI := TD := TM_LAG := DEADB_W := LMN_HLM := LMN_LLM := PV_FAC :=+000 PV_OFF :=+000 LMN_FAC :=+000 LMN_OFF :=+000 I_ITLVAL:= DISV := LMN := LMN_PER := 32 QLMN_HLM:= QLMN_LLM:= LMN_P := LMN_I := LMN_D := PV := ER := NOP 0 L 92 T 72 33 5 WINCC 簡(jiǎn)介及人機(jī)界面組態(tài) WinCC 簡(jiǎn)介 WinCC 是西門子公司在自動(dòng)化領(lǐng)域采用最先進(jìn)的技術(shù)與微軟公司在共同開發(fā)的居于世界領(lǐng)先地位的工控軟件。 WinCC 即 WINDOWS CONTROL CENTER（視窗控制中心）。 WinCC 是一個(gè)功能強(qiáng)大的全 面開放的監(jiān)控系統(tǒng)，既可以用來完成小規(guī)模的簡(jiǎn)單的過程監(jiān)控應(yīng)用，也可以用來完成復(fù)雜的應(yīng)用。在任何情況下WinCC 都可以生成漂亮而便捷的人機(jī)對(duì)話接口，使操作員能夠清晰地管理和優(yōu)化生產(chǎn)過程。 HMI 代表 “Human Machine Interface(人機(jī)界面 )”，即人 (操作員 )和機(jī)器 (過程 )之間的界面。 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(shì)曲線、歷史趨勢(shì)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。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)。它具有著廣闊的前景，借助于模塊化的設(shè)計(jì)，可以靈活的擴(kuò)展，不僅可以用于單用戶系統(tǒng)，而且能構(gòu)成多用戶系統(tǒng)。 WinCC 的主要特點(diǎn) （ 1） 通用的應(yīng)用程序，適合所有工業(yè)領(lǐng)域的解決方案； （ 2） 多語(yǔ)言支 持，全球通用 ； （ 3） 可以集成到所有自動(dòng)化解決方案內(nèi)； （ 4） 內(nèi)置所有操作和管理功能，可簡(jiǎn)單、有效地進(jìn)行組態(tài)； （ 5） 可基于 Web 持續(xù)延展，采用開放性標(biāo)準(zhǔn)，集成簡(jiǎn)便； （ 6） WinCC 具有強(qiáng)大的腳本編程范圍 ； （ 7） 集成的 Historian（過程管理）系統(tǒng)作為 IT 和商務(wù)集成的平臺(tái)； （ 8） 可用選件和附加件進(jìn)行擴(kuò)展 ； （ 9） 運(yùn)行 wincc 的計(jì)算機(jī)名不要包含任何空格或反斜線符號(hào)，并且前面的13 個(gè)字符必須是唯一的。計(jì)算機(jī)名稱的長(zhǎng)度限制為 15 個(gè)字符。計(jì)算機(jī)名稱的第一個(gè)字符只允許為字母。 34 WinCC 的 HMI WinCC 人機(jī)界面 HMI 是 Human Machine Interface 的縮寫， “ 人機(jī)接口 ” ，也叫人機(jī)界面。人機(jī)界面（又稱用戶界面或使用者界面）是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介，它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面。 HMI 的接口種類很多 ， 有 RS232，RS485， RJ45 網(wǎng)線接口 。 HMI 系統(tǒng)必須有 以下 幾項(xiàng)基本能力： （ 1） 實(shí)時(shí)的資料趨勢(shì)顯示 ——把擷取的資料立即顯示在屏幕上 ； （ 2） 自動(dòng)記錄資料 ——自動(dòng)將資料儲(chǔ)存至數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便日后查 看 ； （ 3） 歷史資料趨勢(shì)顯示 ——把數(shù)據(jù)庫(kù)中的資料作可視化的呈現(xiàn) ； （ 4） 報(bào)表的產(chǎn)生與打印 ——能把資料轉(zhuǎn)換成報(bào)表的格式，并能夠打印出來 ； （ 5） 圖形接口控制 ——操作者能夠透過圖形接口直接控制機(jī)臺(tái)等裝置 ； （ 6） 警報(bào)的產(chǎn)生與記錄 ——使用者可以定義一些警報(bào)產(chǎn)生的條件 。 WinCC 系統(tǒng)功能 集成用戶管理 使用 WinCC 用戶管理器，可以分配和控制組態(tài)和運(yùn)行時(shí)的訪問權(quán)限。你可以作為系統(tǒng)管理員，隨時(shí)（包括在運(yùn)行時(shí)）建立最多 128 個(gè)用戶組（每組最多包含 128 個(gè)單獨(dú)的用戶），并為他們分配相應(yīng)的訪問 WinCC 功能的權(quán)限。 圖形系統(tǒng) WinCC 的圖形系統(tǒng)可以處理運(yùn)行時(shí)在 屏幕上的所有輸入和輸出。你可使用WinCC 圖形設(shè)計(jì)器生成用于工廠可視化和操作的圖形。不管是少而簡(jiǎn)單的操作和監(jiān)視任務(wù)，還是復(fù)雜的管理任務(wù)，利用 WinCC 標(biāo)準(zhǔn)，可為任何應(yīng)用生成個(gè)性化組態(tài)德用戶界面，以期實(shí)現(xiàn)安全的過程控制和整個(gè)生產(chǎn)過程的優(yōu)化。通過鎖定未經(jīng)授權(quán)的訪問，可保護(hù)過程、歸檔和避免未經(jīng)授權(quán)的操作員輸入。 WinCC 可記錄各種變量輸入，并帶有日期、始終時(shí)間、用戶名以及新、舊值之間的比較。SIMATIC WinCC 能為你提供你需要 的一切，系統(tǒng)可為此提供各種對(duì)象：圖形對(duì)象，按鈕、柱狀圖和控件，直到每個(gè)用戶對(duì)象。組態(tài)工程師能夠動(dòng)態(tài)控制畫面部分的最終外觀。這種畫面可通過變量值或從程序直接加以控制和設(shè)定。除了這種功能外， WinCC 還支持最多 4096 4096 像素的圖形顯示，包括平移、縮放和畫面整理等 ，在進(jìn)行操作和監(jiān)視時(shí)給你全新的感覺！ 消息報(bào)警系統(tǒng) 借組報(bào)警和消息，使停機(jī)時(shí)間最短， SIMATIC WinCC 不僅可以獲取過程消息和本地事件，而且還能將這些順序歸檔消息（有選擇地）。就此而論，系統(tǒng)可打印出當(dāng)前隊(duì)列中消息的所有狀態(tài)變化 （到達(dá)、離開和確認(rèn)）。在消息歸檔記錄 35 中，可有選擇地生成歸檔消息的特殊視圖。 歸檔系統(tǒng) 消息和測(cè)量值的高性能歸檔已經(jīng)獲得的值保存在過程歸檔中。除了過程值外， WinCC 還能對(duì)消息進(jìn)行歸檔。歸檔是在高性能的 Microsoft SQL Server 2020數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)完成的：使用一個(gè)專門的服務(wù)器，每秒最多歸檔 10,000 個(gè)測(cè)量值和 100個(gè)消息。 高效率和無(wú)損失壓縮功能意味著對(duì)存儲(chǔ)器的要求非常低。你可在事件或過程控制基礎(chǔ)上，以及在壓縮基礎(chǔ)上或者循環(huán)地歸檔過秤值。歸檔的大小和分段定制系統(tǒng)將測(cè)量值或消息保存在一 個(gè)大小可組態(tài)德歸檔內(nèi)。實(shí)際上，還可以確定最大歸檔周期，也可以規(guī)定一個(gè)最大數(shù)據(jù)量。 報(bào)表和記錄系統(tǒng) WinCC 有一個(gè)集成的記錄系統(tǒng)，可用它打印來自 WinCC 或其它應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還可打印運(yùn)行時(shí)獲得的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的布局可以組態(tài)?？墒褂貌煌挠涗涱愋停簭南⑿蛄杏涗?、系統(tǒng)消息記錄和操作員記錄，直至用戶報(bào)表。顯示當(dāng)前消息的 WinCC 報(bào)警控件在打印報(bào)表之前，可將它們作為文件保存，并可在顯示器上進(jìn)行預(yù)覽?？煞謩e組態(tài)布局來實(shí)現(xiàn)靈活打印，用戶能在時(shí)間或在事件驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上，或通過直接的操作員輸入來啟動(dòng)一 個(gè)報(bào)表的輸出。用戶也可以給每個(gè)打印作業(yè)制定不同的打印機(jī)。 WinCC 的 項(xiàng)目創(chuàng)建及 組態(tài)方法 新建項(xiàng)目 （ 1） 打開 WINCC 組態(tài)環(huán)境 點(diǎn)擊菜單“開始” “ Simatic” “ WINCC” “ Windows Control Center ”，打開的 WINCC 組態(tài)畫面如圖 （系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)打開上次編輯的工程）所示。 （ 2） 新建一工程 點(diǎn)擊菜單“文件” “新建”，打開如圖 所示窗口。在打開的窗口中，選擇“單用戶項(xiàng)目”，點(diǎn)擊確定按鈕，打開圖 所 示 窗口。在項(xiàng)目名稱中輸入“ 鍋爐水溫控制 系統(tǒng) ” ，再點(diǎn)擊 界面的“創(chuàng)建”按鈕打開如圖 所示畫面 。 36 圖 WINCC組態(tài)畫面 圖 創(chuàng)建新項(xiàng)目向?qū)? 圖 輸入新項(xiàng)目名稱 添加驅(qū)動(dòng) 及組態(tài)變量 將通訊驅(qū)動(dòng)程序添加到 WINCC 資源管理器內(nèi)的變量管理器中。選中變量管理器，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的對(duì)話框中選擇“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”，在彈出的對(duì)話框中，選擇 “ SIMATIC S7 Protocol ”項(xiàng)，單擊“ 打開 ”按鈕，打開如圖 所示窗口 ， 在左側(cè)窗口中，選中“ SIMATIC S7 Protocol Suite”， 則 右側(cè)窗口改變成圖 所示的窗口。 然后 選中“ TCP/IP”項(xiàng)，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“新建驅(qū)動(dòng)程序連接”項(xiàng)，打開如圖 所示 窗口 ， 在 “ 名稱 ”項(xiàng)中輸入“ guolu”，點(diǎn)擊圖 “ 確定 ”按鈕。返回圖 所示的窗口，雙擊“ TCP/IP”項(xiàng)， 再 雙擊 右側(cè)窗口中 的 “ guolu”項(xiàng)， 出現(xiàn)如圖 所示窗口 。在圖 窗口的右側(cè)，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中，選擇“新建變量”項(xiàng)，打開如圖 所示的窗口。 37 圖 添加新的驅(qū)動(dòng)程序 圖 顯示通道單元 圖 新建驅(qū)動(dòng)程序連接 38 圖 新建變量 圖 變量屬性設(shè)置 在 “ 名稱 ”項(xiàng)中輸入 “ PV1”，在數(shù)據(jù)類型中選擇“浮點(diǎn)數(shù) 32 位 IEEE754”，在地址一項(xiàng)中，單擊“選擇”按鈕，彈出如圖 所示的窗口。在 DB 號(hào)中輸入“ 41”，在地址中選擇“雙字”，在 DD 項(xiàng)中輸出“ 92”，點(diǎn)擊“ 確定 ”按鈕。返回圖 窗口（此時(shí)地址項(xiàng)中已經(jīng) 有數(shù)據(jù)存在）， 在圖 的窗口中，點(diǎn)擊“ OK”按鈕， PV1 變量組態(tài)完成。用同樣的方法組態(tài)以下變量，組態(tài)好的變量如圖 所示。 用同樣的方法可以建立內(nèi)部變量。 39 圖 選擇變量地址 圖 組態(tài)好的變量 通信設(shè)置 在圖 左側(cè)窗口右鍵單擊“ TCP/IP”，在彈出式的窗口中選擇“屬性” ，彈出“通道單元屬性”，在常規(guī)界面接著點(diǎn)擊“屬性”按鈕，出現(xiàn)圖 所示“連接屬性”窗口，在常規(guī)界面再點(diǎn)擊“屬性”按鈕，出現(xiàn)“連接參數(shù) — TCP/IP”窗口， 如圖 所示，在這里對(duì) IP 號(hào)、機(jī)架號(hào)、插槽號(hào)等進(jìn)行設(shè)置，只有設(shè)置正確才能進(jìn)行通信。 40 圖 連接屬性窗口 圖 連接參數(shù)設(shè)置 組態(tài)畫面 在圖 中， 選中“圖形編輯器”，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中，選擇“新建畫面”項(xiàng)。窗口右側(cè)增加了一個(gè)文件“ ”，選中“ ”，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“重命名畫面”，輸出“ ”，點(diǎn)擊“確定”按鈕。雙擊“ ”，打開如圖 所示的窗口。 圖 圖形編輯器 點(diǎn)擊工具欄上 的圖標(biāo) ，彈出如圖 所示圖庫(kù)窗口。 41 圖 圖庫(kù)窗口 在窗口中，選中需要的圖形，單擊鼠標(biāo)左鍵不放，將其拖到畫面組態(tài)窗口中。用同樣的方法添加管道、水箱、閥及傳感器等。組態(tài)畫面如圖 所示。點(diǎn)擊圖 （對(duì)象選項(xiàng)板）窗口中“智能對(duì)象”前的“ ”，在其打開的擴(kuò)展項(xiàng)中，選擇輸入輸出域，并拖到窗口中。 圖 要 組態(tài)的畫面 圖 對(duì)象選項(xiàng)板 選中組態(tài)窗口中的輸入輸出域，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中，選擇組態(tài)對(duì) 話框。打開如圖 所示 I/O 域組態(tài)窗口。 42 圖 I/O域組態(tài)窗口 點(diǎn)擊窗口中的 圖標(biāo)，選擇變量“ pv1”，將更新類型改為根據(jù)變化。類型選擇“輸出”，單 擊“確定”按鈕。用同樣的方法組態(tài)變量 sp id p1 等。組態(tài)好的畫面如圖 所示。 圖 組態(tài)好的畫面 通過“對(duì)象選項(xiàng)板”給窗口添加 6 個(gè)按鈕和 4 個(gè)長(zhǎng)方形。 選中其中一個(gè)長(zhǎng)方形圖形，單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“屬性”項(xiàng)，彈出一對(duì)話框，在對(duì)話框中，選擇“填充”項(xiàng) ，在右側(cè)的擴(kuò)展項(xiàng)中，選擇“填充量”，單擊鼠標(biāo) 43 右鍵，打開如圖 所示的對(duì)象屬性窗口，選擇“動(dòng)態(tài)對(duì)話框”項(xiàng)。選擇變量“ PV1”，在數(shù)據(jù)類型中，選擇“直接”項(xiàng)，界面如圖 所示，點(diǎn)擊“應(yīng)用”按鈕。 圖 對(duì)象屬性窗口 圖 選擇變量 同樣的方法組態(tài)設(shè)定值、輸出值及水箱液位顯示的動(dòng)態(tài)填充條 。 接著 組態(tài)實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線 ， 在圖 的窗口中，點(diǎn)擊“控件”項(xiàng)，打開如圖 所示的控件選項(xiàng)窗口。 圖 控件選項(xiàng)窗口 在窗口中，點(diǎn)擊“ WinCC On