【導讀】件的出現(xiàn)，實現(xiàn)了完美的過程可視化。為各種工業(yè)領域提供完備的操作和監(jiān)視功?；赪inCC的交流電機調(diào)速監(jiān)控系統(tǒng)的設計，采用了西門子。公司全面開放的上位機監(jiān)控系統(tǒng)WinCC組態(tài)軟件。術、現(xiàn)場總線和監(jiān)控系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀及未來的發(fā)展前景。功能設計，包括監(jiān)控界面制作，控制電動機正、反轉(zhuǎn)運行，參數(shù)設定等。

　　

【正文】 器由圖形程序和用于表示過程的工具組成?；?Windows標準，圖形編輯器具有創(chuàng)建和動態(tài)修改過程畫面的功能和 Windows 相似的程序界面使得用戶可以很容易地熟悉其功能。在 設計中圖形的編輯是非常重要的，在WinCC 中要有美觀的界面、變量與下位機的連接等 [18] 。 WinCC 與 S7300 之間通信的實現(xiàn) WinCC 可以和工業(yè)以太網(wǎng)進行連接，完成與其它設備和網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)通訊。只有 WinCC 和下位機進行了連接， WinCC 才能采集數(shù)據(jù)并進行相關操作，起到控制作用。 WinCC 要與網(wǎng)絡建立通訊連接，必須做以下工作：為 PLC 選擇與 WinCC 進行通訊的合適的通訊模塊；為 WinCC 所在的站的 PC 機選擇合適的通訊處理器；在 WinCC 項目上選擇通道單元。根據(jù)需要，自動監(jiān)控系統(tǒng)選用Profibus 作為 WinCC 與 PLC 的通訊方式，通訊處理器選用 CP5611。具體的實現(xiàn)步驟如下： (1) 安裝通訊處理器 CP5611 及其驅(qū)動程序； (2) 在控制面板中打開 ―PG/PC 接口 ‖對話框，設置參數(shù)完成訪問點和通訊處理器之間的分配； (3) 完成通訊處理器的調(diào)試； 第 24頁 (4) 在 WinCC 的變量管理器中添加驅(qū)動程序 ―SIMATIC S7 Protocol ‖ ； (5) 在該驅(qū)動程序中的 Profibus 選項中創(chuàng)建連接并設置參數(shù)； (6) 為 WinCC 中相應的外部變量賦地址，如下圖 所示； 圖 為外部變量賦地址 (7) 利用 PG/PC 接口程序中的診斷功能進行通道連接診斷，若診斷結(jié)果顯示―OK‖，則完成通訊。否則，應根據(jù)系統(tǒng)提示進行調(diào)試。 通過上述 WinCC 站和 S7300PLC 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)控畫面到 PLC 程序的數(shù)據(jù)交換。對于企業(yè)在工程中能夠?qū)崿F(xiàn)集中監(jiān)控、控制及管理，提供了可靠可行方案和技術支持 [19] 。 調(diào)試與測試結(jié)果 本設計通過 WinCC、西門子變頻器以及 PLC S7300 控制電動機運行 ， 實現(xiàn)了 對電機的正、反轉(zhuǎn)控制，參數(shù)設置， 實時監(jiān)控等功能。 人機界面(human machine interface)的開發(fā)采用組態(tài)軟件來完成。在設計過程中，首先需要開發(fā)專門的儀表驅(qū)動程序，并將其添加到組態(tài)軟件的 I/O 驅(qū)動列表中。進行組態(tài)時，建立一個新的 I/O 設備連接，并設定好 PLC 的屬性，然后在力控實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)連接組態(tài)。在 Profibus 網(wǎng)絡通信中，各從站的參數(shù)信息 第 25頁 已傳輸?shù)街髡局?，故只需建立起力控組態(tài)環(huán)境中的各個點參數(shù)與 PLC 數(shù)據(jù)塊中參數(shù)變量的對應連接，力控軟件便可間接讀取各個從站的參數(shù)信息，從而使組態(tài)畫面完成對各個現(xiàn)場從站設備的監(jiān)控 。力控軟件還提供了遠程訪問功能，使用戶可以通過網(wǎng)絡遠程查看系統(tǒng)中各個現(xiàn)場設備的參數(shù)數(shù)據(jù)。 經(jīng)過調(diào)試 系統(tǒng)運行 效果不錯，系統(tǒng)穩(wěn)定，比之前效率提高了不少，管理起來也比較方便，更有利于生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)控、生產(chǎn)設備的故障排查與解除，三控制的監(jiān)控模式將會在今后的生產(chǎn)中發(fā)揮重大作用，真正做到 “ 設備安全、生產(chǎn)穩(wěn)定、工藝技術可靠 ” 的管理思維。監(jiān)控界面圖如下圖所示 圖 該系統(tǒng)也有一些有不足的地方需要改進和解決 ： （ 1） 界面內(nèi)容雖然豐富 ， 不過設計不可能都是完完全全符合于生產(chǎn)實際的 ，需要經(jīng)過不斷的調(diào)試 ， 讓界面更 加的符合人性化、易操作性和更便于管理。所以在今后的使用過程中 ， 此設備的電氣管理人員是可以針對操作人員 /監(jiān)控人員對生產(chǎn)監(jiān)控畫面的個別要求和眾人習慣來進一步深入的修改的。 （ 2） 西門子公司的產(chǎn)品在硬件和軟件上都 有 一些限制 ， 如 ： WinCC TCP/IP 連接有限制 。 每一個 PLC 只能被 4 臺上位機 （ 觸摸屏、 PC 機、手持編程器等等 ）連接 ， 無論什么連接方式 （ MPI、 TCP/IP 等 ） 所以需要在 WinCC上設定服務器和客戶機的方式來解決。 所以控制界面的設備隨時都有可能更新?lián)Q代、添加 /廢除 ， 技術人員可以利用 WinCC組態(tài)軟件非常方便的對原有 HMI界面系統(tǒng)的改造設計和自主設計開發(fā)新的界面 ， 走持續(xù)性發(fā)展的道路。 第 26頁 結(jié)論 本文闡述了基于 WinCC 的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)監(jiān)控界面設計，采用 PLC 和西門子變頻調(diào)速的方式控制電動機的正 /反轉(zhuǎn)、參數(shù)設置、監(jiān)控等。介紹了該系統(tǒng)的硬件構成和軟件流程，對各個部分的作用進行了分析，以此說明自動化技術的必要性和可行性。 對于 WinCC 組態(tài)軟件對復雜工程設計的研究與實現(xiàn)，這也是當今自動化工業(yè)領域的一種必然趨勢，具有廣闊的發(fā)展前景。因目前 PLC 和變頻器是自動化控制線中的主流設備，它控制功能強，安全 性高 。根據(jù) SIMATIC STEP7 程序的基礎上實現(xiàn) WinCC 人機操作界面與 PLC S7300 通信口再加上所有 PLC 小規(guī)模的使用以太網(wǎng)卡進行整個 TCP/IP 系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng) 口 并達到在上位機中對下位機通訊、監(jiān)測、控制和上位機與上位機的相互通訊的目的。自動控制系統(tǒng)采用西門子S7300 型 PLC 加擴展模塊實現(xiàn)， PLC 和計算機的使用滿足了用戶生產(chǎn)自動化和工藝多樣化的需求；利用變頻器自身具有的軟啟動和多種保護功能的設定，達到了對電機安全可靠的控制；以及相關軟件的應用，使監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了可視化和實時監(jiān)控等功能。 盡管本文設計基 本滿足系統(tǒng)的要求，但還存在諸多需要多改進之處。由于時間緊迫條件有限，作者水平有限，行文倉促，文中可能存在一些不足及疏忽之處，歡迎大家批評指正。 第 27頁 致謝 經(jīng)過三個月的努力終于圓滿完成了畢業(yè)設計，在畢業(yè)設計 過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在指導老師和同學們的幫助下逐一的克服了。非常感謝老師我畢業(yè)設計階段給 予我 的指導 。 從最初的定題，到資料收集，到設計，再到寫作 ，修改，到最后定稿，他給了我耐心的指導和無私的幫助。為了指導我們的畢業(yè)設計，趙老師放棄了自己的休息時間，他的這種無私奉獻的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向他表示我 誠摯的謝意。同時，感謝所有任課老師和所有同學在這四年來給自己的指導和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學習，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著地進步，在此向他們表示我由衷的 感 謝，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！ 通過這一段時間的努力，我的畢業(yè)設計《基于 WinCC 的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)監(jiān)控界面設計》終于完成了，這意味著大學生活即將結(jié)束。在大學階段，我在學習上和思想上都受益匪淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學和朋友的關心、支持和鼓勵是分不開的。畢業(yè)設計是對我們知 識運用能力的一次全面的考核，也是對我們進行科學研究基本功的訓練，培養(yǎng)我們綜合運用所學知識獨立地分析問題和解決問題的能力，為以后撰寫專業(yè)學術論文和工作打下良好的基礎。 第 28頁 參考文獻 [1]深入淺出西門子 WinCC [Z] ， [2] 張燕賓．變頻調(diào)速應用實踐［ M］． 北京 : 機械工業(yè)出版社， 2021． 5 [3] 陽憲惠 , 徐用懋 , 魏慶福等 . 現(xiàn)場總線技術及其應用 [M] . 北京 : 清華大學出版社 , 1999. 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STEP7 模擬調(diào)試及實現(xiàn)與 WinCC 連接的仿真 [J]. 現(xiàn)代電子技術 , 2021(14):8183. 第 29頁 [18]劉丹 徐淑華．基于 WinCC 的超高層建筑接力供水監(jiān)控系統(tǒng)的設計 [N]，青島大學學報 ,2021623（ 2）． [19]劉鍇 ,周海 .深入淺出西門子 S7300 PLC[M].北京 :北京航空航天大學出版社 ,2021,95～ 105 [20]付春鋼 . 西門子 6SE70 矢量控制變頻器的調(diào)試及其在冶金行業(yè)的應用特點 DB[DB/OL]. 第 30頁 附錄 A 外文原文 Configure munication 1. Configure munication Introduction This chapter contains information on configuring the munication between WinCC and an automation system. This chapter also describes how you create and scale tags. General procedure Use the editor Tag management to configure the munication. You will need at least the following ponents to configure the munication: ① One channel with channel units ② One connection ③ One process tag In practice, you will achieve access to the current process values of the automation system by the configured do not need an automation system for the Quick_Start project. In this project, the values are transported via an internal tag within configuration of the munication between WinCC and the automation system as well as the linear scaling of the process tags are only intended as exercises for practice. the channels and connections in WinCC Introduction Via the channels and connections you will determine clearly, how the automation system is connected to WinCC. The channels The channels are specialized munication drivers. The channels allow the supply of process values from the automation system to the process tags. WinCC provides a variety of channels to connect different automation systems. In WinCC, you can also use channels, via which values are transferred to the automation system from WinCC. You will control the process via these channels. The channel units The channels have different channel units for the different munication