【正文】 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少 可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯謝意 。 四年 吉林化工學(xué)院 的學(xué)習(xí)生活注定將成為我人生中的一段重要旅程。 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 40 參考文獻(xiàn) [1] 蘇中華 .淺議現(xiàn)代礦山空氣壓縮設(shè)備技術(shù)的發(fā)展 [J].礦山機(jī)械 ,20xx,35(8):4952. [2] 左毅 .PLC 控制與變頻技術(shù)在礦井通風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用 [J].礦山機(jī)械 ,20xx,12(7):1114. [3] 萬(wàn)毅 .礦山空壓機(jī)站智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D].南京 :南京理工大學(xué) ,. [4] 鮮瑋 .基 于 PROFIBUSDP 從站的空壓機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D].南京 :南京理工大學(xué)，. [5] 田莉 .空氣壓縮系統(tǒng)順序控制及智能保護(hù)系統(tǒng)的開發(fā) [J].甘肅科技 ,20xx,19(8):4547. [6] 劉浩 ,蔡啟仲 .對(duì) WinCC 組態(tài)的服務(wù) 器與客戶機(jī)之間通訊的研究 [J].廣西： 廣西工學(xué)院學(xué)報(bào) ,20xx,16(2):5557. [7] 林英蕓 .基于 WinCC 的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].微型電腦應(yīng)用 ,20xx,22(5):3536. [8] 王福全 ,郝啟旺 .變頻技術(shù)在空壓機(jī)電機(jī)上的應(yīng)用 [J].電機(jī)技術(shù) ,20xx,15(3):3536. [9] 林春方 .可編程控制器原理及其應(yīng)用 [M].上海 :上海交通大學(xué)出版社 ,. [10] Prosoft I/O Platform User Manual[J].I/O configuration， 20xx,7(7):6076. [11] 張進(jìn)秋 ,張中民 .可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， . [12] 廖常初 .PLC 編程及應(yīng)用 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,. [13] 馬國(guó)華 .監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用 [M].北京 :清華大學(xué)出版社， . [14] 彭依章 .變頻器諧波的產(chǎn)生與抑制 [J].采礦技術(shù) ,20xx,45(3):470471. [15] 周九寧 .可 編程控制器在礦山設(shè)備中的應(yīng)用 [J].采礦技術(shù) ,20xx,12(1):3842. [16] 弭洪濤 .PLC 應(yīng)用技術(shù) [M].北京 :中國(guó)電力出版社 ,. [17] 吳明亮 ,蔡夕忠 .可編程控制器實(shí)訓(xùn)教程 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,. [18] 周四六 .可編程控制器應(yīng)用基礎(chǔ) [M].北京 :人民郵電出版社 ,. [19] control system modernization in Proc[J].Confrec ,1998,75(5):125– 128. [20], PLC program generator incorporating sequential circuit synthesis techniques in Proc[J].Circuit and Systems,1998,65(7):399402. 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 41 致 謝 四年的讀書生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開始。它 不僅降低了運(yùn)行成本，而且增加了系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和容錯(cuò)性。 本設(shè)計(jì) 高性能的過程耦合、快速的畫面更新以及可靠的數(shù)據(jù)使其具有高度的實(shí)用性。 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 38 圖 53 變頻器程序 圖 54 初始化及正轉(zhuǎn) 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 39 結(jié) 論 本 文 主要闡述了 基于 WinCC的礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) ，完成了用 WinCC對(duì) 空氣壓縮機(jī)運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié) 的監(jiān)控 以及 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制 。 RECORD 表示：數(shù)據(jù)塊（ DB3）中定義的 PZD 數(shù)據(jù)區(qū)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)地址；RET_VAL 表示：程序塊的狀態(tài)字，可以以編碼的形式反映出程序的錯(cuò)誤等狀態(tài)。 047E 表示電機(jī)準(zhǔn)備運(yùn)行， 047F 表示電機(jī)正轉(zhuǎn)開始運(yùn)行， 0C7F 表示電機(jī)反轉(zhuǎn)開始運(yùn)行。具體控制字如圖 52 所示。 變頻器工作原理 工藝要求 根據(jù)系統(tǒng)要求， 控制電路給電動(dòng)機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號(hào)，通過改變電動(dòng)機(jī) 電壓、電流，從而改變電動(dòng)機(jī)的頻率，是外部變量控制在要求范圍內(nèi) [20]。 打開用戶歸檔，選擇歸檔右鍵插入新歸檔向?qū)鐖D 42 42 428 和 429 所示。 圖 422 進(jìn)行變量歸檔 選擇變量歸檔如圖 423 所示。 報(bào)警歸檔：短期歸檔和長(zhǎng)期歸檔。報(bào)警記錄定義顯示何種報(bào)警、報(bào)警的內(nèi)容、報(bào)警的時(shí)間。系統(tǒng)可用畫面和聲音的形式報(bào)告記錄消息事件，還可用電子和書面的形式存檔。報(bào)警消息系統(tǒng)給操作完提供了關(guān)于操作狀態(tài)和過程故障狀態(tài)的信息。選單擊確定之后，可以在“鼠標(biāo)動(dòng)作”出現(xiàn)一個(gè)藍(lán)色的閃電箭頭，表明組態(tài)成功。當(dāng)導(dǎo)航畫面窗口在顯示其他界面的時(shí)候，我們希望通過用鼠標(biāo)點(diǎn)擊這個(gè)按鈕，使 主 畫面窗口能夠跳轉(zhuǎn)顯示 導(dǎo)航 畫面。 當(dāng) WinCC運(yùn)行時(shí)，輸入輸出域就能實(shí)時(shí)顯示從 PLC采集來的參數(shù)數(shù)據(jù)。 圖 416 I/O變量連接 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 28 右擊選擇“組態(tài)對(duì)話框”，將彈出一個(gè)對(duì)話框，如圖 416所示。 廣義的組態(tài)含有 配置 、設(shè)置的意思。 2． 選項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象板中的 窗口 對(duì)象中的 按鈕，創(chuàng)建 15個(gè) 各個(gè)窗口 按鈕 （ 紹） 。設(shè)計(jì)步驟如下： 1． 從對(duì)象選項(xiàng)板的智能 對(duì)象中選擇“畫面窗口”，拖放到繪圖區(qū)中，調(diào)整大小和位置。 5．“列”中，選擇趨勢(shì)的“時(shí)間格式”為“ hh： mm： ss： ms” 。 2．“列”欄中，輸入“二級(jí)排氣壓力”作為第一列的名稱，選擇趨勢(shì)顯示的顏色為紅色，連接變量 “ 2 EJPQYL” 。 用同樣的方法做好其他變量的趨勢(shì)： 2的風(fēng)包壓力、缸體壓力 、 進(jìn)水管壓力、一級(jí)排氣壓力、總水管壓力 、 風(fēng)包溫度、出水管溫度、二級(jí)溫度、缸體溫度 、一級(jí)氣缸溫度、軸瓦溫度 的趨勢(shì)圖。 4．“工具欄”中，勾選打開對(duì)話框“設(shè)置參數(shù)”、“縮放區(qū)域 ” 和“開始 /停止更新”等有用選項(xiàng)。再雙擊，彈出如圖 413所示 的“ WinCC 在線趨勢(shì)控件的屬性”對(duì)話框。在打開的“計(jì)算機(jī)屬性”對(duì)話框中選擇“啟動(dòng) ” 選項(xiàng)卡，激活報(bào)警記錄運(yùn)行系統(tǒng)復(fù)選框，也自動(dòng)激活“文本庫(kù)運(yùn)行系統(tǒng)”復(fù)選框，單擊確定。 2． 在“標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象選項(xiàng)板”中選擇“按鈕”選項(xiàng)，拖放到合適的位置，雙擊并輸入“返回導(dǎo)航界面” 。這里我們可以設(shè)置很多參數(shù)，在“常規(guī)”中把“窗口類型”設(shè)置為“短期歸檔窗口”。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 圖 411 壓縮機(jī)控制畫面 報(bào)警畫面 在 WinCC運(yùn)行時(shí)顯示報(bào)警的參數(shù)及相應(yīng)的提示或幫助文本，同時(shí)還能將報(bào)警數(shù)據(jù)存檔。 3． 接下來創(chuàng)建 若干個(gè) 輸入輸出域 。它也是本課題中最關(guān)鍵的界面，通過主界面，我們可以了解到 礦山空氣壓縮機(jī)的智能監(jiān)控 系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，方便于操作人員監(jiān)測(cè)各個(gè)參數(shù)。如在線趨勢(shì)控件“ WinCC Online Trend Control” ，在線報(bào)警控件“ WinCC Alarm Control” 和歸檔報(bào)表控件“ WinCC Online Table Control” ,如圖 410所示 。輸入輸出域：具有通過 WinCC變量標(biāo)簽讀或?qū)戇^程值的能力。 標(biāo)準(zhǔn) 選項(xiàng)板 包括： 1． 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象 ： 生成復(fù)雜對(duì)象的原始形狀。如圖 49所示 。 WinCC圖形編輯器所編輯畫面文件的拓展名。如圖 48所示。輸入名稱為“ TE101” ，單擊地址域旁邊的 “ 選擇 ” 按鈕，打開 “ 地址屬性 ” 對(duì)話框。 在 “ 常規(guī) ” 選項(xiàng)卡上 ，我們可以設(shè)置變量的五個(gè)屬性： “ 名稱 ” 、 “ 數(shù)據(jù)類型 ” 、 “ 長(zhǎng)度 ” 、 “ 地址 ” 、 “ 改變格式 ” 。 8位數(shù)占 1字節(jié)的存儲(chǔ)空間， 16位數(shù)占 2字節(jié)的存儲(chǔ)空間，依此類推。 WinCC還提供了一些預(yù)定義的中間變量，稱為系統(tǒng)變量。 礦山空氣壓縮機(jī)智能監(jiān)控 控制仿真 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 18 圖 45 新建變量連接 圖 46 設(shè)置卡槽號(hào) 建立變量連接 變量系統(tǒng)是組態(tài)軟件的重要組成部分， WinCC中的變量類型有 In和 Out。 圖 44 添加 S7 驅(qū)動(dòng)程序 3． 建立連接參數(shù)： 添加完 “ SIMATIC S7 Protocol ” 驅(qū)動(dòng)程序之后，點(diǎn)擊圖標(biāo)前面的“ +”號(hào)，就可以看到“ MPI”、“ PROFIBUS”圖標(biāo)，單擊“新建驅(qū)動(dòng)程序連接”，會(huì)彈出一個(gè)連接屬性的對(duì)話框，如圖 45所示 。 2． 通過數(shù)據(jù)管理器在外部設(shè)備和 WinCC變量之間建立一個(gè)在線運(yùn)行接口。此通訊驅(qū)動(dòng)程序支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和類型， 具有良好的開放性和靈活性。 5． 在“運(yùn)行系統(tǒng)”選項(xiàng)卡上，可設(shè)置 Visual Basic畫面腳本和全局腳本的調(diào)試特性，還可以設(shè)置啟用監(jiān)視鍵盤等選項(xiàng) 。 3． 在“參數(shù)”選項(xiàng)卡上，可選擇運(yùn)行系統(tǒng)的語(yǔ)言和時(shí)基。但是這種更改必須要 WinCC重啟后才能生效。如圖 43所示 。 3．在對(duì)話框中選擇“單用戶項(xiàng)目”，單擊“確定”，彈出第二個(gè)對(duì)話框，如圖 42所示輸入項(xiàng)目名稱， 選擇保存路徑，單擊創(chuàng)建即可?？梢宰杂傻倪x擇歸檔、采集和歸檔定時(shí)器的數(shù)據(jù)格式。 3． 報(bào)警記錄（信息系統(tǒng)） 負(fù)責(zé)消息的采集和歸檔，包括過程 、預(yù)加工、表達(dá)式、確認(rèn)及歸檔等消息的采集功能。 2． 圖形編輯器 是一種用于創(chuàng)建過程畫面并使其動(dòng)態(tài)化的編輯器。這使我們?cè)谠O(shè)計(jì)項(xiàng)目的時(shí)候又多了一條解決問題的途徑。這保證了壓縮機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的獨(dú)立性 [15]。 2． 多處理平臺(tái) ： WindowsNT可在一個(gè)平臺(tái)上支持 2到 32個(gè)處理器，同時(shí)， WinCC支持均衡的多處理系統(tǒng) [14]。 WinCC最引人注目之處還是其廣泛的應(yīng)用范圍。 是手自動(dòng)切換如圖 36 所示。 PID控制器問世至今已有近 70 年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。 圖 34 初始化 然后 將模擬量信號(hào)采集經(jīng)過 FC105 轉(zhuǎn)換為數(shù)字量存入 DB 塊中， FC105 是將 027648模擬量轉(zhuǎn)換成你所要求的數(shù)字量即 采集來的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)， 再將 DB 塊中的數(shù)字量與限定模擬量值比較進(jìn)行報(bào)警及停機(jī)判斷。下面簡(jiǎn)單介紹一下 S7 的編程。 圖 33 SIMATIC 300硬件配 置 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 S7300 程序的設(shè)計(jì) 對(duì) S7300 的硬件配置完成之后，可以進(jìn)行下一步程序的編寫了，下面介紹一下本系統(tǒng)中的主要程序的設(shè)計(jì)。如圖 33 所示。添加完成后，點(diǎn)擊“保存并編譯”。 下位機(jī)程序設(shè)計(jì) S7300 硬件 的配置 1． 打開桌面上的 SIMATIC Manager 快捷圖標(biāo)，按照“新建項(xiàng)目向?qū)А碧砑右粋€(gè)新的項(xiàng)目。氣泵 用于 從山下輸送水。這就確保了一個(gè)持續(xù)時(shí)間很短的脈沖被捕捉到并保持到 S7300讀取輸入點(diǎn) [8]。 W i n C C 應(yīng) 用 程 序W i n C C 數(shù) 據(jù) 管 理器通 訊 驅(qū) 動(dòng) 程 序（ W i n C C ）通 道 單 元（ W i n C C ）硬 件 驅(qū) 動(dòng) 程 序（ W i n C C ）通 訊 模 塊控 制