【正文】 實時曲線可像筆繪記錄儀一樣以曲線形式實時顯示一個或多個數(shù)據(jù)對象熟知的變化情況。 圖 66 報表 畫面 45 曲線顯示 對運行過程的重要參數(shù)進行曲線記錄有兩個好處：一是評價過去的運行情況，二是預測以后的運行情況，因此曲線顯示在工控系統(tǒng)中是一個非常重要的部分。歷史報表通常是用于從歷史數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)記錄，并以一定的格式顯示歷史數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)報表在工控系統(tǒng)中是必不可少的一部分，是對生產(chǎn)過程中系統(tǒng)監(jiān)控對象狀態(tài)的綜合記錄。在運行調(diào)試的過程中，通過不斷地改進完善使得系統(tǒng)的運行情況與設(shè)計要求完全一致。****************光照控制 ******************* IF 光照 15 THEN 遮陽簾 = 1 遮陽簾開簾指示燈 = 1 補光燈 = 1 光照 = 光照 + ENDIF IF 光照 25 THEN 43 遮陽簾 = 0 遮陽簾關(guān)簾指示燈 = 1 補光燈 = 0 光照 = 光照 ENDIF IF 光照 =15 AND 光照 = 25 THEN 遮陽簾開簾指示燈 = 0 遮陽簾關(guān)簾指示燈 = 0 補光燈 = 0 ENDIF 39。**********************復位控制 *************************** IF 復位按鈕 = 1 THEN 通風扇 = 0 通風扇正轉(zhuǎn)指示燈 = 0 通風扇反轉(zhuǎn)指示燈 = 0 遮陽簾 = 0 遮陽簾開簾指示燈 = 0 遮陽簾關(guān)簾指示燈 = 0 冷風機 = 0 熱風機 = 0 加熱器 = 0 CO2 調(diào)節(jié)閥 = 0 補光燈 = 0 ENDIF 39。正如畫面設(shè)計是對 MCGS 提供的圖形對象進行組態(tài)一樣，編程就是根據(jù)系統(tǒng)的需要，對這些策略構(gòu)件案進行組態(tài)。所謂運行策略，可以簡單地理解為系統(tǒng)運行與控制的思想和方法。 上述功能可以通過編寫控制程序來實現(xiàn)。當溫室的二氧化碳濃度低于設(shè)定值，系統(tǒng)開啟二氧化碳調(diào)節(jié)閥。 圖 64 組態(tài)畫面 編寫程序 該溫室控制系統(tǒng)的控制要求如下： 按下啟動按鈕，系統(tǒng)將傳感器對溫室溫度、光照、二氧化碳濃度等環(huán)境因素進行檢測的測量值與溫室控制系統(tǒng)的設(shè)定值進行比較，如果溫度的檢測量高于設(shè)定值， PLC 41 就會發(fā)出相應(yīng)的指令控制冷風機的開啟和通風扇正轉(zhuǎn)（將溫室中的空氣排向外界）；如果測量值低于設(shè)定值，則打開加熱器和熱風機，對溫室進行加溫，并使通風扇反轉(zhuǎn)（將外界的空氣引入溫室）。 40 圖 63 實時數(shù)據(jù)庫 設(shè)計畫面 畫面的設(shè)計分為畫面建立、畫面編輯、動畫連接三個步驟。本系統(tǒng)需要 17 個變量，見 表 71。定義變量之前先對變量進行分配。 溫室大棚控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計 新建工程 進入 MCGS 組態(tài)環(huán)境，新建工程 “ 溫室大棚控制系統(tǒng) ”，如圖 72 所示 。 八、提供了 WWW 瀏覽功能，能夠方便地實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場控制與企業(yè)管理的集成。 六、強大的數(shù)據(jù)處理功能，能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以各種方式進行統(tǒng)計處理，使您能夠在第一時間獲得有關(guān)現(xiàn)場情況的第一手數(shù)據(jù)。 38 四、支持目前絕大多數(shù)硬件設(shè)備，同時可以方便地定制各種設(shè)備驅(qū)動；此外，獨特的組態(tài)環(huán)境調(diào)試功能與靈活的設(shè)備操作命令相結(jié)合，使硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)間的配合天衣無縫。 二、龐大的標準圖形庫、完備的繪圖工具集以及豐富的多媒體支持，使您能夠快速地開發(fā)出集圖像、聲音、動畫等于一體的漂亮、生動的工程畫面。包括編寫控制程序（ if…then腳本程序），選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提取 、歷史曲線、定時器、配方操作、多媒體輸出等。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動畫連接及設(shè)備驅(qū)動的對象。 用戶窗口：本窗口主要用于設(shè)置工程中人機交互的界面，諸如：生成各種動畫顯示畫面、報警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。 設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動外部設(shè)備的工作環(huán)境。在主控窗口中可以放置一個設(shè)備窗口和多個用戶窗口，負責調(diào)度和管理這些窗口的打開或關(guān)閉。 (2)MCGS 組態(tài)軟件五大組成部分 MCGS 組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構(gòu)成， 如圖 71 所示， 每一部分分別進行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。 MCGS 組態(tài)軟件由 “MCGS 組態(tài)環(huán)境 ”和 “MCGS 運行環(huán)境 ”兩個系統(tǒng)組成。組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，幫助用戶設(shè)計和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。 MCGS 具有操作簡便、可視性好、可維護性強、高性能、高可靠性等突出特點，已成功應(yīng)用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)境監(jiān)測、機械 制造、交通運輸、能源原材料、農(nóng)業(yè)自動化、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)過各種現(xiàn)場的長期實際運行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。 MCGS 為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。 二、程序仿真 打開 S7200 仿真軟件，選擇 CPU 型號： CPU226， EM235，載入程序； 單擊 “ RUN” 鍵，綠色運行燈亮，按要求操作輸入點，觀測輸出點的情況，發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的點綠色燈亮： 模擬仿真結(jié)果與控制要求完全一致，程序仿真成 功。 控制程序的仿真步驟如下： 一、準備工作 仿真軟件不提供源程序的編輯功能，因此必須和 STEP7 Micro/Win 程序編輯軟件配合 使用，即在 STEP7 Micro/Win 中編輯好源程序后，然后加載到仿真程序中執(zhí)行。該仿真軟件還提供了數(shù)字信號輸入開關(guān)、兩個模擬電位器和 LED 輸出顯示，仿真軟件同時還支持對 TD200 文本顯示器的仿真，在實驗條件尚不具備的情況下，完全可以作為學習 S7200 的一個輔助工具。 控制程序的仿真與調(diào)試 仿真軟件簡介 在本次設(shè)計中，利用 S7200 仿真軟件 漢化版進行控制程序的仿真與調(diào)試?？赏ㄟ^控制 CO2調(diào)節(jié)閥 ，進行溫室大棚 CO2濃度的手動控制。在自動情況下， CO2濃度傳感器將測得的模擬量通過模擬量輸入模塊 EM235 送入 PLC 中，通過整數(shù)比較指令，將 CO2濃度傳感器檢測到的測量值 AIW4 與設(shè)定值 “1000”進行比較，當AIW41000 時，中間繼電器 得電 ，添加溫室中的 CO2。 在溫室大棚的光照控制過程中，自動模式下，當光照傳感器測量的光照強度低于設(shè)定的光照值時，中間繼電器 得電，補光燈開啟補光；手動模式下，按下補光燈的啟停按鈕，中 間繼電器 得電，補光燈開啟補光。 在溫室大棚的光照控制過程中，自動模式下，當光照傳感器測量的光照強度低于設(shè)定的光照值時，中間繼電器 得電，遮陽簾開簾補光；手動模式下，將控制遮 33 陽簾開關(guān)簾的單刀雙擲開關(guān)撥至 “遮陽簾開簾 ”，中間繼電器 得電，遮陽簾開簾補光。 當中間繼電器 得電時，系統(tǒng)的運行方式為手動模式。 三、光照控制 當中間繼電器 得電時，系統(tǒng)的運行方式為自動模式。 在溫室大棚的溫度控制過程中，自動模式下，當溫度傳感器測量的溫度值高于設(shè)定的溫度值時，中間繼電器 得電，冷風機啟動；手動模式下，按下冷風機啟動按鈕，中間繼電器 得電，冷風機啟動。 在溫室大棚的溫度控制過程中，手動模式下，當溫度傳感器測量的溫度值低于設(shè)定的溫度值時，中間繼電器 得電，通風扇正轉(zhuǎn)，將外界的空氣引入溫室，與外界交換空氣；手動模式下，將控制通風扇正反轉(zhuǎn)的單刀雙擲開關(guān)撥至 “通風扇反轉(zhuǎn) ”，中間繼電器 得電，通風扇反轉(zhuǎn)。 可通過控制相應(yīng)的按鈕 ——通風扇正轉(zhuǎn) 、通風扇反轉(zhuǎn) 、熱風機 、冷風機 、加熱器 ，進行溫室大棚溫度的手動控制。在自動情況下，溫度傳感器將測得的模擬量通過模擬量輸入模塊 EM235 送入 PLC 中，通過整數(shù)比較指令，將溫度傳感器檢測到的測量值 AIW0 與設(shè)定值 “25 度 ”進行比較，當 AIW025 時，中間繼電器 得電，啟動降溫設(shè)備；當 AIW025 時，中間繼電器 得電，啟動升溫設(shè)備。 29 圖 53 CO2 濃度控制流程圖 控制程序設(shè)計及分析 一、自動 /手動切換 為自動 /手動切換， 為總啟動，當 =1 時， 得電，啟動燈亮， 為總停止，當 =1， =1 時，中間繼電器 得電，系統(tǒng)的運行方式為自動模式；當 =0， =1 時，中間繼電器 得電，系統(tǒng)的運行方式為手動模式。 28 圖 51 溫度控制流程圖 二、光照控制流程圖 溫室大棚的光照控制 流程圖如圖 52 所示。如果溫室中的測量值與設(shè)定值相等，則關(guān)閉關(guān)閉相應(yīng)設(shè)備，保持溫室中的環(huán)境參數(shù)。當溫室的光照低于設(shè)定值時，系統(tǒng)打開遮陽簾和補光燈；當溫室的光照高于設(shè)定值時，系統(tǒng)關(guān)閉遮陽簾。 控制系統(tǒng)的程序設(shè)計 程序的設(shè)計思路 本控制系統(tǒng)設(shè)有手動、自動兩種工作模式，自動模式為正常運行狀態(tài)，手動模式用于應(yīng)對一些突發(fā)情況。 五、 可用于 CPU 硬件配置。 三、 支持三角函數(shù)，開方，對數(shù)運算功能。 一、 可以用梯形圖、語句表 和功能塊圖編程。 編程軟件 STEP 7Micro/WIN 概述 STEP7Micro/WIN32 編程軟件是基于 Windows 的應(yīng)用軟件，由西門子公司專為S7200 系列可編程控制器設(shè)計開發(fā)，它功能強大，既可用于開發(fā)用戶程序，又可以實時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。實際上就找到輸出和輸入的關(guān)系，完成設(shè)計任務(wù)。此法的關(guān)鍵是畫出功能流程圖。 二、繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法：用 PLC 的外部硬件接線和梯形圖軟件來實現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)的功能。 一、經(jīng)驗設(shè)計法：即根據(jù)前人總結(jié)的典型控制電路程序，再按照設(shè)計中被對象的具體要求，把典型程序進行重新組合，而且需要反復調(diào)試和修改，得到現(xiàn)在系統(tǒng)所需要的梯形圖，有時僅僅這些還不能滿足要求，還需要增加中間環(huán)節(jié)，才能得出符合要求的系統(tǒng)。本章節(jié)在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，詳細介紹本項目的軟件設(shè)計，主要包括軟件設(shè)計的基本步驟、方法、編程軟件 STEP7Micro/WIN 的介紹以及本項目的程序設(shè)計。若為電壓負載，則將負載接入 MO、 VO 接口，若為電流負載則接入 MO、 IO 接口。若 4 個接口未能全部使用，如 C 口所示，未用的接口要將 C+與 C端用短路子短接，以免受到外部干擾。為電壓輸入時，如 A 口所示，電壓信號正極接入 A+端，負極接入 A端， RA 端懸空。 24V DC 電源正極接入模塊左下方 L+端子，負極接入 M 端子。 經(jīng)上述調(diào)整后，若輸入最大值為 0～ 10V 的模擬量信號，則對應(yīng)的數(shù)字量結(jié)果應(yīng)為 32021 或所需數(shù)字，其關(guān)系如圖所示。 調(diào)節(jié)偏置電位器，使模擬量輸入寄存器的讀數(shù)為零或所需要的數(shù)值。 接通 CPU 及模塊電源，并使模塊穩(wěn)定 15 分鐘。 表 43 EM 235 選擇模擬量輸入范圍和分辨率的開關(guān)表 單極性 滿量程輸入 分辨率 SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF ON 0 到 50mV OFF ON OFF ON OFF ON 0 到 100mV 25μV 24 ON OFF OFF OFF ON ON 0 到 500mV 125uA OFF ON OFF OFF ON ON 0 到 1V 250μV ON OFF OFF OFF OFF ON 0 到 5V ON OFF OFF OFF OFF ON 0 到 20mA 5μA OFF ON OFF OFF OFF ON 0 到 10V 根據(jù)溫室控制系統(tǒng)中的控制模塊，經(jīng)由傳感器測得的溫度、光照度、 CO2 的測量值均為單極 性，選擇 0 到 10V 的量程，故設(shè)置 DIP 開關(guān)為 010001。 所有的輸入設(shè)置成相同的模擬量輸入范圍。 通過 開關(guān) 1～6 可選擇模擬量輸入范圍。它利用 DIP 開關(guān)設(shè)置輸入信號的量程。 EM235 模塊具有 4路模擬量輸入 /1 路模擬量輸出。在這里我們選擇西門子的 EM235 模擬量輸入 /輸出模塊。5％： 使用溫度：一 10～ +50℃ 使用濕度 5～ 95％ RH。這種二氧化碳傳感器除具有體積小、壽命長、選擇性 和穩(wěn)定性好等特點外，同時還具有耐高濕低溫的特性，可廣泛用于自動通風換氣系統(tǒng)或是 C02 氣體的長期監(jiān)測等應(yīng)用場合。 三、 CO2 濃度傳感器 二氧化碳控制實時監(jiān)測 C02 的含量，當 C02 的含量低于一定值時打開 C02 儲氣罐或 C02 發(fā)生器以增施氣肥。 量程： O200K1UX、 O20K10X、 0—2021 可選； 供電電壓： 24VDC／ 12VDC； 輸出信號： 20—4mA， 10V—OV 可選； 精度： 177。該傳感器采用先進的電路模塊技術(shù)開發(fā)變送器，用于實現(xiàn)對環(huán)境光照度的測量，輸出標準的電壓及電流信號，體積