【正文】 本篇論文也有明顯的創(chuàng)新，例如恒壓供油可以降低泵的啟停次數(shù)，減少了泵的磨損損耗；通過中控室就可以操作整個系統(tǒng)，操作界面簡潔明了，大大降低了操作人員工作的復雜性；采用現(xiàn)場總線控制，其性能穩(wěn)定，運行可。剛進來對用一些設計軟件頗為吃力，到現(xiàn)在的得心應手，對主從站通信方面知識從生澀到精通，也搞明白了如何將Modbus RTU通信協(xié)議替換掉Modbus ASCII通信協(xié)議。 自吸泵吸不上油的原因本次調試就發(fā)現(xiàn)剛買的泵的進口處沒有密封好，導致出口處一直在出氣，進口處沒有吸氣，經(jīng)過加泡沫墊圈得以解決此問題。為了減少電子干擾，對于模擬信號，應使用雙絞屏蔽電纜，屏蔽層一點接地來解決此問題，擾動將會小一些。反復調節(jié)三次以上，直至信號輸出正常即可。 壓力傳感器零點問題在沒有加壓的情況下，電流輸出大于4mA,說明傳感器需要矯正。當排除這些故障后，BF燈消失，SF燈也隨之消失。 LED燈故障診斷S7300PLC有很強的自查錯功能，當PLC自身故障或外圍設備發(fā)生故障或損壞時，都可以借助PLC上具有的診斷指示燈功能的發(fā)光二極管的亮滅來診斷。三是WinCC是否變成演示模式。經(jīng)過不斷地調試運行，最終確定原因BIT10位沒有給“1”值，修改過后，F(xiàn)0070故障基本上沒有出現(xiàn)過，系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行。檢查通訊接頭。如果是常亮的話，就要檢查EMC的問題。檢查通訊模塊上的顯示燈是什么狀態(tài)?如果是綠燈閃亮的話，那是PLC沒給變頻器報文（檢查PLC的控制報文。報F0070故障的原因：（1）是變頻器與PLC之間的通訊出了問題，變頻器在所設定的時間內接收不到合適的報文而產(chǎn)生的故障。（2）MM440的主站或故障、停機、停電都會引起變頻器報警A0703。報A0703原因：（1）變頻器沒有收到來自PLC主站的給定信號，或者給定信號無效。 故障分析 調用程序塊無能流通過 無能流程序圖，F(xiàn)C1似乎沒有調用，實際已經(jīng)調用，只是顯示問題，在調用FC1前加入條件（常開或常閉觸點）或在FC1的程序結尾使用“（SAVE）”指令，可以改變FC1的調用顯示狀態(tài)。2KP，即進入98——102KP，則認為過渡過程結束，從圖中可知過渡時間約為：19：35：1019：34：20=50s,振蕩周期為T=16：29：0716：29：33=26s衰減比n=B/B39。2%范圍內為100*177。： PID控制面板 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析調節(jié)參數(shù)只能在一定范圍內起作用，如果方案不合理，工況的改變，則無論怎樣調節(jié)比例度，積分時間和微分時間，都不會達到調節(jié)預定的質量要求。FB41在OB35中調用，如果OB35的中斷時間是200ms，肉眼是看不出其在OB1中調用的不同，如果在硬件組態(tài)中，把中斷時間改為2s，那么很明顯就可看出FB41每隔2s執(zhí)行一次。根據(jù)表三經(jīng)驗公式來確定調節(jié)器的各參數(shù)。本次采用臨界比例度法來調節(jié)參數(shù)首先將調節(jié)器設置為純比例控制（即積分時間TI為“∞”，本次設置為5000s，使積分器不起作用，微分時間TD設為“0”，使微分器不起作用）。比例調節(jié)是依據(jù)“偏差的大小”來動作，積分調節(jié)是依據(jù)“偏差是否存在”來動作，微分調節(jié)是依據(jù)“偏差變化速度”來動作的。經(jīng)多次調試，本次死區(qū)寬度設置為DEAB_W=。設置這個死區(qū)后，系統(tǒng)穩(wěn)定后，不易收到其他信號的干擾。在反饋值已經(jīng)等于設定值的情況下，希望PID不在調節(jié)，若干擾的范圍是5到+5，設置一個5到+5不調節(jié)的門檻，誤差超過這個范圍在進行PID調節(jié)。PID調節(jié)的最終結果是設定值和反饋值相等。比例積分微分規(guī)律綜合了比例調節(jié)，比例積分調節(jié)，比例微分調節(jié)三種調節(jié)規(guī)律的優(yōu)點，適當?shù)恼{整Kp、TI、TD，可以獲得相當好的控制過渡過程。 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 PID算法的實現(xiàn)程序調用PID功能塊FB41，F(xiàn)B41為位置式PID算法，由于PID控制的功能塊參數(shù)很多，結合功能塊對應的框圖來學習和理解這些參數(shù)。設置動畫觸發(fā)器的周期為125ms，同時水流速度變量WaterFlowSpeed值為2。設置動畫觸發(fā)器的周期為125ms。向左向右只要設置WaterFlowDirection為True或False設置水流速度：將動畫觸發(fā)器周期設置為500ms。最后設置啟動變量WaterFlowStart為真。啟動按鈕的VBS腳本首先使兩個水流折線可見。X值增加對應水流向右，X值減少對應水流向左。代碼說明：不斷修改代表水流的折線polyline01的X坐標值，從210到330之間變化。 登錄與退出快捷鍵分配登錄的快捷鍵分配為Ctrl+A，退出快捷鍵分配為Ctrl+Z，當按下登錄快捷鍵的時候顯示登陸窗口 登陸界面登錄完成后，當前登錄用戶顯示當前登錄的人的名稱，按下Ctrl+Z退出當前登錄。調用內部函數(shù)SetTagChar函數(shù)把拼接后的字符串szBuffer的值，傳送給變量AlarmFilter。 歷史數(shù)據(jù) 變量歸檔組態(tài) 歷史數(shù)據(jù)界面報表打印 報表打印界面 報表布局界面打印按鈕的C腳本這里腳本的功能用于合成報警過濾的條件。 報警界面 報警組態(tài) 報警界面在WINCC中實現(xiàn)聲音報警功能有四種方法: C腳本播放wav文件 C腳本觸發(fā)PC蜂鳴器 VBS腳本調用媒體播放器 報警器HORN的使用本次設計使用HORN報警器，報警器需要單獨安裝。手動操作運行不能作為控制系統(tǒng)的主要運行方式，只能在設備調試時用，或作為臨時后備用。 手動操作界面 手動操作界面手動操作順序，開手動（手動指示燈點亮）（輸入速度）按下速度設置—按下復位按鈕（復位指示燈點亮）按下啟動按鈕電機將按照設置的速度啟動，按下停機按鈕電機停止—按下點動按鈕電機將按照P1082設定的頻率轉動，松開即停止，其方向設置可以在以下幾種方式下完成：電機啟動前、電機運行中以及電機點動前。 工藝界面 工藝界面，可以看到左側為畫面切換和停止按鈕，上方顯示界面信息從左至右為（工程名稱，界面名稱，系統(tǒng)時間，與PLC的連接狀態(tài)，當前登錄的用戶）。 連接狀態(tài)的顯示——顯示與PLC的通信狀態(tài)。例如：工程師可以設置壓力值或者手動操作啟動油泵。 報警的產(chǎn)生——定義一些警報產(chǎn)生的條件，比如變頻器故障報警，壓力報警，通知工程師進行處理。 歸檔數(shù)據(jù)——將速度，頻率，壓力，報警等參數(shù)保存至數(shù)據(jù)庫中，方便以后有據(jù)可查。發(fā)送06功能代碼啟停電機 發(fā)送06命令 WinCC組態(tài)界面分析 HMI控制任務HMI是系統(tǒng)和操作員交流的橋梁，操作人員可以根據(jù)HMI上顯示的狀態(tài)信息，進行系統(tǒng)故障和系統(tǒng)工藝流程的判斷，其給用戶提供了直觀的操作界面。Modbus——。本次選用RS485接口的CP340，設置接口屬性如下： Modbus—RTU的通信幀本次使用03和06功能，見表1。硬件采用CP340，CP340可以傳輸十六進制的00FF之間的任何數(shù)據(jù)，根據(jù)ModbusRTU的通訊幀的特點，編寫代碼，實現(xiàn)ModbusRTU協(xié)議通訊，成本低，效率高且運行穩(wěn)定。本次接口類型選擇RS485（半雙工模式）。返回其他指令，表示錯誤。正反方向是將位11置0或置1，正反方向點動是將位8置0或置1。注：斜坡時間設置得太短，可能會導致變頻器跳閘。讀出r0021，r0025，r0027，r0038頻率，電壓，電流，功率因數(shù)的值 頻率值 電壓值 電流值 功率因數(shù)PZD測試變頻器正向點動之前發(fā)送停止命令，變頻器返回FB31，表示準備好，正向運行BIT14為“1”。 l 如果返回來的值為743A00000017，說明傳送失敗，錯誤號為17，這種錯誤大部分發(fā)生在變頻器正在運行的情況下。 修改P1082得值發(fā)送請求參數(shù)修改命令343A 0000 4248 0000，變頻器返回命令243A 0000 4248 0000我們發(fā)現(xiàn)變量表中。第一步，讀出P1082的值 讀出P1082的值：發(fā)送請求參數(shù)數(shù)值命令143A 0000 0000 0000 變頻器返回命令243A 0000 4220 0000，由應答識別標記ID表明，2表示的傳送的數(shù)值為雙字，數(shù)值為42200000（IEEE浮點數(shù)），如果想要修改P1082的數(shù)值，則根據(jù)任務識別標記，應選擇3。請求讀出參數(shù)P1000（1000=3E8（HEX））的值 讀出參數(shù)P1000的數(shù)值：這是一個單字長的參數(shù)，數(shù)值為0006（HEX）。請求讀出參數(shù)P1082（1082=43A（hex））的數(shù)值 請求P1082數(shù)值P1082最高頻率 缺省值：50HZ由變量表可知：應答報文返回243A 0000 4248 0000,2表示這是一個雙字長的參數(shù)，為42480000（IEEE浮點數(shù)）。（錯誤），錯誤代碼保存在后兩個字中。180。180。（單字長）或2180。180。表示參數(shù)號。180。180。PKW測試1）讀出P0002到P1999之間的數(shù)值為了讀出P0002到P1999之間的數(shù)值，PKW的第一個字應為1180。 報文收發(fā)測試S7300余MM440的通訊主要是對4個字PKW和2個字PZD進行讀寫，為了使程序更為方便，可在程序中開辟一塊靜態(tài)存儲空間，即DB1，用來存放要讀寫的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)塊格式與PKW和PZD的結構相似，讀寫區(qū)域分開。見表1表1 快速設置部分參數(shù)表P0003參數(shù)內容默認值設置值說明1P0700選擇命令源26COM鏈路的通訊設置1P1000頻率設定選擇26通過COM鏈路的通訊板（CB）設定1P1120斜坡上升時間電機從靜止狀態(tài)加速到最高頻率（P1082）所用的時間1P1121斜坡下降時間電機從最高頻率（P1082）減速到靜止停車所用的時間最后將P3900設置為1，完成必要的電動機參數(shù)運算，計算完成后為使電動機能夠運行，需要將P0010設置為0。然后進行快速參數(shù)調試。其含義如下圖所示 狀態(tài)字由上面可得到，變頻器的運行故障狀態(tài) 變頻器運行狀態(tài)程序 變頻器參數(shù)設置在進行快速調試之前，先將變頻器參數(shù)恢復為出廠值，設置P0010=30。故障復位程序的編寫故障復位只需要在通訊的時候控制控制字的第七位即可。（在此再次申明S7300的數(shù)據(jù)結構）當S7300PLC寫入PZD時，第二個字為主設定頻率，頻率如何給定前面已介紹過了。則162000對應8192，對應的頻率為(8192/16384)*50HZ=25HZ163000對應12288，對應的頻率為(12288/16384)*50HZ=PZD1通訊幀的第一個字為控制字，： 控制字S7300對MM440寫入PZD時，一般正向啟動時，賦值Ox047F,停止時賦值0x047E。比如：在PID運算程序中，PID輸出浮點數(shù)，經(jīng)FC106轉化成MM440的運行頻率（016384），傳送給電機。 用戶數(shù)據(jù)類型從MM440手冊上可以得到其只支持PPO1和PPO3類型，由于本次設計要讀取變頻器相關參數(shù)，如：電壓，頻率，電流等，所以選擇PPO1類型，4個字的PKW數(shù)據(jù)用來訪問變頻器參數(shù)和2個字的PZD用來控制電機。PKW區(qū)的結構PKW前兩個字是任務是任務識別標記和應答標記，后兩個字為變頻器的參數(shù)值，例如，請求P0918（396HEX）的值，則發(fā)送報文可寫成1396 0000 0000 0000，應答報文為1396 0000 0000 0004。通訊幀分為兩個區(qū)域，即PKW區(qū)和PZD區(qū)。例如，寫PZD時，LADDER=W16100。在讀寫DP從站數(shù)據(jù)時，模塊參數(shù)LADDR即是該地址，將從該地址處讀取數(shù)據(jù)。選中DP總線，右擊插入MM440，組態(tài)通訊區(qū)，MM440采用通用串行接口協(xié)議，其通訊報文結構將在下節(jié)介紹。PROFIBUS家族成員包括：（1） PROFIBUSDP（2）PROFIBUSPA（3）PROFIBUSFMSFMS由于通信復雜，成本高，使用的廠家較少，相比較而言DP更穩(wěn)定，通信速率高且經(jīng)濟實惠，使得PROFIBUSDP已經(jīng)能完全取代FMS[11]。PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術。PROFIBUS傳送速度可在 ～12Mbaud范圍內選擇且當總線系統(tǒng)啟動時，所有連接到總線上的裝置應該被設成相同的速度。具體程序請參考附錄。不是本站數(shù)據(jù)，直接清空接收緩沖區(qū)（DB51）。接收到的數(shù)據(jù)根據(jù)地址標識符判斷是否是本站數(shù)據(jù)，并判斷接收到的數(shù)據(jù)CRC校驗碼是否為0 ,，是0表示接收的信息幀正確無誤，兩者皆正確，將接收緩沖區(qū)（DB51）中的數(shù)據(jù)移到指定的地址區(qū)（DB50）。在濾波處理子程序FB1中，將最近十次壓力數(shù)據(jù)保存在DB塊中，每個掃描周期進行更新以確保是最新的十個數(shù)，然后，將十個數(shù)相加求平均完成模擬量濾波。壓力傳感器傳回來的數(shù)值，往往由于外界的干擾，反應給PLC，PLC如果用這種干擾值進行計算，將會給系統(tǒng)帶來很大影響，以下將介紹軟件濾波的方法。限幅控制程序的控制任務為：低于下限泵全速運行，高于下限低于上限泵進行PID調速，高于上限泵停止運行。是自己的數(shù)據(jù)則將數(shù)據(jù)接收到指定的數(shù)據(jù)區(qū)，同時啟動發(fā)送功能，發(fā)送相應的返回數(shù)據(jù)給主站，表示接收成功[17]。把對方的數(shù)據(jù)接收過來進行CRC校驗，如果為0，則為數(shù)據(jù)正確，傳輸過程中數(shù)據(jù)未丟失。當CPU前面板的模式選擇器開關設置為RUN或RUNP，CPU才處理主程序。循環(huán)程序處理是PLC中的“常規(guī)”程序處理。 主要程序流程圖系統(tǒng)從停止狀態(tài)轉入運行狀態(tài)時，都會自動調用一次OB100完成初始化任務，然后操作系統(tǒng)循環(huán)執(zhí)行OB1，OB1執(zhí)行完成后，操作系統(tǒng)再次啟動OB1。此外PID運算