WinCC过程控制监控系统设计说明.docx
《WinCC过程控制监控系统设计说明.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《WinCC过程控制监控系统设计说明.docx（9页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
WinCC过程控制监控系统设计说明
第１章绪论
1.1设计要求
1.1.1设计题目和设计指标
题目：
基于WinCC软件的过程控制监控系统设计
设计指标：
1）下位机设备（S7-200）
2）上位机组态软件（趋势图、报警界面、参数设定）
1.1.2设计功能
1.利用西门子S7-200可编程控制器实现液位PID控制系统,通过调节电动调节阀的开度，改变水箱的进水流量，从而使水箱内的液位维持于恒定值。
2.在上位机编制工艺画面，能够显示系统的实时状态、通过对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式,向用户提供检验液位PLC控制系统的动态运行情况，显示SP（设定值）、PV（液位高度检测值）、OP（阀开度）、P（比例）、I（积分时间）、D（微分时间），并且在画面上能够实现手自动切换、历史数据查询、报表、报警信息、历史曲线等功能。
第２章下位机设计
2.1PLC选型
1、CPU选择的型号是西门子的CPU-226，它是200系列中一款高档次的CPU，其主要应用于具有较高要求的控制系统中。
和其它型号的CPU相比，其具有更多的I/O点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和更强的内部集成的特殊功能。
主要特性如下：
Ø可携带7个模块
Ø集成24个输入、16个输入共40个数字量I/O点，最大可扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点
Ø13K字节的程序和数据存储空间
Ø6个独立的30KHz的高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，并具有PID控制器
Ø2个RS485通讯/编程接口，具有PPI通信协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力
ØI/O端子排可很容易的整体拆卸
2、模拟输入模块采用EM231，其输入信号是4~20mA信号，本实验即要求输入量为该数，满足要求，因此选用该型号。
3、模拟量输出模块采用EM232。
2.2系统框图及下位机硬件连接
系统框图如2-2-1所示：
图2-2-1系统框图
下位机硬件连接如2-2-2所示：
图2-2-2下位机硬件连接图
第3章WinCC组态设计
3.1变量设计
变量名称
地址
数据类型
存取
P
VW0
INT
RW
I
VW1
INT
RW
D
VW2
INT
RW
当前值
VW5
INT
RW
给定值
VW6
INT
R
1、打开PCAccessSP2软件，建立PLC连接。
2、设计所需变量，并连接PLC进行通讯测试。
OPC建立变量如图3-1所示：
图3-1OPC变量表
3.2OPC与WinCC的连接
1、测试成功后，打开WinCC软件，在WINCC中添加OPC驱动，对变量管理右键，选择“添加新的驱动程序”，在驱动程序选中对话框中选择OPC.chn。
2、对OPC驱动程序右键，选择“系统参数”，在OPC条目管理中器的中，选择“S7-200.OPCSever”；点击“下一步”，就可以在以下目录中看到在PCAccess中的项目变量。
选中条目，单击“添加条目”，此时系统会提示建立一个连接，点击“是”。
输入新的连接名称，点击“确定”，在添加变量窗口中，点击“完成”，此时可以在OPC驱动器的目录下看到导入的条目。
WinCC变量如图3-1所示：
图3-1变量图
3.3组态画面设计
1、在WinCC资源管理器中，选中“图形编辑器”，单击鼠标右键，在弹出的菜单中，选择“新建画面”项。
窗口右侧增加了一个文件“NewPdl0.Pdl”。
2、点击工具栏上的图标，弹出如图所示图库窗口。
3、在窗口中，选中需要的图形，单击鼠标左键不放，将其拖到画面组态窗口中。
用同样的方法添加管道、水箱、阀及传感器等。
4、选中组态对话框中输入输出域，在弹出的组态对话框中，进行变量的关联即可。
5、其他变量的关联依次类推即可，完成变量关联以后，整个界面组态及系统监控就完成了。
6、点击右侧工具栏的“控件”，插入趋势图，并将趋势图与监控变量“当前值”。
7、建立切换到各个画面的按钮，实现画面间的转换。
启动画面如3-2-1所示：
图3-2-1启动界面
液位控制组态画面如3-2-2所示：
图3-2-2液位控制组态界面
参数整定界面如3-2-3所示：
图3-2-3参数整定界面
趋势图如3-2-4所示：
图3-2-4趋势图
报警界面如图3-2-5所示：
图3-2-5报警界面
结论
在工业过程监控系统中采用WinCC监控组态软件，根据实际需要设置监控对象，通过监控界面直观动态显示，控制过程清晰明确，准确把握系统当前的各种运行状况，可以简化操作，大大提高系统监控能力。
工业控制组态软件是可以从可编程控制器、各种数据采集卡等现场设备中实时采集数据，发出控制命令并监控系统运行是否正常的一种软件包，组态软件能充分利用Windows强大的图形编辑功能，以动画方式显示监控设备的运行状态，方便地构成监控画面和实现控制功能，并可以生成报表、历史数据库等，为工业监控软件开发提供了便利的软件开发平台，从整体上提高了工控软件的质量。
其设计思想应遵循以下原则:
功能完备、方便直观、降低成本。
我们实验室的PLC控制网络监控组态软件采用了WinCC，其原因之一是因为WinCC是目前所有组态软件中功能比较强大的一种，二是考虑到下位机选用的是S7-200PLC及其编程工具STEP7，与WinCC同为德国SIEMENS公司的产品，WinCC本身提供S7-200PLC的驱动软件，因此使PLC与上位计算机的联接可以变得非常容易。
心得体会
经过两周的奋战我的课程设计终于完成了。
课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。
通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。
自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。
通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。
在这次设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。
我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。
最后终于做完了有种如释重负的感觉。
此外，还得出一个结论：
知识必须通过应用才能实现其价值！
有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
致谢
在此要感谢我们的指导老师王老师对我们悉心的指导，感谢老师们给我们的帮助。
在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。
在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。
参考文献
《现场总线技术第2版》机械工业出版社2011.1
《过程控制工程第2版》机械工业出版社2000.5
《深入浅出西门子S7-200PLC》北京航空航天大学出版社2007
升级会员 