工业网络在封口机控制系统中的应用.docx
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工业网络在封口机控制系统中的应用
工业网络在封口机控制系统中的应用
专
用
周
实
训
报
告
姓名：
*****
学号：
*****
班级：
12级电气自动化3班
专用周实训报告………………………………………………………
第一部分:
设计方案………………………………………………
实训目的………………………………………………………
实训要求………………………………………………………
具体方案………………………………………………………
元件清单………………………………………………………
第二部分：
控制方案……………………………………………..
第三部分：
程序………………………………………………….
S7_200程序………………………………………………….
S7_300程序………………………………………………….
专用周技术报告…………………………………………………….
摘要……………………………………………………………
WinCC…………………………………………………………
S7_300PLC…………………………………………………….
S7_200PLC…………………………………………………….
封口机项目……………………………………………………
专用周总结……………………………………………………………
专用周实训报告
第一部分：
设计方案
实训目的：
1）熟悉并掌握WinCC的基本使用方法。
2）熟悉并掌握WinCC与S7-300软件的通讯方法及使用。
3）熟悉并掌握MPI及PRDFIBUS功能及使用方法。
4）了解工业以太网。
5）熟悉项目使用的各个硬件的功能。
实训要求：
1）在三周内熟悉并掌握WinCC的使用。
2）实现WinCC与S7-300软件之间的连接并使用。
3）掌握工业网络的连接方法及使用。
4）实现封口机的控制
控制要求：
（1）整个系统的启停、故障报警等功能可以通过S7-300PLC的基本逻辑指令来完成；
（2）封口计数可以用S7-300PLC利用计数器指令来实现；
（3）封口速度与温度设定之间的对应关系，可以通过S7-300PLC的比较指令来实现；
（4）热电偶信号从EM231直接采集进入S7-200PLC；
（5）将EM231采集到的信号送到S7-200PLC的数据交换区，通过MPI或PROFIBUS工业网络将数据送到S7-300PLC进行PID运算；
（6）在S7-300PLC中完成PID运算后，再将运算的结果送到S7-300的数据交换区，通过MPI或PROFIBUS工业网络将数据送到S7-200PLC进行输出控制。
5）完成监控画面的组建
画面要求：
（1）将所有的功能全部集成在一个画面上；
（2）在画面中应该包括系统的启停控制、故障报警、温度设定及显示、封口数量显示、封口机速度显示等功能；
（3）将控制界面只与S7-300PLC的数据进行连接。
具体方案：
1）系统框图：
2）硬件部分：
西门子S7-300CPU313-2DP
西门子S7-200CPU224XPCNDC/DC/DC
模拟量输出模块EM231CNA14XTC
EM277PROFIBUS-DP
封口机SF-150220V/50-60HZ
计算机LENOVO
3）软件部分：
300编程软件SIMATICmanager
200编程软件V4.0STEP7microwinSP6
Wincc编程软件windowscontrolcencer6.0
元件清单：
元件清单
元件名称
型号
数量
电源开关
DZ47-6063
3
S7-300
CPU313-2DP
1
DI16/DO16XDC24V
1
SM334模块
AI4/A02X8BIT
1
S7-200
CPU224XPCNDC/DC/DC
1
EM231模块
EM231CNA14XTC
1
EM277模块
EM277PROFIBUS-DP
1
按钮
4
中间继电器
JZX-22F（D）/4Z
5
封口机
SF-150220V/50-60HZ
1
整流模块
DQZ-220D15F
1
直流稳压电源
HS-120-24
1
Pc
LENOVO
1
第二部分控制方案
1）以S7-300PLC编程，由S7-200PLC控制封口机。
2）实现两地控制，分别在按钮和WinCC画面上实现启停。
3）故障报警在WinCC画面显示并当出现故障立即停止加热。
4）温度的设定及显示在WinCC画面控制。
5）封口数量及封口机速度在WinCC画面显示。
6）在S7-300PLC中用PID调节封口机加热。
第三部分程序
专用周技术报告
摘要：
在控制系统中，要实现数据的采集、传送、显示。
采集由S7-200实现，传送由通讯实现，显示由WinCC实现。
信号包括传感器信号、故障报警信号、控制按钮信号等。
此次主要学习WinCC的使用及工业网络的通讯连接和使用，包括安装、了解功能、创建项目、组态、创建过程画面、改变画面对象属性、变量管理器的使用、图形编辑器的使用和在库中寻找所需元件等。
在这个项目中我们主要用到的工业网络的通讯方式为PROFIBUS-DP，连接的是S7-300与S7-200，还有WinCC与S7-300的变量链接。
关键词：
工业网络、两地控制、报警、计数
一、WinCC
1、1简单介绍
西门子视窗控制中心SIMATICWinCC（WindowsControlCenter）是HMI/SCADA软件中的后起之秀，1996年进入世界工控组态软件市场，当年就被美国ControlEngineering杂志评为最佳HMI软件，以最短的时间发展成第三个在世界范围内成功的SCADA系统；而在欧洲，它无可争议地成为第一。
1）WinCC的特点：
功能强大—可以完成所有的SCADA功能
标准接口—提供OLE、DDE、ActiveX、OPC等接口，可以方便
的与其它程序交换数据
脚本语言—支持标准的ANSI-C和VisualBasic脚本程序
使用简便—具有向导程序，可大大简化组态工作
2）产品分类：
PowerTags是指系统可以使用的外部变量数
PowerTags升级是指增加外部变量数
ArchiveTags升级是指增加归档变量数
3）主要功能：
（1）、对象图形编辑器：
标准工具：
很多分层、选项板、调整定位
用于简化启动的向导
ActiveX支持OLE控制和元件
用户化的对象开发环境
（2）、报警存档和信息编辑器：
BOOL量、模拟量和时间报警
内建存档和报表
（3）、变量存档编辑器：
用户化的数据存储能力
实时和历史曲线与数表
（4）、与控制系统的连接：
SIEMENSS7，S5
支持第三方设备：
AB、Modicon,GE,Modbus,DDE和OPC接口
（5）、变量标签管理器：
可用所有的数据类型、可引入和输出变量标签表
（6）、用户管理员（安全性）
允许生成用户和用户组，类似NT的用户管理员。
所有的编辑器都可以为运行进行安全性设置
（7）、SQL和ODBC
SQLAnywhere5.0数据库
通过ODBC和SQL接口访问过程数据
（8）、多语言支持：
允许在线进行各种标准语言的切换
输出工具允许项目支持其它语言
1、2组态及变量
1）知识要点：
WINCC变量管理器
WINCC变量的数据类型
WINCC创建和编辑变量
2）变量的功能类型分为：
外部变量内部变量系统变量脚本变量
3）变量管理器的结构：
浏览窗口
数据窗口
工具提示
菜单栏
查找
4）WINCC变量的数据类型
数值型变量：
二进制变量、有符号8位数
无符号8位数、有符号16位数
无符号16位数、有符号32位数
无符号32位数、32位浮点数
64位浮点数
5）WINCC创建和编辑变量
创建内部变量：
打开“内部变量”目录，点击右键，并选择“新建变量”，打开如图的“变量属性”对话框进行设置。
1、3创建画面及对库的使用
1）创建画面
打开图形编辑器，单击右键选择新建画面，可以更改画面名称，然后打开画面，如图所示：
使用控件和图库
在WinCC中提供了丰富的图库元件供使用，用户也可以添加自己的图库对象，步骤如下：
（1）单击图形编辑器工具栏上的图标
（2）找到希望添加的图形后，选中此对象并将其拖动到画面上。
二、S7-300PLC
2、1简单介绍
S7-300是模块化的中小型PLC，适用于中等性能的控制要求。
品种繁多的CPU模块、信号模块和功能模块能满足各种领域的自动控制任务，用户可以根据系统的具体情况选择合适的模块，维修时更换模块也很方便。
组成部件
中央处理单元（CPU）、电源模块（PS）、信号模块（SM）、功能模块（FM）、通信处理器（CP）、接口（IM）
2、2用到的基本指令
用到的基本指令：
基本逻辑指令、转换指令、计数器、传送指令、比较指令
2、3通讯技术
1）MPI通讯
简介
MPI（MultiPointInterface）是多点接口的简称，是当通信速率要求不高，通信数据量不大时可以采用的一种简单经济的通信方式。
通过MPI，PLC可以同时与多个设备建立通信连接，这些设备包括编程器PG或运行STEP7的计算机PC，人机界面（HMI）等。
2）PROFIBUS通讯
简介
作为众多现场总线家族的成员之一，PROFIBUS是在欧洲工业界得到最广泛应用的一个现场总线标准，也是目前国际上通用的现场总线标准之一，PROFIBUS是属于单元级、现场级SIMITAC网络，适用于传送中、小量的数据。
2、4与WinCC的链接
步骤：
先打开WinCC,选择内部变量，单击右键添加新的驱动程序，再在计算机中找到STEP7的驱动程序，然后在MPI中添加，最后结果如下：
三、S7-200PLC
3、1简单介绍
S7-200系列PLC是超小型化的PLC它适用于各种行业，各种场合中的自动检测、监控等。
S7-200PLC的强大功能使其无论单机运行或组成网络都能实现复杂的控制功能。
S7-200PLC有4个不同的基本型号与8种CPU，供用户选择使用。
1）数据存储区
输入映像寄存器（I）、输出映像寄存器（Q）、内部标志位存储器（M）、特殊标志位存储器（SM）、顺序控制存储器（S）、变量存储器（V）、局部变量存储器（L）、模拟量输入映像寄存器（AI）、模拟量输出映像寄存器（AQ）等
2）元件
定时器（T）、计数器（C）、累加器（AC）、高速计数器（HC）等
3、2用到的指令及功能
1）用到的指令：
SM0.0MOVE_WDIV_IMUL
2）用到的功能：
常开常闭，比较功能，传送功能，逻辑运算功能等
3、3与封口机的链接及与S7-300PLC的链接
1）两种链接方法：
MPI、PROFIBUS_DP，其中PROFIBUS-DP就是可以通过组态链接，就是把EM277挂在S7-300PLC的硬件组态网络上。
四、封口机项目
4、1S7-300PLC的硬件组态
1）网络连接
步骤：
先组建硬件，再选中DP，单击右键选择其属性，建PROFIBUS-DP主站系统，然后再挂上从站的EM277模块，如图所示：
4、3S7-300与S7-200之间的通讯
此项目中我们主要采用的是DP通信，以S7-300PLC为主站，S7-200PLC为从站，通过硬件组态把EM277模块挂在DP网上，速率为1.5Mbps，结果如下：
4、4S7-300块的组成
首先，块中必须要建一个OB35，因为PID必须放在OB35中才能正常使用，在OB35中的PID做好后，会自动生成其他块，然后要在OB1里编主要程序，包括让封口机运行的程序，以及控温程序等，大致情况如下：
所有程序编好后，再统一下载。
4、5创建WinCC并与S7-300进行链接
步骤：
第一步：
打开WinCC，选择内部变量单击右键，添加新的驱动程序，选择SIMATICS7ProtocolSuite，再击确定。
第二步：
选择MPI，再右键选择新驱动程序连接，形成NewConnection，再点击属性，最后确定。
第三步：
在连接后的NewConnection中新建所需变量，如二进制变量等。
结
4、6画面的创建及链接
步骤：
第一步：
在库中找出所需元件，并标注名称；
第二步：
其中我们做了画中画，就在新建一个画面A，建的是温度的趋势图，还要做很多链接，图B可见，如下：
A
（1）
A
（2）
B
（1）
B
（2）
第三步：
画面中的元件与变量的链接，最简单，最基础，单击右键，选择对象属性，然后在选择相应变量进行链接就可以了，如下所示：
第四步：
检查各项功能，如两地控制，PID功能，画面切换，故障报警等
4、7实现功能
运行结果如下：
当系统启动后，电机图形呈绿色，表示封口机在运行，报警指示灯显绿色，表示一切正常，趋势图显示封口机在线温度变化，四个输入输出域分别显示设定温度、实际温度、转速和计数。
五、总结
我们的实训是三人一组，在这三周里，都是与组员一起完成此次任务，让我们学到了团队合作的重要性，在一个项目中每个人分工很重要，每个人完成自己的任务，看似不容易的任务在三个人的手里就奇迹般的实现了。
在这三周的学习中，我学会了WinCC的基本使用，WinCC与S7-300PLC的通讯，S7-300与S7-300的工业网络通讯及S7-300与S7-200的通讯等。
第一周，学习了WinCC的基本使用方法及与S7-300的通讯。
刚开始的时候，不会建变量，不会建画面，不知道如何将变量与画面中的元件联系起来。
一周的学习后，基本的功能会了，我也能在库中快速的找到需要的元件。
第二，三周我们接触了工业网络，练习的方法就是将两组的S7-300PLC设备实现网络连接，两组设备通讯后可以相互控制。
我们自己在做项目，也是关于封口机的。
基本逻辑指令在S7-300中完成，通过通讯把结果发送到S7-200，再由S7-200直接控制封口机运行，并且在WinCC中建立各种变量，注意不能搞错它们的属性。
再建画面，画面中要实现各种功能，还要显示出来。
刚开始完全不会，经过全组努力和同学的帮助最终还是把它完成了。
三周的实训我们学到了很多知识，也学到了很多经验。
感谢老师对我们的教育。
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