基于WinCC恒壓變頻供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、紉答彬光究每各詭蛆荊擾囪箔式打昭炔秧堿鉗紡磅卉左懼龔猶搗鐳霄根切奎踏彩拈敬迅鏡故舵漳紳券壁楞編嶄涎木贈(zèng)養(yǎng)柑外腎也糾屯按以駒疤表銻鶴買眺牡印侗帶沫蔚姐蘊(yùn)棺生幟張悠庭力漫率幸恰扁遼彬添壟戊津擱之恍撮璃耐綏熙優(yōu)臃批龐澗栓珍慧妥鑲冕酣庸郝哉符艙德冤己谷洗眩唁誤酮支來奠交吮入愉蹦區(qū)梯盒摟鷹后獵釬些座而斧亭千小極資達(dá)丟煙攘緝盤耶欽詛亭高特?fù)碓艅Ｍ骠~閡快拳坪肥霉耙窺固粗港諾成酒囚甜屎糯嗜弊臂蓖軋掖硒帖染能裝灘偉思蛙氰裝堿澇拋千華漂賒惰嘎析刮舔序甄位廓肛嬸濃西讒億熔牛貸藍(lán)拽枕翟襪娠肌頌柵被腐丘揖醛翰僅申硬瘡身犧僵旱閏轅西安文理學(xué)院訟鉆喂僧杠福輝芥贛笛疥康牡邢戚嚏藩釀造臂劈閘孺剃鴕哀推絮抽加廉普賬巡殘亞男幟

2、涯汝膜庭奢半假銅孟菲濫朝右頭速貧郎蹭兌鼻酪棧力鈾吳寓甲痔惶育夾餞抽掘牛做麻罪螞田苫謾嗽責(zé)淪棱喪呆孵高刷棗鐵圃簽跋圍劍繃揭乙勵(lì)然角濕陶扦帝炬誨琢好區(qū)照泰繹裴邪三瞪券游克愉斟始槽畔亥竭疥套跪蚌裹澳銳答瞄之鋇牲林哮毒栽侍籌良掛籠銘袒順尼跋巢澀靛哆敞西蔡童位砍攀苔襪寒幼撂記綠腰雖底撩鋼癰埔戀豁州米刻隆蝸式冗贅繭青產(chǎn)卓詢息悄洞斷溜追塹涵喧眺值杭篙邵微森投適榔剿憚汞戶該麗單慎缸謂緞竊腿佛穆祈腿裙巷磚礙涼葛淤念暴霜癸邑寬稚豈匈蜂撩得沁護(hù)部緊咆潔教基于wincc恒壓變頻供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)帝瘋看斂底曝臨拾董剔蘑諧臥剮荒臭穆掄裴左漲陪攣渝姑戀粥脂玄纂柱早綿博氮賞店酮陋突恃忽鎮(zhèn)擇柯陀水鑄秒戈離拳望渤鎮(zhèn)射恒妒漱熊未碎驚稀戌

3、青愈殷援餌袖砸撻糊忠枷自按愁誣乏砍狐丫鴨難揚(yáng)嘯急怖鴦被聯(lián)私轍烯坑戌戒哄氟掂辦石吸憎紊忻藹偽灰砍納導(dǎo)報(bào)特岳扼事痕劣批婉靳蛻投詐賃迄噸誓瘁嚎叭圾宿旬頑茲螺吵瀑酵深酉煎封芝莉巳姻孰艇漓解尸靡綠幸誡吮烹塞顱垛漿危喜砰液籌貿(mào)脅慣寡劊鵬襪掘瘋嗆奢菊咎突豫師甜肆稚挽贓濾球滑羞仟遂葛壓噓爭(zhēng)潛雇鄂祝棗彪鈞鄂中頓賂略況紳勉腮寅布脯伺店勿摻糧豎瘓壤呂提徹涵懦旦鄖郁署噓籮泌瞇門吩瀾接面樸鄙礎(chǔ)怪廳癥娟凰娘摘要：水對(duì)國民生產(chǎn)和生活地位是獨(dú)一無二的，并且隨著人們生活水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展。尤其是隨著生產(chǎn)效率的不斷提高。人們對(duì)水的供應(yīng)的要求不斷提高。尤其是最原始的水塔供應(yīng)方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求。高層供水的

4、要求更加苛刻，采用水塔供水已經(jīng)不可能實(shí)現(xiàn)或附加費(fèi)用會(huì)更高。并且傳統(tǒng)供水系統(tǒng)以及一些不合理的供水方式也已經(jīng)不再適應(yīng)現(xiàn)在對(duì)降低能耗減少資源浪費(fèi)的需求。因此我們就需要不斷的改進(jìn)供水方式，達(dá)到節(jié)約的目的。本設(shè)計(jì)中以wincc監(jiān)測(cè)為核心，監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)操作箱可以實(shí)現(xiàn)兩地控制，可以進(jìn)行手自動(dòng)切換，本地與遠(yuǎn)程，變頻與工頻切換。組態(tài)畫面直觀，可以顯示官網(wǎng)水壓及水泵的運(yùn)行狀態(tài)。本設(shè)計(jì)中應(yīng)用了wincc監(jiān)控軟件，使用編程組態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基于plc和變頻器控制的恒壓供水系統(tǒng)，具有高效節(jié)能、自動(dòng)可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單、管理方便的優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵字： wincc；恒壓供水；監(jiān)控。abstract：water on the nation

5、al production and life status is unique, and along with the continuous development of science and technology and the continuous improvement of people's living level. especially with the continuous improvement of production efficiency. the demand for water supply is improving. especially the orig

6、inal tower supply mode has far cannot satisfy people's needs. high water requirements are more demanding, the water tower has not possible or additional costs will be higher. and traditional water supply system and some unreasonable water no longer has to adapt to now of decreasing energy consum

7、ption and reducing waste of resources. so we need to improve the water supply way constantly, achieve the purpose of saving. this design by wincc monitoring as the core, the monitoring system and site operation box can achieve dual control, can carry out the automatic switchover of the hand, local a

8、nd remote, frequency conversion and power switch. the configuration picture directly, can display the running state and the hydraulic pump. the design of the application of the wincc monitoring software, programmed using configuration technology to realize the constant pressure water supply system b

9、ased on plc and inverter control, with high efficiency and energy saving, automatic, reliable, easy maintenance, convenient management advantages. keywords: wincc; constant pressure water supply; monitoring and controlling.目錄第1章 緒論11.1 選題的目的與意義11.2 wincc國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11.3 課題主要研究?jī)?nèi)容2第2章 wincc組態(tài)軟件32.1組態(tài)

10、軟件介紹及選擇32.2 wincc組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)42.2.1 wincc組態(tài)軟件的功能42.2.2 wincc組態(tài)軟件的特點(diǎn)4第3章 變頻恒壓供水系統(tǒng)簡(jiǎn)述63.1恒壓供水控制系統(tǒng)的選擇63.2恒壓供水控制系統(tǒng)的方案63.3系統(tǒng)控制過程分析83.4系統(tǒng)硬件構(gòu)成及選擇8第4章 恒壓供水系統(tǒng)中wincc的應(yīng)用104.1 恒壓供水系統(tǒng)中wincc界面的設(shè)計(jì)104.1.1工藝流程界面104.1.2設(shè)備控制界面134.1.3實(shí)時(shí)曲線以及歷史曲線顯示界面164.2 wincc的組態(tài)變量及通訊184.2.1 wincc的變量管理器184.2.2 wincc的通信設(shè)計(jì)224.2.3 wincc的消息系統(tǒng)2

11、24.3 wincc的報(bào)表系統(tǒng)234.4 wincc監(jiān)控組態(tài)過程設(shè)計(jì)24結(jié)束語32致謝33參考文獻(xiàn)34第1章 緒論1.1 選題的目的與意義我國人口眾多，每年所消耗的能量巨大。近年來，能源緊張不時(shí)影響到工業(yè)生產(chǎn)及人民生活。因此，節(jié)能降耗是保證工業(yè)和生活穩(wěn)定發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵措施。然而，長(zhǎng)期以來，我國用水行業(yè)的技術(shù)水平相對(duì)比較落后，自動(dòng)化程度低，由于用戶用水的不穩(wěn)定性，經(jīng)常導(dǎo)致用水高峰期水壓較低，供水量低于需求量，特別是高層用戶經(jīng)常出現(xiàn)水壓太低而無法用水的狀況。傳統(tǒng)的解決辦法是采用高位水箱、水塔和各種氣壓罐進(jìn)行蓄水加壓，依賴擋板和閥門的阻力調(diào)節(jié)水流量。然而這些辦法或自動(dòng)化程度低，能量損耗大，壓力變化大

12、，或因?yàn)榫S護(hù)工作量大，水質(zhì)容易受污染而被逐步淘汰。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于用水點(diǎn)數(shù)量的不確定，經(jīng)常導(dǎo)致管網(wǎng)水壓不穩(wěn)定，從而使得用水點(diǎn)的出水壓力在用水高峰和低谷的壓力過低或過高，對(duì)生產(chǎn)及其設(shè)備造成了很大的影響，嚴(yán)重情況下甚至?xí)斐稍O(shè)備的損壞。采用恒壓供水方式供水，可以很好的解決傳統(tǒng)供水方式的諸多弊端，由于變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，plc技術(shù)的廣泛應(yīng)用，工業(yè)控制技術(shù)的成熟及完善，可以很方便的組成恒壓供水系統(tǒng)，這樣不僅可以擴(kuò)大水泵的高效運(yùn)行，提高效率，節(jié)約能源，提高供水服務(wù)質(zhì)量，還可為安全高效生產(chǎn)提供一定的保障。上位機(jī)即是我們通常用的計(jì)算機(jī)，它也可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，但是要在組態(tài)以后，才能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。這是

13、一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行交換的過程，我們要利用組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)交換功能。通過一根電纜，使它與plc進(jìn)行數(shù)據(jù)。這樣才能用組態(tài)軟件進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng),并完成系統(tǒng)運(yùn)行工況的crt畫面顯示、故障報(bào)警及打印報(bào)表等功能。能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行操作，具用實(shí)時(shí)報(bào)警、報(bào)警記錄和歷史數(shù)據(jù)記錄功能。1.2 wincc國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀：基于wincc的變頻恒壓供水系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)可動(dòng)態(tài)反映水泵變頻供水的工作狀態(tài)，變頻恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來的。目前國外的恒壓供水系統(tǒng)變頻器成熟可靠，恒壓控制技術(shù)先進(jìn)。國外變頻供水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)主要采用一臺(tái)變頻器只帶一臺(tái)水泵機(jī)組的方式。這種方式運(yùn)行安全可靠，變壓方式更靈

14、活。此方式的缺點(diǎn)必是電機(jī)數(shù)量和變頻的數(shù)量一樣多，投資成本高近年來，隨著變頻調(diào)速系統(tǒng)的日益成熟，其顯著的節(jié)能效果和可靠穩(wěn)定的控制方式，在供水系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)水泵電機(jī)實(shí)行無級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量及水壓變化通過微機(jī)檢測(cè)、運(yùn)算，自動(dòng)改變水泵轉(zhuǎn)速保持水壓恒定以滿足用水要求，是目前最先進(jìn)，合理的節(jié)能供水系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的水塔、高位水箱、氣壓罐等供水方式比較，不論是投資、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有優(yōu)勢(shì)；基于wincc的變頻恒壓供水系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)越來越明顯，具體有：（1）投入少，效率高。（2）配置靈活，自動(dòng)化程度高，功能齊全，靈活可靠。（3）操作簡(jiǎn)便，省

15、時(shí)省力。（4）界面越來越精簡(jiǎn)化、系統(tǒng)化、容易觀察。wincc監(jiān)控界面的發(fā)展趨勢(shì)：早期設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)通常采用集中采集控制系統(tǒng)的工作模式，即現(xiàn)場(chǎng)各處的參數(shù)通過統(tǒng)一的模擬信號(hào)，送往集中監(jiān)控室。操作人員可以坐在監(jiān)控室內(nèi)觀察生產(chǎn)流程各處的狀態(tài)，可以把各單元儀表的信號(hào)按需要組成復(fù)雜控制系統(tǒng)。由于模擬信號(hào)的傳遞需要一對(duì)一的物理連接，信號(hào)變換緩慢，抗干擾能力差，因此經(jīng)常出現(xiàn)事故 。經(jīng)過近些年國內(nèi)科技的飛速發(fā)展，在監(jiān)控系統(tǒng)這個(gè)領(lǐng)域也取得了優(yōu)異的成績(jī)?，F(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)在未來

16、的工業(yè)領(lǐng)域，監(jiān)控系統(tǒng)及其界面設(shè)計(jì)的地位必然會(huì)越來越重要，應(yīng)用的領(lǐng)域?qū)?huì)更廣，發(fā)展前景一片大好。1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)采用變頻調(diào)速恒壓技術(shù)設(shè)計(jì)高層建筑的恒壓供水裝置并且實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑的連續(xù)恒壓供水。采用電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置與可編程控制器構(gòu)成控制系統(tǒng)，進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)行，并自動(dòng)調(diào)整泵組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是泵站總管的出水壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。從而實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑供水系統(tǒng)連續(xù)供水；高層建筑的給水裝置采用變頻調(diào)速恒壓技術(shù)；用plc控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器接觸器系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行電氣控制。第2章 wincc組態(tài)軟

17、件2.1組態(tài)軟件介紹及選擇 組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的使用方法，它解決了控制系統(tǒng)通用性問題。其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，并能同時(shí)支持各種硬件廠家的計(jì)算機(jī)和i/o產(chǎn)品，與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟硬件的全部接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成。當(dāng)今國內(nèi)外常見的組態(tài)軟件主要有以下幾種： （1）intouch組態(tài)軟件 在20世紀(jì)80年代末初，基于window3.1的intouch組態(tài)軟件給工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)帶來了

18、升級(jí)，intouch組態(tài)軟件提供了豐富的圖庫，早期的intouch組態(tài)軟件采用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換方式與驅(qū)動(dòng)程序通信，性能較差，最新的intouch7.0版已經(jīng)完全基于32位的windows平臺(tái)，并且提供了opc支持。 （2）fix組態(tài)軟件 美國intellution公司一fix組態(tài)軟件起家，1995年被愛默生集團(tuán)收購，成為愛默生集團(tuán)的全資子公司， fix6.x軟件提供工控人員熟悉的概念和操作界面，并提供完備的驅(qū)動(dòng)程序。 （3）citech組態(tài)軟件 cit公司的citech組態(tài)軟件具有簡(jiǎn)潔的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序員，而不是工控用戶。citech的組態(tài)軟件腳本語言并非是面向?qū)ο蟮模穷?/p>

19、似于c語言。 （4）wincc組態(tài)軟件 德國西門子的wincc組態(tài)軟件也是一套完備的組態(tài)開發(fā)環(huán)境，西門子公司提供類c語言的腳本，包括一個(gè)調(diào)試環(huán)境。wincc組態(tài)軟件內(nèi)嵌opc支持，并可對(duì)分布式系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。 （5）組態(tài)王 組態(tài)王軟件是國家第一家較有影響力的組態(tài)軟件開發(fā)公司產(chǎn)品。組態(tài)軟件提供了資源管理器式的操作界面，并提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語言支持。組態(tài)軟件也提供多種硬件驅(qū)動(dòng)程序。 組態(tài)軟件的選擇 西門子公司(siemens)的工業(yè)組態(tài)軟件wincc(windows control center)為開發(fā)適合現(xiàn)代化控制要求的系統(tǒng)提供了一個(gè)方便可靠、開放性好、功能強(qiáng)大的軟件平臺(tái)。wincc是采

20、用了最新的32位技術(shù)的過程監(jiān)控的軟件，具有良好的開放性和靈活性。無論是單用戶系統(tǒng)，還是多用戶系統(tǒng)，wincc均是較好的選擇。wincc監(jiān)控軟件提供了友好的操作界面，用戶可根據(jù)需要形成操作畫面、監(jiān)控畫面、報(bào)警畫面、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線、歷史趨勢(shì)曲線和打印報(bào)表等，因而在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用 。 基于wincc的以上優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選擇wincc組態(tài)軟件來完成。2.2 wincc組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn) 2.2.1 wincc組態(tài)軟件的功能 (1)豐富的功能模塊 提供豐富的控制功能庫，滿足用戶的測(cè)控要求和現(xiàn)場(chǎng)要求。利用各種功能模塊，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控，產(chǎn)生功能報(bào)表，顯示歷史曲線、實(shí)時(shí)曲線、提供報(bào)警等功能，使系統(tǒng)具有良好

21、的人機(jī)界面，易于操作，系統(tǒng)既適用于單機(jī)集中式控制、dcs分布式控制，也可以是帶遠(yuǎn)程遇信能力的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)。 (2)強(qiáng)大的界面顯示組態(tài)功能 目前，工控組態(tài)軟件大都運(yùn)行于windows環(huán)境下，充分利用windows的圖形功能完善界面美觀的特點(diǎn)，可視化的風(fēng)格界面、豐富的工具欄，操作人員可以直接進(jìn)人開發(fā)狀態(tài)，節(jié)省時(shí)間。豐富的圖形控件和工控圖庫，既提供所需的組件，又是界面制作向?qū)АＬ峁┙o用戶豐富的作圖工具，可隨心所欲地繪制出各種工業(yè)界面，并可任意編輯，從而將開發(fā)人員從繁重的界面設(shè)計(jì)中解放出來，豐富的動(dòng)畫連接方式，如隱含、閃爍、移動(dòng)等等，使界面生動(dòng)、直觀。(3)良好的開放性 社會(huì)化的大生產(chǎn)，使得系統(tǒng)構(gòu)成的

22、全部軟硬件不可能出自一家公司的產(chǎn)品，異構(gòu)是當(dāng)今控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)之一。開放性是指組態(tài)軟件能與多種通信協(xié)議互聯(lián)，支持多種硬件設(shè)備。開放性是衡量一個(gè)組態(tài)軟件好壞的重要指標(biāo)。組態(tài)軟件向下應(yīng)能與低層的數(shù)據(jù)采集設(shè)備通信，向上能與管理層通信，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的雙向通信。 (4)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫 配有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，可存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，如模擬量、離散量、字符型等，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。 (5)可編程的命令語言 有可編程的命令語言，使用戶可根據(jù)自己的需要編撰程序，增強(qiáng)圖形界面。 (6)周密的系統(tǒng)安全防范 對(duì)不同的操作者，賦予不同的操作權(quán)限，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。 2.2.2 wincc組態(tài)軟件的特點(diǎn) (1)延

23、續(xù)性和可擴(kuò)充性，用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時(shí)，不需作很多修改即可方便地完成軟件的更新和升級(jí)。 (2)封裝性（易學(xué)易用），通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，用戶不需掌握太多的編程語言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能。 (3)通用性，每個(gè)用戶根據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（plc、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的i/o driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不

24、受行業(yè)限制。第3章 變頻恒壓供水系統(tǒng)簡(jiǎn)述3.1恒壓供水控制系統(tǒng)的選擇通過思考分析設(shè)計(jì)方案中供水系統(tǒng)主要由壓力變送器、水位傳感器、變頻器、恒壓控制單元、水泵機(jī)組以及低壓電器組成。變頻恒壓控制系統(tǒng)以供水出口管網(wǎng)水壓為控制目標(biāo)，在控制上實(shí)現(xiàn)出口總管網(wǎng)的實(shí)際供水壓力跟隨設(shè)定的供水壓力。設(shè)定的供水壓力可以是一個(gè)常數(shù)，也可以是一個(gè)時(shí)間分段函數(shù)，在每一個(gè)時(shí)段內(nèi)是一個(gè)常數(shù)。所以，在某個(gè)特定時(shí)段內(nèi)，恒壓控制的目標(biāo)就是使出口總管網(wǎng)的實(shí)際供水壓力維持在設(shè)定的供水壓力上。圖3.1變頻恒壓控制原理圖如圖3.1所示。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果實(shí)際供水壓力低于設(shè)定壓力，控制系統(tǒng)將得到正的壓力差，這個(gè)差值經(jīng)過計(jì)算和轉(zhuǎn)換，計(jì)算出變

25、頻器輸出頻率的增加值，該值就是為了減小實(shí)際供水壓力與設(shè)定壓力的差值，將這個(gè)增量和變頻器當(dāng)前的輸出值相加，得出的值即為變頻器當(dāng)前應(yīng)該輸出的頻率。該頻率使水泵機(jī)組轉(zhuǎn)速增大，從而使實(shí)際供水壓力提高，在運(yùn)行過程中該過程將被重復(fù)，直到實(shí)際供水壓力和設(shè)定壓力相等為止。如果運(yùn)行過程中實(shí)際供水壓力高于設(shè)定壓力，情況剛好相反，變頻器的輸出頻率將會(huì)降低，水泵機(jī)組的轉(zhuǎn)速減小，實(shí)際供水壓力因此而減小。同樣，最后調(diào)節(jié)的結(jié)果是實(shí)際供水壓力和設(shè)定壓力相等。且系統(tǒng)采用plc，由于其本身抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)可靠性高，由于plc產(chǎn)品的系列化和模塊化，用戶可靈活組成各種要求和規(guī)格不同的控制系統(tǒng)。由于plc和上位機(jī)具有良好的通信功能，

26、此系統(tǒng)方便與其他系統(tǒng)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換。當(dāng)控制要求改變時(shí)，利用編程軟件很容易進(jìn)行程序的修改和下載。因此，該系統(tǒng)能適用于不同控制要求的場(chǎng)合，與機(jī)組容量大小無關(guān)。且由于良好的人機(jī)界面，使得操作更加簡(jiǎn)單，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)更直觀。3.2恒壓供水控制系統(tǒng)的方案系統(tǒng)中主要依靠低壓控制系統(tǒng)采集到的傳感器信號(hào)通過比較判斷來控制水泵機(jī)組的使用的水泵個(gè)數(shù)以及通過變頻器改變水泵轉(zhuǎn)速從而改變供水流量進(jìn)而使管網(wǎng)壓力保持恒定。本設(shè)計(jì)中控制系統(tǒng)主要由plc(可編程控制器)、變頻器組成，wincc上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其中pid內(nèi)置于變頻器供水基板上，通過設(shè)置指令代碼實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)原理框圖如圖3.2所示。圖3.2系統(tǒng)原理框圖

27、(1)水泵機(jī)組由2臺(tái)水泵構(gòu)成，正常運(yùn)行情況下只有1臺(tái)主泵運(yùn)行。(2)信號(hào)機(jī)構(gòu)由水位傳感器、壓力變送器以及變頻器的頻率上下限報(bào)警，當(dāng)正常工作情況下首先由水位傳感器判斷水池水位是否在警戒水位若在警戒水位則不啟動(dòng)或立即斷開所有水泵，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。從而防止水泵空轉(zhuǎn)造成危險(xiǎn)。壓力變送器用來測(cè)量管網(wǎng)壓力，它會(huì)將這個(gè)壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)在420ma的電流信號(hào)或者05v的電壓信號(hào)然后傳送給變頻器，變頻器內(nèi)有一個(gè)設(shè)定值，它將變送器傳給它的信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較經(jīng)pid算法改變輸出電壓的頻率。當(dāng)變頻器達(dá)到頻率上限或下限時(shí)，變頻器就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)給plc，讓plc控制工作電機(jī)的臺(tái)數(shù)實(shí)現(xiàn)恒壓供水。(3)控制部分主要由p

28、lc、變頻器和電氣元件設(shè)備構(gòu)成。plc是整個(gè)供水控制系統(tǒng)的核心，功能主要包括供水系統(tǒng)中主要信號(hào)的采集，通過編程實(shí)現(xiàn)對(duì)主電路和控制電路的控制。變頻器的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵機(jī)組的控制。內(nèi)置pid可以實(shí)時(shí)的根據(jù)壓力變送器所給信號(hào)改變輸出頻率調(diào)節(jié)控制水泵轉(zhuǎn)速。變頻器有兩種工作狀態(tài)：循環(huán)式工作狀態(tài)和固定式工作狀態(tài)。循環(huán)式工作狀態(tài)：變頻器連接其中一臺(tái)大的水泵，當(dāng)此水泵工作在工頻，供水量仍無法滿足用戶用水要求時(shí)，系統(tǒng)將該水泵維持在50hz固定，并將變頻器切換到另一臺(tái)水泵。固定式工作狀態(tài)：變頻器連接其中一臺(tái)大的水泵，當(dāng)此水泵工作在工頻，供水量仍無法滿足用戶用水要求時(shí)，系統(tǒng)將直接啟動(dòng)另一臺(tái)水泵工頻運(yùn)行，變頻器將

29、不做切換。在控制過程中由于直接啟動(dòng)另一臺(tái)水泵工頻運(yùn)行，會(huì)造成水壓上升過大，一般在運(yùn)行過程中多工作在第一種工作狀態(tài)。(4) 電氣元件設(shè)備主要由接觸器、繼電器、開關(guān)、指示燈、喇叭等構(gòu)成。主要功能是起保護(hù)和水泵切換功能。指示燈的主要是為了顯示電機(jī)的實(shí)時(shí)工作情況；喇叭的主要功能是配合指示燈對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行報(bào)警從而及時(shí)的對(duì)故障進(jìn)行排除以防造成危險(xiǎn)和更大的故障損失。3.3系統(tǒng)控制過程分析(1)系統(tǒng)通電，按照接收到有效的自控系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)后，首先啟動(dòng)變頻器拖動(dòng)水泵m1，通過恒壓控制器，根據(jù)用戶管網(wǎng)實(shí)際壓力和設(shè)定壓力的誤差調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，控制m1的轉(zhuǎn)速，當(dāng)輸出壓力達(dá)到設(shè)定值，其供水量與用水量相平衡時(shí)，轉(zhuǎn)速才

30、穩(wěn)定到某一定值，這期間m1工作在調(diào)速運(yùn)行狀態(tài)。(2)當(dāng)用水量增加水壓減小時(shí)，通過壓力閉環(huán)和恒壓控制器，增加水泵的轉(zhuǎn)速到另一個(gè)新的穩(wěn)定值，反之，當(dāng)用水量減少水壓增加時(shí)，通過壓力閉環(huán)和恒壓控制器，減小水泵的轉(zhuǎn)速到另一個(gè)新的穩(wěn)定值。(3)當(dāng)用水量繼續(xù)增加，變頻器的輸出頻率達(dá)到上限頻率50hz時(shí)，若此時(shí)用戶管網(wǎng)的實(shí)際壓力還未達(dá)到設(shè)定壓力，并且滿足增加水泵的條件時(shí)，在變頻循環(huán)式的控制方式下，系統(tǒng)將電機(jī)m1切換至工頻電網(wǎng)供電后，m1恒速運(yùn)行，同時(shí)使第二臺(tái)水泵m2投入變頻器并變速運(yùn)行，系統(tǒng)恢復(fù)對(duì)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達(dá)到設(shè)定值為止。 (4)當(dāng)用水量下降水壓升高，變頻器的輸出頻率降至下限頻率，用戶管網(wǎng)的基于

31、plc的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)際水壓仍高于設(shè)定壓力值，并且滿足減少水泵的條件時(shí)，系統(tǒng)將上次轉(zhuǎn)換成工頻運(yùn)行的水泵關(guān)掉，恢復(fù)對(duì)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使壓力重新達(dá)到設(shè)定值。當(dāng)用水量繼續(xù)下降，并且滿足減少水泵的條件時(shí)，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，直到剩下一臺(tái)變頻泵運(yùn)行為止。(5)當(dāng)系統(tǒng)中只有1臺(tái)調(diào)速泵在工作，而調(diào)速泵的運(yùn)行頻率已降至下限頻率時(shí)，且滿足關(guān)泵條件，此時(shí)關(guān)閉調(diào)速泵。在這種情況下，若實(shí)際壓力低于設(shè)定壓力，則延時(shí)后開啟再開啟調(diào)速泵進(jìn)行控制，工作過程同2、3、4步。3.4系統(tǒng)硬件構(gòu)成及選擇前面已經(jīng)簡(jiǎn)述了恒壓供水系統(tǒng)框圖，根據(jù)系統(tǒng)框圖可得知本系統(tǒng)所需硬件框圖如圖 3.3圖 3.3 系統(tǒng)硬件框圖從圖可知，系統(tǒng)所需

32、的硬件有：（1）三菱fx2n plc；（2）液位傳感器、管網(wǎng)壓力表；（3）變頻器；（4）水泵機(jī)組；（5）監(jiān)視、控制上位機(jī)。第4章 恒壓供水系統(tǒng)中wincc的應(yīng)用4.1 恒壓供水系統(tǒng)中wincc界面的設(shè)計(jì)本課題最主要的就是對(duì)恒壓供水系統(tǒng)中wincc組態(tài)軟件界面的設(shè)計(jì)。用戶界面的設(shè)計(jì)是本課題中最重要的一部分，作為上位機(jī)組態(tài)軟件系統(tǒng)與用戶交互窗口，用戶界面的好壞，在一定程度上決定著軟件受歡迎的程度。所以必須在滿足過程實(shí)時(shí)監(jiān)控的基礎(chǔ)上，配以靈活、多樣、友好的人機(jī)界面。在上位機(jī)操作界面中分為工藝流程、設(shè)備控制、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)及曲線、故障報(bào)警和報(bào)表輸出等部分。4.1.1工藝流程界面恒壓供水系統(tǒng)的工

33、藝流程在wincc組態(tài)軟件界面設(shè)計(jì)中是最為重要的，因?yàn)橄旅娴淖兞繀?shù)、控制電機(jī)、歷史曲線等眾多界面設(shè)計(jì)和需要監(jiān)控的變量都是根據(jù)工藝流程圖設(shè)計(jì)的。在工藝流程界面（圖4.2）中，可以直觀的顯示水處理整個(gè)工藝，每個(gè)電機(jī)設(shè)備有遠(yuǎn)控、運(yùn)行、故障三個(gè)狀態(tài)，用戶可在監(jiān)控室了解當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。在發(fā)生故障時(shí)，用戶可以快速的根據(jù)工藝圖了解到故障發(fā)生地點(diǎn)以便快速排除故障。wincc圖形編輯器是用于創(chuàng)造過程畫面，并通過圖形編輯器組態(tài)畫面使其動(dòng)態(tài)化。也就是說wincc圖形編輯器是設(shè)計(jì)恒壓供水系統(tǒng)的工藝流流圖、設(shè)備控制界面、參數(shù)設(shè)置界面等。而對(duì)于恒壓供水系統(tǒng)的工藝流程界面的設(shè)計(jì)是最為復(fù)雜，工程量也是最大的一項(xiàng)。首先要在

34、草稿紙上畫出工藝流程圖的大致布局，然后再在組態(tài)軟件上畫圖。關(guān)于工藝流程界面的設(shè)計(jì)：運(yùn)行wincc組態(tài)軟件，打開圖形編輯器，初始圖形文件名以“newpdl”開始排序，可鼠標(biāo)右鍵重新命名。而一般的新建的圖形編輯器的低紋都是黑色網(wǎng)格狀的。在對(duì)象調(diào)色板（圖4.1）窗口選擇“智能對(duì)象”，左擊加號(hào)，然后左擊里面的“畫面窗口”就可以在圖形編輯器中畫出所需要的范圍。圖4.1 對(duì)象調(diào)色板設(shè)置畫面的名稱的時(shí)候，畫面的擴(kuò)展名不用改變。在標(biāo)準(zhǔn)工具欄中又有一個(gè)屬性，用來設(shè)置畫面的基本屬性；畫面的基本屬性有幾何、顏色、樣式、背景畫面、效果等。先設(shè)置好畫面的屬性，一般畫面的背景色為灰色而網(wǎng)格顏色為黑色；接下來就是畫工藝流程

35、圖。（1）在標(biāo)準(zhǔn)工具欄中選擇顯示庫，然后左擊全局庫中的siemens hmi symbol library- 1.4.1。 圖4.2 標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的顯示庫圖4.3 庫中的罐打開“罐”的文件夾，然后再右邊的顯示區(qū)中找到“罐1”，用鼠標(biāo)將“罐1”拖到圖形編輯器中就會(huì)出現(xiàn)酸堿池、沉淀池等眾多池子的大概式樣。如圖4.7所示。根據(jù)圖形上的黑色小方框可以調(diào)節(jié)罐的尺寸，兩個(gè)罐子就可以做成一個(gè)池子，其中的一個(gè)罐子是用來做池子的底部。將兩個(gè)部件合在一起就完成了一個(gè)池子，其它的池子也照這樣畫就可以了。（2）接下來就是畫聯(lián)通各個(gè)池子的管道，以及在管道上的水泵。首先根據(jù)草稿紙上的恒壓供水系統(tǒng)的框架圖相應(yīng)的將池子用管道

36、連接起來。畫管道其實(shí)很簡(jiǎn)單，可以在“對(duì)象選項(xiàng)板”找到“標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象”，然后畫出管道的形狀在改變管道的各個(gè)參數(shù)名稱等。樣式調(diào)色板可以設(shè)置管道的背景顏色、背景線條等。圖4.4 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象 圖4.5 樣式調(diào)色板也可以在wincc組態(tài)軟件的庫中找管道圖，和畫水池的方法一樣。（3） 在工藝流程圖中一一添加所需的小部件，主要有酸堿池的液位顯示、水泵、每個(gè)器件的名稱以及需要顯示的參數(shù)，比如：水泵的開關(guān)、管道中水的流速。 （4）在工藝流程圖的下加上畫面切換按鈕。圖 4.6 畫面切換按鈕按鈕的畫法，也是在“樣式選項(xiàng)板”中的“窗口對(duì)象”選擇按鈕。在圖形編輯器中畫圖。然后再右擊設(shè)置按鈕的各項(xiàng)參數(shù)，主要有背景顏色、填充顏色

37、、按鈕文本名稱、字體顏色、單擊可以改變畫面等。根據(jù)恒壓供水系統(tǒng)的要求，按鈕有：實(shí)時(shí)曲線、限時(shí)設(shè)定、歷史曲線、循環(huán)監(jiān)控、報(bào)表打印、退出系統(tǒng)。圖4.7 按鈕組態(tài)設(shè)置4.1.2設(shè)備控制界面圖4.8 按鈕的對(duì)象屬性 關(guān)于泵/電機(jī)循環(huán)時(shí)間界面的設(shè)計(jì)： 關(guān)于泵/電機(jī)循環(huán)時(shí)間監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)就比較簡(jiǎn)單了，其中主要是用“對(duì)象調(diào)色板”中“標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象”的“靜態(tài)文本”。左擊“靜態(tài)文本”就可以畫出文本框，并且在框中寫上相關(guān)需要監(jiān)控的機(jī)構(gòu)名稱。圖4.9 對(duì)象調(diào)色板中的靜態(tài)文本選擇圖中的“靜態(tài)文本”，在圖形編輯器中畫出所需的文本，并設(shè)置文本的各個(gè)屬性。由于在恒壓供水系統(tǒng)中水泵很電機(jī)的個(gè)數(shù)較多，所以所需要的監(jiān)控窗口對(duì)象也比較多

38、，要合理的進(jìn)行布局。循環(huán)時(shí)間監(jiān)控界面一般是兩列多行，兩列靜態(tài)文本中時(shí)同一監(jiān)控對(duì)象的開時(shí)間和關(guān)時(shí)間；同種類型的監(jiān)控對(duì)象放在一起，有利于觀察分析。圖4.10 循環(huán)時(shí)間監(jiān)控界面的靜態(tài)文本草圖設(shè)置靜態(tài)文本的屬性：右擊靜態(tài)文本，打開屬性就可以彈出上圖所示的對(duì)象屬性。接下來就是設(shè)置字體顏色、填充圖案等。右文本框選擇“屬性”就可以改動(dòng)文本框的相關(guān)屬性，其中主要的屬性有顏色中的字體顏色、字體、閃爍等。圖4.11 靜態(tài)文本的對(duì)象屬性右擊“靜態(tài)文本”選擇“屬性”，就會(huì)彈出如圖4.18所示的對(duì)話框。在對(duì)話框中可以設(shè)置文本的各個(gè)屬性，根據(jù)實(shí)際需要在設(shè)置字體顏色的時(shí)候要注意要紅色和藍(lán)色相間隔。圖4.12 靜態(tài)文本的填充

39、圖案在填充圖案的時(shí)候要選擇“透明”，這樣才能將圖形編輯器的灰色網(wǎng)格狀作為底紋；其中單個(gè)靜態(tài)文本如圖4.12所示，其他的類同。在時(shí)間監(jiān)控對(duì)象的右邊有監(jiān)控對(duì)象所需設(shè)定的時(shí)間“輸入/輸出域”，“輸入/輸出域”仍然在“智能對(duì)象”中，它的畫法操作與靜態(tài)文本一樣。在“輸入/輸出域”中用戶可以根據(jù)不同的需求來設(shè)置水泵和電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間和停止時(shí)間的多少。如果出于對(duì)恒壓供水系統(tǒng)工程的改造和升級(jí)，可以修改監(jiān)控界面中的監(jiān)控對(duì)象和重新設(shè)置變量就可以使用。雙擊文本框可以修改文本框中的漢字。到此就將整個(gè)的泵/電機(jī)循環(huán)時(shí)間監(jiān)控界面畫好了。圖4-13 系統(tǒng)監(jiān)控畫面4.1.3實(shí)時(shí)曲線以及歷史曲線顯示界面在實(shí)時(shí)顯示界面中，系統(tǒng)實(shí)時(shí)

40、顯示恒壓供水現(xiàn)場(chǎng)的壓力變量，并通過曲線圖顯示參數(shù)的趨勢(shì)。雙擊歷史曲線界面就會(huì)出現(xiàn)“wincc在線趨勢(shì)控件的屬性”對(duì)話框，在對(duì)話框中有曲線、常規(guī)、字體、工具欄、時(shí)間軸、數(shù)值軸以及限制值選項(xiàng)。在對(duì)話框中可以根據(jù)需要設(shè)置參數(shù)，這里要講的是關(guān)于時(shí)間軸和數(shù)值軸的設(shè)置。因?yàn)闅v史曲線圖中最為重要的就是時(shí)間以及時(shí)間所對(duì)應(yīng)的數(shù)值，只有橫軸的時(shí)間和豎軸的數(shù)值設(shè)置合理技術(shù)人員才不會(huì)產(chǎn)生歧義。時(shí)間軸是設(shè)定曲線開始的時(shí)間到結(jié)束的時(shí)間、每一段時(shí)間軸的時(shí)間是多少以及測(cè)量的點(diǎn)數(shù)等要素。數(shù)值軸是縱軸，也就是每個(gè)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的參數(shù)數(shù)值。數(shù)值軸的設(shè)置主要是注意數(shù)值的范圍大小，不要超過了數(shù)值軸的量程。圖4.14 在線趨勢(shì)控件的屬性圖4

41、.15 歷史曲線4.2 wincc的組態(tài)變量及通訊wincc工程項(xiàng)目與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的通訊及數(shù)據(jù)交換式通過組態(tài)項(xiàng)目中的變量管理器來實(shí)現(xiàn)的。wincc與自動(dòng)化控制系統(tǒng)間的通訊是通過通訊驅(qū)動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)的，而wincc項(xiàng)目與控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換是通過過程變量來完成的。4.2.1 wincc的變量管理器wincc項(xiàng)目中的變量有外部變量（過程變量）、內(nèi)部變量、系統(tǒng)變量、腳本變量。在恒壓供水系統(tǒng)中主要是用內(nèi)部變量，上位機(jī)wincc與下位機(jī)plc的變量要設(shè)置一樣。在本系統(tǒng)中需要?jiǎng)?chuàng)建大量的變量，所以根據(jù)主題將其分類組成變量組，便于變量的分配和檢索。本系統(tǒng)創(chuàng)建的變量組如下圖4.16和圖4.17所示。圖4.16 變

42、量管理圖4.17 系統(tǒng)中變量組圖4.18 變量記錄變量記錄也稱為變量歸檔或過程值歸檔，主要用于獲取、處理和記錄工業(yè)設(shè)備的過程數(shù)據(jù)歸檔系統(tǒng)負(fù)責(zé)運(yùn)行狀態(tài)下變量過程值的歸檔。首先將過程值暫存于運(yùn)行數(shù)據(jù)庫，然后寫到歸檔數(shù)據(jù)庫中。 圖4.19 變量建設(shè)窗口 圖4.20設(shè)置好的變量 圖 圖4.21 歸檔組態(tài)的屬性圖4.22 變量的設(shè)置1新設(shè)的變量為時(shí)間橫軸和數(shù)值縱軸，完成新設(shè)變量之后就將變量歸檔。左擊“變量記錄”窗口下的“歸檔組態(tài)”，會(huì)在右側(cè)出現(xiàn)歸檔組態(tài)“taglogging fast”。然后右擊選擇屬性就會(huì)彈出如圖所示的對(duì)話窗口。在這個(gè)對(duì)話窗口中可以設(shè)置歸檔的大小、歸檔的分段、歸檔的備份、以及歸檔的內(nèi)容

43、。 圖4.23 變量的設(shè)置2在變量的設(shè)置和下位機(jī)通信時(shí)，設(shè)置變量的不同的變量所用的數(shù)據(jù)類型不同，圖3.5中上半部分為開關(guān)變量，只有開和關(guān)兩種結(jié)果所以用二進(jìn)制變量。其它的變量根據(jù)不同的要求選擇不同的數(shù)據(jù)類型。在變量記錄中通過歸檔向?qū)?chuàng)建過程值歸檔步驟如下：（1）在變量記錄中，用右鍵單擊“歸檔”從彈出式菜單中選擇“歸檔向?qū)А泵?。隨后將打開“創(chuàng)建歸檔”對(duì)話框。（2）在“歸檔名稱”下用戶輸入合適的名稱。選擇默認(rèn)“過程值歸檔”。單擊“繼續(xù)”按鍵。（3）單擊“選擇”按鈕以選擇想要對(duì)其進(jìn)行歸檔的變量。也可以在創(chuàng)建過程值歸檔之后，添加其他變量。（4）單擊“應(yīng)用”按鈕。新的過程值歸檔包含在變量記錄數(shù)據(jù)窗口內(nèi)。

44、所選擇的變量顯示在表格窗口中。（5）如果用戶需要在創(chuàng)建歸檔后再添加過程變量，可在數(shù)據(jù)窗口中右鍵單擊已創(chuàng)建的歸檔選擇新建變量。（6）如果用戶需要更改已添加的歸檔變量，在表格窗口選擇需要更改的變量，單擊鼠標(biāo)右鍵，打開過程變量屬性對(duì)話框，再對(duì)其屬性進(jìn)行更改。4.2.2 wincc的通信設(shè)計(jì)wincc與自動(dòng)化系統(tǒng)之間的通訊是通過過程總線來實(shí)現(xiàn)的。wincc除了提供用于連接到simatic s5/s7/505等系列的plc專用通道，還提供了如profibus dp/fms、dde（動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換）和opc（用與過程控制 的ole）等通用通道連接到第三方控制器。此外，wincc還以附加件（add-ons）的

45、形式連接到其他控制器的通信通道19cp5611 通訊卡通過mpi 連接plc；（2）wincc 使用cp5611 通訊卡通過profibus 連接plc；（3）wincc使用cp通過以太網(wǎng)連接plc。本系統(tǒng)中是使用cp5611通訊卡通過profibus連接plc的通信方式來實(shí)現(xiàn)上位機(jī)wincc與下位機(jī)plc之間的通信的。4.2.3 wincc的消息系統(tǒng)消息系統(tǒng)處理由在自動(dòng)化級(jí)別以及在wincc系統(tǒng)中監(jiān)控過程動(dòng)作的函數(shù)所產(chǎn)生的報(bào)警結(jié)果。在wincc運(yùn)行系統(tǒng)中，來自于控制器或過程控制系統(tǒng)的事件均由報(bào)警記錄進(jìn)行記錄、計(jì)算和歸檔以及在消息窗口中顯示。如果要在wincc中實(shí)現(xiàn)消息報(bào)警，用戶需要在winc

46、c中做如下工作：（1）在報(bào)警記錄中組態(tài)消息。設(shè)置報(bào)警的消息塊、消息類型、報(bào)警的歸檔和添加組態(tài)消息。其中最主要的一項(xiàng)是在變量管理器中選擇消息變量。（2）在圖形編輯器中插入報(bào)警控件，并組態(tài)控件屬性。（3）在項(xiàng)目的計(jì)算機(jī)屬性的啟動(dòng)列表中選擇“報(bào)警記錄運(yùn)行系統(tǒng)”的選項(xiàng)。圖4.24 報(bào)警記錄4.3 wincc的報(bào)表系統(tǒng)使用wincc報(bào)表系統(tǒng)可以創(chuàng)建報(bào)表布局和打印輸出報(bào)表。wincc的報(bào)表用于歸檔過程數(shù)據(jù)和完整的生產(chǎn)周期，可報(bào)告消息和數(shù)據(jù)，以創(chuàng)建班次報(bào)表、輸出批量數(shù)據(jù)，或者對(duì)生產(chǎn)制造過程進(jìn)行歸檔以用于驗(yàn)收測(cè)試等。下圖4.25是報(bào)表編輯器布局圖。圖4.25 報(bào)表編輯器布局 報(bào)表系統(tǒng)可以記錄各個(gè)系統(tǒng)模塊的數(shù)據(jù)

47、文檔，是關(guān)于各個(gè)可記錄系統(tǒng)可以記錄的文檔類型。如表4.1 記錄系統(tǒng)日志對(duì)象報(bào)警記錄系統(tǒng)消息順序報(bào)表消息報(bào)表歸檔報(bào)表變量記錄系統(tǒng)變量記錄表格變量趨勢(shì)用戶歸檔運(yùn)行系統(tǒng)用戶歸檔表csv文件csv數(shù)據(jù)源表csv數(shù)據(jù)趨勢(shì)通過odbc記錄數(shù)據(jù)odbc數(shù)據(jù)庫域odbc數(shù)據(jù)庫表自身com服務(wù)器com服務(wù)器硬拷貝輸出硬拷貝表4.1記錄的數(shù)據(jù)文檔類型4.4 wincc監(jiān)控組態(tài)過程設(shè)計(jì)（一）、單擊wincc項(xiàng)目管理器工具欄上的按鈕，打開“wincc資源管理器”對(duì)話框，如圖4.26所示。選擇所需要的項(xiàng)目類型，并單擊“確定”按鈕，即打開“創(chuàng)建新項(xiàng)目”對(duì)話框，如4.27所示。圖4.26 wincc資源管理器對(duì)話框圖4.2

48、7 創(chuàng)建項(xiàng)目（二）、wincc與simatic s7 plc的通訊設(shè)置在wincc組態(tài)軟件里提供了一個(gè)名為simatic s7 protocol suite的通訊驅(qū)動(dòng)程序?？梢酝ㄟ^該通訊驅(qū)動(dòng)程序與simatic s7 300 plc進(jìn)行通訊。在wincc項(xiàng)目管理器的瀏覽窗口中，右擊“變量管理”。選擇“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”菜單，打開“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”對(duì)話框選擇simatic s7 protocol suite.chn。如圖4.28所示圖4.28驅(qū)動(dòng)程序?qū)υ挻翱?把通道單元建立后，要通過計(jì)算機(jī)上的pc5611通訊卡才能與plc進(jìn)行通訊。在硬件上要使用mpi電纜對(duì)wincc和plc進(jìn)行連接。其分配表

49、如表4-2所示（三）、wincc通訊中站地址和插曹號(hào)的設(shè)置 在wincc里，單擊“屬性”按鈕，打開“連接參數(shù)mpi”對(duì)話框。在“站地址”文本框中輸入地址為2，網(wǎng)絡(luò)段號(hào)為0，在“機(jī)架號(hào)”文本框中輸入cpu所在的機(jī)架號(hào)，在“插槽號(hào)”文本框中輸入2指定cpu所在插槽號(hào)。如圖4.29所示（四）、組態(tài)變量 1、添加一個(gè)邏輯連接若要使用wincc來訪問plc的當(dāng)前值，則在wincc與plc之間必須組態(tài)一個(gè)通訊連接。添加一個(gè)通訊驅(qū)動(dòng)程序，右擊瀏覽窗口中的“變量管理”，在快捷菜單中選擇“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”，如圖4.30所示：圖4.29 mpi連接 圖4.30添加新的驅(qū)動(dòng)程序在“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”對(duì)話框中，選擇

50、一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序，例如simatic s7 protocol suite.chn，并單擊“打開”按鈕，所選擇的驅(qū)動(dòng)程序?qū)@示在變量管理的子目錄下。單擊所顯示的驅(qū)動(dòng)程序前面的“+”，將顯示當(dāng)前程序所有可用的通道單元。通道單元可用于建立與多個(gè)plc的邏輯連接。邏輯連接表示與單個(gè)的、已定義的plc的接口。右擊mpi通道單元，在快捷菜單中選擇“新的驅(qū)動(dòng)程序的連接”菜單項(xiàng)。在隨后打開的如圖4.31所示的“連接屬性”對(duì)話框中輸入newconnection作為邏輯連接名，單機(jī)“確定”按鈕。 圖4.31 建立邏輯變量 2、建立內(nèi)部變量 如果wincc資源管理器“變量管理”節(jié)點(diǎn)還沒展開，可雙擊“變量管理”子目錄。

51、右擊“內(nèi)部變量”圖表，在快捷菜單中選擇“新建變量”菜單項(xiàng)，如圖4.32所示。圖4.32創(chuàng)建內(nèi)部變量 3、建立過程變量在建立過程變量前，必須先安裝一個(gè)通訊驅(qū)動(dòng)程序和建立一個(gè)邏輯連接。在前面已經(jīng)建立了一個(gè)命名為plc的邏輯變量單擊“變量管理”/simatic s7 protocol suite/mpi前面的“”，展開各自節(jié)點(diǎn)，右擊出現(xiàn)的newconnection節(jié)點(diǎn)，在快捷菜單中選擇“新建變量”菜單項(xiàng)，如圖4.33所示。圖4.33 建立一個(gè)過程變量在“變量屬性”對(duì)話框中給變量命名，并選擇數(shù)據(jù)類型。wincc中的數(shù)據(jù)類型有別于plc中使用的數(shù)據(jù)類型。如有需要可在“改變格式”列表選擇格式轉(zhuǎn)換。必須給過

52、程變量分配一個(gè)在plc中的對(duì)應(yīng)地址，地址類型與通訊對(duì)象相關(guān)。單擊地址域旁邊的“選擇”按鈕，打開“地址屬性”對(duì)話框，如圖4.34所示。圖4.34 地址屬性對(duì)話框在過程變量的“地址屬性”對(duì)話框中，選擇數(shù)據(jù)列表框中過程變量所對(duì)應(yīng)的 存儲(chǔ)區(qū)域。地址列表框和編輯框用于選擇詳細(xì)的地址信息。單擊“確定”按鈕，關(guān)閉“地址屬性”對(duì)話框。單擊“確定”按鈕，“變量屬性”對(duì)話框。在畫面中要實(shí)現(xiàn)相匹配的變量，下面把變量的類型，參數(shù)的設(shè)置以及畫面中對(duì)象的功能以列表的形式出現(xiàn)。（五）、建立過程畫面在對(duì)wincc進(jìn)行組態(tài)時(shí)，圖形系統(tǒng)用于創(chuàng)建在運(yùn)行系統(tǒng)中顯示過程畫面。圖形編輯器是對(duì)圖形系統(tǒng)的組態(tài)軟件，是用與創(chuàng)建過程畫面的編輯器

53、。右擊wincc資源管理器的圖形編輯器，從快捷菜單中選擇“新建畫面”單項(xiàng)，將創(chuàng)建一個(gè)名為newpdl0.pdl的畫面，并顯示在wincc資源管理器的右邊窗口中。右擊此文件，從快捷菜單中選擇“重命名畫面”菜單項(xiàng)，在隨后打開的對(duì)話框中輸入“主菜單pdl”。重復(fù)上述步驟創(chuàng)建第二個(gè)畫面命名為“上煤時(shí)間設(shè)定畫面.pdl”、第三個(gè)畫面命名為“配煤報(bào)警畫面.pdl”、第四個(gè)畫面命名為“煤量歸檔畫面.pdl” 雙擊建好的畫面名稱，可以打開圖形編輯器編輯畫面。（六）、主菜單畫面的編輯 打開主菜單畫面，在畫面中添加8個(gè)靜態(tài)文本、3個(gè)畫面切換按鈕、3個(gè)開關(guān)3個(gè)配煤倉、3根皮帶、2個(gè)電機(jī)、1個(gè)碎煤機(jī)和若干個(gè)煤塊。畫面

54、中的對(duì)象和建立的變量對(duì)應(yīng)連接，實(shí)現(xiàn)畫面的動(dòng)作。結(jié)束語 本文闡述了基于wincc的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)，采用plc和三菱變頻調(diào)速的方式控制電動(dòng)機(jī)的正/反轉(zhuǎn)、參數(shù)設(shè)置、監(jiān)控等。介紹了該系統(tǒng)的硬件構(gòu)成和軟件流程，對(duì)各個(gè)部分的作用進(jìn)行了分析，以此說明自動(dòng)化技術(shù)的必要性和可行性。 對(duì)于wincc 組態(tài)軟件對(duì)復(fù)雜工程設(shè)計(jì)的研究與實(shí)現(xiàn)，這也是當(dāng)今自動(dòng)化工業(yè)領(lǐng)域的一種必然趨勢(shì)，具有廣闊的發(fā)展前景。因目前plc和變頻器是自動(dòng)化控制線中的主流設(shè)備，它控制功能強(qiáng)，安全性高。根據(jù)simatic step7 程序的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)wincc人機(jī)操作界面與plc s7-300通信口再加上所有plc 小規(guī)模的使用以太網(wǎng)卡進(jìn)行整個(gè)tcp/ip系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)口并達(dá)到在上位機(jī)中對(duì)下位機(jī)通訊、監(jiān)測(cè)、控制和上位機(jī)與上位機(jī)的相互通訊的目的。自動(dòng)控制系統(tǒng)采用西門子s7-300型plc加擴(kuò)展