項目二加熱反應爐系統(tǒng)設計

1、項目二項目二 加熱反應爐系統(tǒng)設計加熱反應爐系統(tǒng)設計 一、教學目標一、教學目標終極目標：能夠完成終極目標：能夠完成MCGS安全機制設定及多臺安全機制設定及多臺PLC的連接的連接方法及數(shù)字方法及數(shù)字/模擬量的處理，掌握與大型生產設備的組態(tài)模擬量的處理，掌握與大型生產設備的組態(tài)控制方式?？刂品绞?。 促成目標促成目標:掌握上位機界面設計及數(shù)字掌握上位機界面設計及數(shù)字/模擬量的處理方法模擬量的處理方法掌握組態(tài)軟件與多臺掌握組態(tài)軟件與多臺PLC連接連接1. 掌握掌握MCGS組態(tài)軟件安全機制設定組態(tài)軟件安全機制設定二、工作任務二、工作任務完成完成MCGS-S7200加熱反應爐監(jiān)控系統(tǒng)設計加熱反應爐監(jiān)控系統(tǒng)設

2、計圖圖2-1 加熱反應爐監(jiān)控系統(tǒng)加熱反應爐監(jiān)控系統(tǒng) 模塊模塊1 工程分析工程分析 一、教學目標一、教學目標終極目標：能完成MCGS工程的分析 。促成目標: 完成工程分析定義數(shù)據(jù)對象二、工作任務二、工作任務 完成加熱反應爐的工程分析三、能力訓練三、能力訓練（一）系統(tǒng)控制要求：（一）系統(tǒng)控制要求：流程流程:按啟動按鈕后，系統(tǒng)運行；按停止按鈕后，系統(tǒng)停止。兩者信號總相反。 送料控制送料控制檢測下液面X1、爐內溫度X3、爐內壓力X4是否都小于給定值（都為“0”）。若是，則開啟排氣閥Y1和進料閥Y2。當液位上升到上液面X3時，應關閉排氣閥Y1和進料閥Y2。延時10s，開啟氮氣閥Y3，氮氣進入反應爐，爐內

3、壓力上升。當壓力上升到給定值時，即X4=1，關斷氮氣閥，送料結束。加熱反應控制加熱反應控制接通加熱爐電源Y5。當溫度升到給定值時（此時信號X2=1），切斷加熱電源，加熱過程結束。泄放控制泄放控制延時10s，打開排氣閥Y1，使爐內壓力降到給定值以下（此時 X4=0）。打開瀉放閥Y4，當爐內溶液降到下液面以下（此時X1=0），關閉瀉放閥Y4和排氣閥Y1。系統(tǒng)恢復到原始狀態(tài)，準備進入下一個循環(huán) MCGS數(shù)據(jù)對象一覽表 角度=角度+3.14/180*2IF 角度=3.14 THEN 角度=-3.14ELSE 角度=角度+3.14/180*2ENDIF日期=$Date時間=$Time把“標注”改為：封面

4、動畫日期時間。l（一）理論題 l1組建新工程的一般有哪些步驟？l2根據(jù)系統(tǒng)控制要求列出輸出/輸入變量表。l（二） 實踐題l1參考圖2-1完成加熱反應爐監(jiān)控系統(tǒng)界面設計。l2根據(jù)表2-2完成MCGS數(shù)據(jù)對象定義。一、教學目標一、教學目標l終極目標：能完成組態(tài)控制上位機設計l促成目標：l1、掌握界面及腳本程序設計。l 2、掌握組態(tài)策略設計 二、工作任務二、工作任務1.完成加熱反應爐的上位機設計 l （一）MCGS界面制作l1個用戶窗口：加熱反應爐控制系統(tǒng)。主要包括：加熱爐、加熱電阻絲、四個閥、兩個液位傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、溫度計、壓力表、加熱指示燈、流動管件、六個控制按鈕。l3個策略：啟

5、動策略、退出策略、循環(huán)策略 1畫面建立l建立“加熱反應爐控制系統(tǒng)”工程文件。l建立“加熱反應爐控制” 用戶窗口。l設置“加熱反應爐控制” 用戶窗口為啟動窗口，運行時自動加載。2編輯畫面l文字框圖制作l圖形繪制l構件選取l整體畫面（二）定義數(shù)據(jù)對象（三）動畫連接l按鈕的動畫設置 SB1、SB2 按鈕的動畫連接 X1、X2、X3、X4按鈕的設置 l構件動畫的設置 排氣閥、進料閥、氮氣閥、泄放閥關斷或者打開狀態(tài)表示。 溫度傳感器、壓力傳感器、上下液面?zhèn)鞲衅魇欠襁_到設定值的動畫變化以及電阻絲的加熱狀態(tài)的動畫表示。 電熱絲指示燈的動畫設置。 反應爐水位變化及管道流動變化動畫設置 溫度計和壓力表動畫屬性設

6、置。 1 定時器的使用。 循環(huán)策略的組態(tài) 定時器構件的設定 l數(shù)據(jù)后處理lMCGS中的數(shù)據(jù)后處理，其本質上是對歷史數(shù)據(jù)庫的處理，MCGS的存盤歷史數(shù)據(jù)庫是原始數(shù)據(jù)的基本集合，MCGS數(shù)據(jù)后處理就是對這些原始數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)操作（修改、刪除、添加、查詢等數(shù)據(jù)庫操作），數(shù)據(jù)后處理的目的是要從這些原始數(shù)據(jù)中提煉出對用戶真正有用的數(shù)據(jù)和信息并以數(shù)據(jù)報表的形式展示出來。對采集的工程物理量存盤后，需要對數(shù)據(jù)庫進行操作和對存盤的數(shù)據(jù)進行各種統(tǒng)計，以根據(jù)需要作出各種形式的報表。l（一）理論題l1什么是數(shù)據(jù)后處理？有什么作用？l2. 數(shù)據(jù)后處理有幾種方式？說明MCGS組態(tài)軟件數(shù)據(jù)處理流程。l（二） 實踐題l 1參考圖

7、2-15，完成界面設計，輸入腳本程序，實現(xiàn)模擬運行。l 2參考圖2-28，完成界面設計。l教學目標教學目標l終極目標：掌握MCGS 與PLC連接。l促成目標：l掌握MCGS設備窗口的設置l掌握設備工具箱的使用l掌握通道連接l工作任務工作任務l完成與PLC的連接l掌握MCGS設備窗口的設置l控制要求l當“水罐1”的液位達到9米時，就要把“水泵”關閉，否則就要自動啟動“水泵”。當“水罐2”的液位不足1米時，就要自動關閉“出水閥”，否則自動開啟“出水閥”。當“水罐1”的液位大于1米，同時“水罐2”的液位小于6米就要自動開啟“調節(jié)閥”，否則自動關閉“調節(jié)閥”。l2策略組態(tài)l在“運行策略”中，雙擊“循環(huán)

8、策略”進入，雙擊圖標進入“策略屬性設置”，如圖1-29，只需要把“循環(huán)時間”設為：200ms， DIP開關設置 單臺PLC與MCGS的PC/PPI 電纜連接 多臺PLC與MCGS的PC/PPI 電纜連接PLC地址設置 PLC地址設置 l數(shù)據(jù)前處理 在實際應用中，經常需要對從設備中采集到的數(shù)據(jù)或輸出到設備的數(shù)據(jù)進行處理，以得到實際需要的工程物理量，如從AD通道采集進來的數(shù)據(jù)一般都為電壓mV值，需要進行量程轉換或查表、計算等處理才能得到所需的工程物理量。MCGS系統(tǒng)對設備采集通道的數(shù)據(jù)可以進行八種形式的數(shù)據(jù)處理，包括：多項式計算、倒數(shù)計算、開方計算、濾波處理、工程轉換計算、函數(shù)調用、標準查表計算、

9、自定義查表計算，各種處理可單獨進行也可組合進行。MCGS的數(shù)據(jù)前處理與設備是緊密相關的，在MCGS設備窗口下，打開設備構件，設置其數(shù)據(jù)處理屬性頁即可進行MCGS的數(shù)據(jù)前處理組態(tài)。 l（一）理論題l1什么是數(shù)據(jù)前處理？有什么作用？l2. 數(shù)據(jù)后處理有哪幾種方式？說明MCGS設備驅動分類方法。l（二） 實踐題l1完成PLC中的通訊參數(shù)和PLC地址設置。l2完成MCGS PPI 通訊組態(tài)。l3參考圖2-41 、圖2-43，分別完成通道屬性和通道連接設置。l教學目標教學目標l終極目標：能完成下位機S7_200設計l促成目標：能完成下位機S7_200程序設計掌握S7_200PLC擴展模塊的連接方法l工作

10、任務工作任務l完成下位機S7_200設計，掌握模擬量處理方法 本系統(tǒng)下位機程序設計能完成手動控制及讀入模擬輸入量。為考慮知識的全面性，此模塊內爐溫傳感器、壓力傳感器和水位均以模擬信號輸入方法設計。 6ES7 PLC模塊排列 PLC模塊排列 lS7200可編程控制器lS7200可編程控制器是德國西門子公司研制的一種新型可編程控制器。它工作可靠，功能強，存儲容量大，編程方便，輸出端可直接驅動2A的繼電器或接觸器的線圈，抗干擾能力強。S7-200系列小型PLC(Micro PLC)可應用于各種自動化系統(tǒng)。緊湊的結構。低廉的成本12b功能強大的指令集使得S7200 PLC成為各種小型控制任務理想的解決

11、方案。lS7-200系列的PLC的編程軟件lSTEP 7-MicroWIN 32是S7-200系列的PLC的編程軟件可以對S7200的所有功能進行編程。該軟件在WindOW8平臺上運行?；静僮髋comce等標準WindOWS軟件相類似，簡單、易學。其基本功能是協(xié)助用戶完成應用軟件任務。例如創(chuàng)建用戶程序、修改和編輯過程中編輯器具有簡單語法檢查功能。還可以直接用軟件設置PLC的工作方式、參數(shù)和運行監(jiān)控。l（一）理論題l1S7-200系列的PLC的編程軟件是什么？S7-200 CPU控制程序的基本構成元素有哪些l2. MCGS支持哪些系列的PLC？試說出三種。l（二） 實踐題l1參考圖2-57、圖2

12、-58和圖2-59，完成PLC編程。l2STEP 7-Micro/WIN32的個人計算機和PLC之間建立通訊，將程序下載至該PLC。l3參考圖圖2-56系統(tǒng)自動控制流程，修改組態(tài)控制程序（控制內容可分配到MCGS和S7-200）。l教學目標教學目標l終極目標：掌握MCGS安全機制l促成目標：l掌握操作權限設置l掌握系統(tǒng)權限管理設置，完成用戶權限管理、登錄用戶、退出登錄、修改密碼系統(tǒng)、運行權限等設定l掌握工程加密設計l工作任務工作任務l完成加熱反應爐安全機制設定1、定義用戶和用戶組 2、系統(tǒng)權限管理3、操作權限管理4、運行時進行權限管理5、保護工程文件MCGS為什么要有安全機制？如何進行控制的？

13、工業(yè)過程控制中，應該盡量避免由于現(xiàn)場人為的誤操作所引發(fā)的故障或事故，而某些誤操作所帶來的后果有可能是致命性的。為了防止這類事故的發(fā)生，MCGS組態(tài)軟件提供了一套完善的安全機制，嚴格限制各類操作的權限，使不具備操作資格的人員無法進行操作，從而避免了現(xiàn)場操作的任意性和無序狀態(tài)，防止因誤操作干擾系統(tǒng)的正常運行，甚至導致系統(tǒng)癱瘓，造成不必要的損失。MCGS組態(tài)軟件的安全管理機制和Windows NT類似，引入用戶組和用戶的概念來進行權限的控制。在MCGS中可以：定義無限多個用戶組、每個用戶組中可以包含無限多個用戶同一個用戶可以隸屬于多個用戶組。l2如何建立安全機制？lMCGS建立安全機制的要點是：嚴格規(guī)定操作權限，不同類別的操作由不同權限的人員負責，只有獲得相應操作權限的人員，才能進行某些功能的操作。例如：l負責人才能進行用戶和用戶組管理；l只有負責人才能進行“打開工程”、“退出系統(tǒng)”的操作；l只有負責人才能進行關鍵設備的控制；l普通操作人員只能進行基本菜單和按鈕的操作。l（一）理論題l1S7-200系列的