专用周报告

1四川工程职业技术学院《工业网络在封口机控制系统中的应用》专用周报告学生姓名宇卫龙学号200912020449专业电气自动化（工业方向）班级电气自动化四班指导教师王舒华2目录第一部分设计方案……………………………………………-3-1.方案说明………………………………………………………………………-3-（1）项目实施的目的及要求……………………………………………………-3-（2）项目具体方案………………………………………………………………-3-2.技术资料………………………………………………………………………-3-（1）原件清单……………………………………………………………………-3-（2）系统电气原理图……………………………………………………………-4-（3）程序…………………………………………………………………………-4-（4）WINCC组态界面……………………………………………………………-10-（5）使用说明……………………………………………………………………-11-第二部分技术报告……………………………………………-13-1.内容摘要………………………………………………………………………-13-2.论文主体………………………………………………………………………-14-（1）信号的采集与传递…………………………………………………………-14-（2）需实现的功能………………………………………………………………-14-（3）要求…………………………………………………………………………-14-（4）功能实现详解………………………………………………………………-14-(5)SIMATICWINCC组态画面…………………………………………………-15-(6)产品与技术论证……………………………………………………………-15-（7）参考文献……………………………………………………………………-15-第三部分专用周总结…………………………………………-16-3第一部分设计方案一.方案说明1．项目实施的目的及要求项目实施的目的为实现封口机系统的自动控制。要求为PLC-200与PLC-300之间采用PROFIBUS网络，进行数据共享，且PLC-200只作为输入控制和输出采集信号的点，除非必要，不在其内编写程序；PLC-300，只作为传递信号，控制封口机系统动作，不能使用其输入输出点，且所有程序在此编写；PLC-300与WINCC之间采用MPI网络，实现参数设置与监控；系统需具备完善的故障报警系统，细节自拟；系统启动与停止需实现软硬件两地控制。2．项目具体方案软件：SIMATICSTEP7-300编程软件，SIMATICSTEP7-200编程软件，SIMATICWINCC组态软件，硬件：SIMATICPLC-200可编程控制器一台，SIMATICPLC-300可编程控制器一台，中间器若干，单相空开三个，导线若干，控制台一个，封口机一台，电脑一台，按钮三个个，凳子一个等。系统框图:二.技术资料1.原件清单序号名称型号数量备注1SIMATICPLC-200可编程控制器CPU224*pCNDC/DC/DC封口机热电偶热电偶加热器EM231S7-200工业网络继电器电脑S7-300工业网络42SIMATICPLC-300可编程控制器CPU313C-2DP3中间继电器Jzx-22f(d)/4z45678910热继电器若干封口机一台一台一台电脑一台按钮三个单相空开三个导线若干控制台一个电脑椅一把SIMATICPLC-300可编程控制器八个等等。2.系统电气原理图2.主程序：程序S7-30056789S7-200主程序：3.PID10114.WINCC组态界面5.使用说明12如上图WINCC界面所示，左下“启动”按钮为系统总起，“停止”按钮是系统总停，当系统温度超80度时会报警，当温度超过90度时，系统会自动停机。“设定温度”是供用户设定封口机温度值，设定温度与实际温度的变化趋势可由曲线图表示。过速停机：当电机工作转速超过上限转速，自动停机，且报警灯闪烁。过温报警：当电机实际温度超过上限温度，报警灯闪烁，但不停机，需继续启动风扇降温。第二部分技术报告内容摘要本报告主要介绍了如何使用PROFIBUS工业网络，实现SIMATICPLC-300可编程控制器与SIMATICPLC-200可编程控制器的通信，以实现由SIMATICPLC-200可编程控制器作为输入输出点，既现场控制层，采集信号和输入控制信号；PLC-300可编程控制器作为控制部分，既现场操作层，控制SIMATICPLC-200可编程控制器的输入与输出，从而实现封口机系统的自动控制。同时，采用MPI通信，实现SIMATICPLC-300可编程控制器与SIMATICWINCC组态软件的通信，实现软硬件两地控制及参数监控与设置。关键字：封口机系统；PROFIBUS工业网络；MPI网络；SIMATICWINCC组态软件；设计综述：采用工业网络实现封口机系统自动化控制。13论文主体一：现场信号的采集与传递在整个控制系统中，最主要的一个功能就是将现场的信号采集进来，这项工作是由SIMATICS7-200可编程控制器来完成的。其中包括传感器信号（热电偶信号、光电开关信号）、故障报警信号和控制按钮信号。以上各种信号除热电偶信号需由热电偶模块EM231进行数据采集外，其他均可直接连接SIMATICS7-200可编程控制器的数字量信号输入端即可。完成采集，接下来就是信号的传递问题了，这是两个同时进行的过程，现场控制层SIMATICS7-200可编程控制器与现场操作层SIMATICS7-300可编程控制器之间的数据传递是由PROFIBUS工业网络来实现的，既这两个控制器之间要利用通信来交换数据。PC机与SIMATICS7-300可编程控制器之间的数据传递是由MPI工业网络来实现的。二：需实现的功能1.实现系统启停控制、故障停机、故障报警、计数等逻辑功能。2.实现转速与温度相对应，即：温度越高，封口机转速越快。3.实现温度在一定范围内连续可控。三：要求1.控制部分采用SIMATICS7-300可编程控制器,取代以往的SIMATICS7-200可编程控制器。2.数据采集由SIMATICS7-200可编程控制器完成。3.整个系统监控及参数设定都可以由电脑中的组态界面完成，且设备上的按钮也应有控制功能。四:控制功能实现详解首先，在SIMATICS7-200可编程控制器中，进行信号采集，其中包括封口机温度信号、速度信号、控制按钮信号（系统的启动、停止与急停），可使用基本逻辑指令来完成，然后在SIMATICS7-300可编程控制器的硬件组态中挂DP从站，建立PROFIBUS工业网络，将此数据通过PROFIBUS工业网络，传递给SIMATICS7-300可编程控制器。其次在SIMATICS7-300可编程控制器中，编写对应的控制程序，1．启动控制：用一个按钮控制置位指令将封口机电源、电枢、励磁、风扇四个输出点置位，实现启动控制。2.停止控制：用一个按钮控制复位指令将封口机电源、电枢、励磁、风扇四个输出点复位，实现停止控制。14注：当封口机实际温度、速度、电流超过额定值亦停止，即与停止按钮并联三个经额定值与实际值比较而得来的输入点。3.PID调温控制：调用SFB41组织块与SFB43组织块，并设置相应的参数实现温度连续可调控制。4.调速控制：利用基本逻辑指令实现速度给定，而且用比较指令，实现温度与速度的一一对应功能。5.封口机计数控制：利用计数指令实现计数控制，其中光电开关作为输入点。6.故障报警控制：利用实际值与额定值的比较，输出信号，控制报警灯闪烁，即故障报警7.故障停机控制：利用实际值与额定值的比较，输出信号，控制报警灯闪烁，即故障报警，且控制系统停止，即在停止控制按钮处并联输入点。五：SIMATICWINCC组态画面(一)建立SIMATICWINCC组态软件与SIMATICS7-300可编程控制器之间的通信SIMATICWINCC组态软件与SIMATICS7-300可编程控制器之间，只能采用MPI工业网络连接通信。通过MPI工业网络，可将SIMATICS7-300可编程控制器中的数据传输到SIMATICWINCC组态软件之中，亦可将SIMATICWINCC组态软件中的数据传输到SIMATICS7-300可编程控制器中，相当于一个桥梁的作用，且此作用是相互的。（二）需实现功能1.实际温度监控:首先创建过程变量，且格式为32位浮点数，其次在画面中添加一个输入输出域，进行变量链接，为模拟量。当电机启动时，即显示相应数据。2.运行速度监控:首先创建过程变量，且格式为16位无符号数，其次在画面中添加一个输入输出域，进行变量链接，为模拟量。当电机启动时，即显示相应数据。3.封口计数监控:首先创建过程变量，且格式为16位无符号数，其次在画面中添加一个输入输出域，进行变量链接，为模拟量。当电机启动时，即显示相应数据。4.温度设定:首先创建过程变量，且格式为32位无浮点数，其次在画面中添加一个输入输出域，进行变量链接，为模拟量。当输入某值，PID控制的实际温度即调节值相应值。5.PID调温曲线监控：首先创建过程变量，且格式为32位浮点数，其次在画面中添加一个控制曲线控件，进行变量链接，并设置参数，当电机启动时，即显示相应曲线。（实际温度变化曲线与设定温度变化曲线）6.过温故障报警：首先创建过程变量，且格式为二进制数，其次在画面中添加一个对象，进行变量链接，为布尔量，并设置为真、为假的显示状态。7.启动控制：首先创建过程变量，且格式为二进制数，其次在画面中添加一个按钮，进行变量链接，为动态对话框连接，并设置属性值。8.停止控制：首先创建过程变量，且格式为二进制数，其次在画面中添加一个按钮，进行变量链接，为动态对话框连接，并设置属性值。（三）建立模拟封口机系统模拟封口机系统包含1.风扇：系统启动即运行，系统停止即停止，连接变量为二进制数2.温度传感器：系统启动即工作，系统停止即停止，连接变量为二进制数3.速度传感器：系统启动即工作，系统停止即停止，连接变量为二进制数154.计数传感器：系统启动即工作，系统停止即停止，连接变量为二进制数5.加热器：系统启动且风扇运行才运行，系统停止即停止，连接变量为二进制数6.电机：系统启动即运行，系统停止即停止，连接变量为二进制数六：产品与技术论证在本项目中,采用的产品有西门子的S7-200可编程控制器(PLC)、S7-300可编程控制器(PLC)、WINCC组态软件。PLC是由继电器逻辑控制系统发展而来的，所以它在数学处理、顺序控制方面有一定的优势。是集自动化技术、计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱首位。WINCC组态软件：最显著的特性是全面开放，很容易将标准的用户程序结合起来，建立人机界面，精确的满足生产的实际要求。WICCV5.0+SP2是运行在WindowsNT+SP6或Windows2000+SP1标准环境下的HMI,具有控制自动化过程的强大功能和极高性价比的SCADA级的操作监视系统。PROFIBUS工业网络通信技术PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。MPI工业网络MPI是多点接口的简称，是当通信速率要求不高，通信数据量不打时可以采用的一种简单经济的通信方式。通过它可组成小型PLC通讯网络，实现PLC之间的少量数据交换，不需要额外的硬件和软件就可网络化。七：参考文献深入浅出西门子WINCCV6工业网络系统安装与调试补充讲义第三部分心得体会经过三周的实习，我对电气自动化这门课程有了进一步的了解和更深一层的认识，特别是通过WINCC组态以及PLC之间的组