工业网络实训报告.docx
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工业网络实训报告
《工业网络控制系统安装与调试》
专
用
周
实
训
报
告
姓名：
ZZK
学号：
0179
班级：
11级电气自动化5班
一、设计方案……………………………………...2
1方案说明……………………………………………………..…2
实训目的………………………………………………………2
实训要求………………………………………………………2
控制要求………………………………………………….......2
控制方案……………………………………………………….2
二、技术资料……………………………………………………….3
S7-200程序……………………………………………………..3
S7-300程序……………………………………………………..4
二、技术报告………………………………………..7
三、总结…………………………………………….13
一、设计方案
一、方案说明
实训目的
a、熟悉并掌握WinCC、S7-300、S7-200的大体用法。
b、掌握WinCC与S7-300的通信方式。
c、熟悉并掌握MPI及PRDFIBUS功能及利用方式。
d、了解工业以太网。
e、熟悉项目中各个硬件结构。
实训要求
a、掌握WinCC的利用。
b、实现WinCC与S7-300软件之间的连接。
c、掌握工业网络相关知识。
d、通过WinCC、S7-300、S7-200实现对封口的机运转进行控制。
控制要求
a、实现系统启停控制、故障停机、故障报警、计数等逻辑功能。
b、实现转速与温度相对应。
c、温度的设定及显示在WinCC画面控制，实现温度在必然范围内持续可控。
d、信号收集部份由S7-200PLC来实现，再通过S7-200PLC将收集的信号通过工业网络传送给S7-300PLC。
e、整个系统的监控即参数设定都能够由电脑中的组态界面完成，为方便现场操作，在设备上的按钮也可控制。
F、实现两地控制，别离在按钮和WinCC画面上实现启停
控制方案
a、软件部份
S7-300PLC编程软件
S7-200PLC编程软件
Wincc编程软件
b、硬件部份
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
运算机LENOVO
c、系统框图
d、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
二、技术资料
程序
S7-300程序
a、OB1部份
b、OB35部份
二、技术报告
摘要：
在工业网络的控制系统中，由PLC200、PLC300、WinCC软件及相应的PLC200、PLC300、封口机等硬件设备组成，要求实现数据的收集、传送、显示。
由S7-200收集数据，包括热电偶信号，光电开关信号，控制按钮信号，故障报警信号等，传送给PLC300实现通信，再由WinCC显示画面，在画面上直接控制。
在WinCC的利用中，包括安装、创建项目、组态、创建进程画面、改变画面对象属性、变量管理器的利用、图形编辑器的利用和在库中寻觅所需元件等。
在那个项目中咱们主要用到的工业网络的通信方式为PROFIBUS-DP，现场控制层的S7-200和现场控制曾的S7-300之间进行数据共享，也就是说二者之间利用通信实来现互换数据。
WinCC与S7-300之间变量链接。
关键词：
链接、PROFIBUS-DP、工业网络、两地控制、画面
一、WinCC
一、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，昔时就被美国ControlEngineering杂志评为最佳HMI软件，以最短的时刻进展成第三个活着界范围内成功的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——能够完成所有的SCADA功能；
标准接口——提供OLE、DDE、ActiveX、OPC等接口，可方便的与其它程序互换数据；
脚本语言——支持标准的ANSI-C和VisualBasic脚本程序；
利用简便——具有向导程序，可大大简化组态工作；
2）主要功能：
a、对象图形编辑器；b、报警存档和信息编辑器；c、变量存档编辑器；d、与控制系统的连接；e、变量标签管理器；f、用户管理员（安全性）；g、SQL和ODBC；h、多语言支持；
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：
阅读窗口、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。
3、创建画面及对库的利用
1）创建画面
打开图形编辑器，单击右键选择新建画面，能够更改画面名称，然后打开画面。
在WinCC中提供了丰硕的图库元件供用户的利用，用户也能够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
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。
组成部件有中央处置单元（CPU）、电源模块（PS）、信号模块（SM）、功能模块（FM）、通信处置器（CP）、接口（IM）
2、用到的大体指令
用到的大体指令：
大体逻辑指令、转换指令、计数器、传送指令、比较指令
3、通信技术
a、MPI通信；b、PROFIBUS通信
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，再在运算机中找到STEP7的驱动程序，然后在MPI中添加。
三、S7-200PLC
3、简单介绍
S7-200系列PLC是超小型化的PLC它适用于各类行业，各类场合中的自动检测、监控等。
S7-200PLC的壮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个不同的大体型号与8种CPU，供用户选择利用。
1）数据存储区
输入映像寄放器（I）、输出映像寄放器（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）、模拟量输入映像寄放器（AI）、模拟量输出映像寄放器（AQ）等。
2）元件
按时器（T）、计数器（C）、累加器（AC）、高速计数器（HC）等
2、用到的指令及功能
1）用到的指令：
MOVE_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、与封口机的链接及与S7-300PLC的链接
两种链接方式：
MPI、PROFIBUS_DP，其中PROFIBUS-DP就是能够通过组态链接，就是把EM277挂在S7-300PLC的硬件组态网络上。
四、封口机项目
1、了解PID的功能及利用
1）概述
本项目中所讨论的功能块（SFB41/FB41，SFB42/FB42，SFB43/FB43）仅仅是利用于S7和C7的CPU中的循环中断程序中。
该功能块，按期计算所需要的数据，保留在指定的DB中（背景数据块）。
允许多次挪用该功能块。
CONT_C块与PULSEGEN块组合利用，能够取得一个带有比例执行机构脉冲输出的控制器（例如，加热和冷却装置）。
∙SFB41/FB41（CONT_C），持续控制方式；
∙SFB42/FB42（CONT_S），步进控制方式；
∙SFB43/FB43（PULSEGEN），脉冲宽度调制器；
注意：
SFB41/42/43，与FB41/42/43兼容，能够用于CPU313C、CPU313C-2DP/PTP和CPU314C-2DP/PTP中。
2）应用
借助于由组态大量模块组成的控制器，能够完成带有PID算法的实际控制器。
控制效率，即处置速度取决于你所利用的CPU性能。
对于给定的CPU，必需在控制器的数量和控制器所需要执行频率之间找到一个折衷方案。
连接的控制电路越快，所安装的控制器数量越少，则每一个时刻单位计算的数值就越多。
对于控制进程的类型没有限制。
较慢（温度、填料位，等）和较快的控制系统（流量、速度，等）都能够控制。
3）控制系统分析
控制系统的静态性能（增益）和动态性能（滞后、空载时刻、积分常数，等），都是设计系统控制器及其静态参数（P操作）和动态参数（I、D操作）的主要因素。
因此，熟练掌握控制系统的类型和特性超级重要。
4）系统组成
5）PID算法
PID算法作为一种位置算法进行控制。
比例运算、积分运算（INT）和微商运算（DIF）都可并行连接，也能够单独激活或取消。
这就允许组态成P、PI、PD和PID控制器。
也能够是纯I和D调节器。
2、S7-300PLC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：
3、S7-300与S7-200之间的通信
此项目中咱们主要采用的是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，速度为，结果如下：
4、S7-300块的组成
第一，块中必需要建一个OB35，因为PID必需放在OB35中才能正常利用，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，和控温程序等。
编好所有程序后，再统一下载。
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，再击肯定。
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，最后肯定。
第三步：
在连接后的NewConnection中新建所需变量，如二进制变量等。
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：
建立关于温度的趋势图，再链接相应的变量；
第三步：
画面中的元件与变量的链接。
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够了；
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；
最终实现的WinCC画面如下图所示：
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转变，四个输入输出域别离显示设定温度、实际温度、转速和计数。
参考文献：
《工业网络控制系统安装与调试》
《S7-300/400PLC应用与教程》第二版廖常初主编
《深切浅出西门子WinCCV6》第二版北京航空航天大学出版社
三、总结
三周的实习，我学到了很多，WinCC的大体利用，WinCC与S7-300PLC的通信，S7-300与S7-300的工业网络通信及S7-300与S7-200的通信等，这让我对专业知识的了解又增加了一分，提高了我的知识面但也有好多知识尚未学好，尚未学到，还学需要我在以后的时刻你有更多的学习。
在这里要感激辛勤辅导咱们的诸位老师王，因为是他们的耐心，才让咱们的那个实习完美结束。
第一周，咱们主要学习了WinCC的大体利用方式及与S7-300的通信。
刚开始的时候，对软件比较陌生，不会建变量，不会建画面，不明白如何将变量与画面中的元件联系起来。
但通过一周的学习和老师的指导，我掌握了这些操作。
第二周，咱们开始接触工业网络，操作中将两组的S7-300PLC设备进行网络连接，两组设备通信后能够彼此控制。
第三周,咱们自己在做控制封口机的项目。
大体逻辑指令在S7-200中完成，通过通信把结果发送到S7-300，在面板可直接控制封口机运行，而且在WinCC中成立各类变量，成立画面，在画面中要实现各类功能，并在画面上控制封口机。
在实训中是两人一组，在这三周里，和组员一路完成各项任务，有时也和其他组的组员讨论，让我学到了团队合作是超级的重要。
在一个项目里，每一个人分工很重要，各自完成份配的任务，会让咱们有专门大的能量，看似困难的任务分摊在两个人的手里，专门快就可以完成。
在团队工作要信赖自己的队友，同时尽力的做好自己的工作，在碰到困难时能够一路讨论。
如此在工作才不会乏味，而且能够踊跃的去面对困难，彼此之间学到更多的东西。
感激在这三周辛勤辅导咱们的老师，是他们无私的付出才让咱们有机缘学习到更多的知识，是他们含辛茹苦的指导才让咱们才能使咱们将知识加倍熟练。
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