12级集散控制与现场总线技术实验指导书gai.docx
《12级集散控制与现场总线技术实验指导书gai.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《12级集散控制与现场总线技术实验指导书gai.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![12级集散控制与现场总线技术实验指导书gai.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2023-2/6/ed90f06e-e015-4c3d-9b5d-a2a5c731f7e5/ed90f06e-e015-4c3d-9b5d-a2a5c731f7e51.gif)
12级集散控制与现场总线技术实验指导书gai
集散控制与现场总线技术
实验指导书
实验一WinCC变量及变量的组态
一、实验目的:
1、掌握WinCC变量的创建。
2、熟悉掌握按钮的直接连接、库元件的创建、创建和动态I/O域、创建和动态化滚动条等。
3、熟悉DDE连接方式,掌握WinCC与Excel的本地DDE通信。
二、实验设备
安装了WinCC软件的计算机
三、实验原理
1、创建项目的步骤
第一步:
准备工作。
创建项目前应对项目的结构给出一些初步的考虑。
可从如下几个方面进行:
(1)项目类型在开始创建项目前,应清楚创建的是单用户项目,还是多用户项目。
图1-1指定项目的类型
(2)项目路径可将WinCC项目创建在一个单独的分区上,不要将WinCC项目放在系统分区上(即不要将项目建立在C盘上)。
(3)项目名称建议在创建项目前就确定合适的名称。
因为一旦完成项目的创建,再对项目的名称进行修改就会涉及许多步骤。
第二步:
指定项目的类型。
单击WinCC项目管理器工具栏上的
按钮,或单击“文件”菜单上的“新建”,或使用组合键“Ctrl+N”,可打开“WinCC资源管理器”对话框,如图1-1所示。
选择所需要的项目类型,并单击“确定”按钮,即打开“创建新项目”对话框,如图1-2所示。
图1-2“创建新项目”对话框
第三步:
指定项目名称和项目存放的文件夹。
在图1-2所示的“创建新项目”对话框中输入项目名称和完整的项目存放路径,然后单击“创建”按钮。
第四步:
更改项目的属性。
单击WinCC项目管理器浏览窗口中的项目名称,并在快捷菜单中选择“属性”菜单项。
打开“项目属性”对话框,如图1-3所示。
图1-3“项目属性”对话框
在“项目属性”对话框中,可修改项目的类型、修改者及版本等内容。
在“更新周期”选项卡上,可选择更新周期,并可定义五个用户周期。
用户周期的时间为可选择。
在“热键”选项卡上,可为WinCC用户登录和退出定义热键。
第五步:
更改计算机的属性。
打开“计算机属性”对话框。
在“常规”选项卡上,检查“计算机名称”输入框中是否输入了正确的计算机名称。
此名称应与Windows的计算机名称相同。
如果创建了一个多用户项目,则“计算机类型”可指示此计算机组态是服务器还是客户机。
单击“确定”按钮,关闭对话框。
如果对项目中的计算机名称进行了修改,则必须关闭再重新打开项目才能生效。
2、WinCC变量、
要在变量管理器中创建WinCC变量,首先必须组态一个与PLC的连接。
但是,不必安装硬件,安装所期望的通信驱动程序并组态期望的连接就足够了。
创建变量组与变量的具体过程如下:
图1-4创建新的驱动程序
(1)安装新的驱动程序。
这可以通过鼠标右键单击变量管理器,并从弹出式菜单中选择添加驱动程序来完成,如图1-4所示。
(2)选择所期望的驱动程序。
从所显示的对话框中,通过单击“打开”按钮将驱动程序插入WinCC项目中,WinCC资源管理器即可将驱动程序条目显示在变量管理器中,而不是仅显示内部变量。
例如建立S7PLC与WinCC的连接,如图1-5所示。
图1-5创建S7PLC的驱动程序
(3)通过鼠标右键单击“新驱动程序”连接条目,可显示一个或几个子条目(所谓的通道单元)。
接下来就可以创建一个连接,这通过鼠标右键单击“通道单元”条目并从弹出式菜单中选择新建驱动程序连接来完成,如图1-6所示。
图1-6新建驱动程序连接
在图2-3所显示的对话框中,在常规信息标签内为连接分配一个名称。
连接参数可通过单击“属性”按钮来进行设置。
(4)通过鼠标右键单击“新添加的连接”条目
,可按上面所描述的方式添加变量组或变量。
在创建WinCC变量时,除定义内部变量所需的设置外,还必须定义地址和格式调整设置,地址需要参考PLC中变量地址。
2.DDE连接、
WinCC作为DDE的客户端,Excel作为DDE的服务器
(1)在WinCC项目管理器右键单击“变量管理”选择“添加新的驱动程序:
windowsdde.chn”建立“WINDOWSDDE”通道,建立新的驱动程序连接NewConnection,连接属性如图1-7所示。
其中,“计算机名称”为空,“应用程序”为“Excel”,“主题”为“[Excel文件名]工作表名”,如[aaa.xls]Sheet1中aaa.xls为Excel文件名,Sheet1为工作表名。
图1-7NewConnection属性
(2)建立新变量,在变量属性对话框中单击“选择”按钮,在“条目名称”输入:
r行数c列数,如r1c1表示第一行第一列的单元格,如图1-7所示。
单击确定完成一个变量的组态。
图1-7新建变量
四、实验内容
(1)如图1-8所示建立包含四个元素结构类型motor,并建立三个结构变量motor1、motor2和motor3
图1-8结构变量
(2)添加S7-300PLC驱动,建立名为“PLC1”的逻辑连接,建立如下变量:
变量名
类型
PLC寄存器
LEVEL1
32位浮点
DB1.DD0
LEVEL2
32位浮点
DB1.DD4
LEVEL3
32位浮点
DB2.DD8
LEVEL4
32位浮点
DB2.DD12
M1
二进制
M0.0
M2
二进制
M0.1
(3)组态如图1-9所示画面,要求监考乙烯裂解气出口温度(T)、气态丙烯流量(F1)、液态丙烯流量(F2)和气态丙烯出口阀门状态(V)。
T范围(-50~100℃)、F1范围(0-50m3/s)、F2范围(0-400m3/s)和V范围(开和关两个状态)。
用DDE方式创建连接,用Excel单元格数据模拟现场设备参数,可以结合变量模拟器进行仿真。
图1-9
五、实验报告要求
1、实验报告应字迹清晰、正确无误。
2、截取组态图形打印并粘贴到实验报告上。
3、对组态过程中所遇到的问题进行讨论。
实验二前处理系统画面制作
一、实验目的:
1、熟悉WinCC图形编辑器
2、熟悉WinCC画面布局的方法
3、掌握画面的基本操作:
导入与导出功能;对象的基本静态操作;状态显示对象;按钮对象的组态。
4、组态对话框和动态向导的使用。
二、实验设备
安装了WinCC软件的计算机
三、实验原理
1、WinCC项目管理器中的图形编辑
(1)浏览窗口的快捷菜单
右击WinCC项目管理器的图形编辑器,将弹出快捷菜单。
(2)画面名称的快捷菜单
选择WinCC项目管理器的图形编辑器,在它的右边数据窗口显示该项目下的所有画面名称,右击任一画面,弹出的快捷菜单包含的菜单项有:
“打开画面”、“重命名画面”、“删除画面”、“定义画面为启动画面”和“属性”。
2、图形编辑器的布局
图形编辑器由图形程序和各种各样的工具组成。
基于Windows标准,图形编辑器具有创建和动态修改过程画面的功能;与AutoCAD等图形软件相似的程序界面和操作方法可以很容易地使用WinCC的图形编辑器;直接帮助提供了对问题的快速问答;用户还可以自定义工作环境。
图形编辑器的画面布局如图2-1所示。
图2-1图形编辑器构成
图形编辑器包括以下元素:
(1)绘图区
绘图区位于图形编辑器的中央。
在绘图区中,水平方向为z轴,垂直方向为Y轴。
画面的左上角为画面的坐标原点,其坐标为z一0,y一0。
坐标以像素为单位。
绘图区中的对象原点位于包围对象的矩形的左上角。
(2)标题栏
显示当前编辑的画面名称。
(3)菜单栏
操作方法与标准Windows操作类似。
单击菜单栏上的菜单“查看”>“工具栏”菜单项,打开“工具栏”对话框。
在此对话框中可以设置显示或隐藏画面编辑器中的各种工具栏。
(4)标准工具栏
位于图形“编辑”菜单栏下的标准工具栏是缺省设置,包括常用的Windows命令按钮。
按住键并双击工具栏,“自定义工具栏”对话框打开。
在这里,用户可以添加和删除按钮,并改变标准工具栏上的按钮顺序。
如要恢复缺省设置的工具栏,可单击“重置”按钮。
(5)“对象选项板”
“对象选项板”包含在过程画面中频繁使用的不同类型的对象。
它包括“标准”和“控件”两个选项卡。
“标准”选项卡包括“标准对象”、“智能对象”和“窗口对象”。
“控件”选项卡上默认是WinCC提供的最常用的ActiveX控件,如有需要可以链接其他控件。
(6)“样式选项板”
“样式选项板”允许快速更改线型、线粗细、线端样式和填充图案。
(7)“动态向导”
默认情况下,“动态向导”工具栏没有显示在图形编辑器中。
“动态向导”提供了大量预定义的C动作,以支持频繁重复出现的过程组态。
各种动作按“动态向导”的各选项卡中的主题排序。
各个选项卡的内容可根据所选对象类型的不同而改变。
(8)“对齐选项板”
“对齐选项板”工具栏包括“对齐”、“居中”、“问距等同”、“匹配宽度”和“高度”等按钮。
(9)“图层选项板”
为了简化在复杂的过程画面中处理单个对象,图形编辑器允许使用图层。
WinCC画面编辑器横向最多可以分配为32个图层。
这些图层可以单个显示或隐藏;缺省情况下,当前图层是图层0。
所有图层都可选择可见或不可见。
(10)“变量选项板”
“变量选项板”默认情况下为隐藏。
“变量选项板”允许快速链接变量到对象的某个属性上。
操作方法如下:
打开对象的“对象属性”窗口,在“变量选项板”上选择一变量,拖动变量到“对象属性”窗口的某一属性上,释放。
此外,还有缩放选项板、调色板、字体选项板和状态栏等。
四、实验内容
1.创建一个项目名称为“pretreat”的项目;在图形编辑器(名称main.pdl)中,设计如图2-2所示的图形界面,要求图形排列整齐美观。
在处理工艺下方放置两个按钮,文本分别为“切换画面”和“退出激活”。
要求:
按动“切换画面”按钮,切换到tempctrl.pdl温度控制画面;按动“退出激活”按钮退出WinCC运行。
图2-2前处理系统画面
2.如图2-3建立tempctrl.pdl中编辑温度监控画面,要求如下:
(1)组态温度控件,滚动条和文本列表;
(2)组态复位按钮,点击回复到初始状态(变量为0);
(3)组态报警灯,变量在[025]之间显示绿色,超过25显示红色。
(4)组态画面切换到main.Pdl和退出激活按钮。
(根据需要定义相关内部变量)
图2-3温度监控画面
五、实验报告要求
1、实验报告应字迹清晰、正确无误。
2、截取组态图形打印并粘贴到实验报告上。
3、对组态过程中所遇到的问题进行讨论。
实验三钢管加热炉温控系统
一、实验目的:
1、熟悉WinCC图形编辑器
2、掌握画面组态的方法:
组态对话框,动态向导;动态对话框;直接连接。
3、掌握库和控件的使用。
二、实验设备
安装了WinCC软件的计算机
三、实验原理
(1)对象的事件
对象的事件是由系统或操作员给对象发送的。
如果在对象的事件中组态了一个动作,那么当有事件产生时,相应的动作将被执行。
可组态事件的动作包括C动作、VBS动作和直接连接。
事件中组态不同的动作有不同的图标表示。
白色灯泡:
事件没有组态动作。
蓝色灯泡:
事件组态为直接连接的动作。
带“C”缩写的绿色闪电:
事件组态为C动作。
带“C”缩写的黄色闪电:
事件组态为c动作,但C动作还没有通过编译。
带“VB”缩写的浅蓝色闪电:
事件组态为VBS动作。
例在PropAndEvent.pdl画面中增加一个按钮,将其“文本”属性改为清零。
它的作用是在单击此按钮时将变量cycle_pos赋值为0。
在分别用3种动作实现此按钮的功能前,先完成如下的共同步骤:
·右击此按钮,从快捷菜单中选择“属性”菜单项,打开“对象属性”窗口。
·选择“事件”选项卡上的“鼠标”事件,在右边窗口中选择“按左键”行,“动作”列,右击白色闪电图标,弹出快捷菜单,结果如图3-1所示。
(2)事件组态为直接连接
·从快捷菜单中选择“直接连接”菜单项,打开“直接连接”对话框。
·在“源”框中选择单选项“常数”,并在编辑框中输入数值0。
·在“目标”框中选择单选项“变量”,单击旁边的按钮
,打开“变量选择”对话框,选择变量cycle_pos。
·单击“确定”按钮确认,如图3-2所示。
·单击“确定”按钮,关闭“直接连接”对话框。
·单击图形编辑器工具栏上的图标
,保存画面。
·单击图形编辑器工具栏上的图标
,单击“清零”按钮,测试效果。
图3-1组态对象事件的动作
图3-2事件的“直接连接”对话框
四、实验内容及步骤
在图形编辑器中完成如图3-3所示图形的创建。
要求如下:
(1)对象的组态,包括执行器、风机、火焰、天然气、助燃气、加热口;
(2)控制按钮组态,其中“打开1”为显示和隐藏助燃风机;“打开2”为显示和隐藏火焰;手动/自动功能的切换。
(3)温度显示组态,显示温度按钮实现华氏和摄氏转换;L1和L2用静态文本方式显示华氏和摄氏温度;K1和K2用I/O域显示对应华氏和摄氏温度。
图3-3加热炉温度控制系统
五、实验报告要求
1、实验报告应字迹清晰、正确无误。
2、截取组态图形打印并粘贴到实验报告上。
3、对组态过程中所遇到的问题进行讨论。
实验四液位控制系统
一、实验目的:
1、进行一步熟悉WINCC软件的使用方法。
2、了解基于WINCC的液位控制系统构建方法。
二、实验设备
1、安装了WINCC软件的计算机
2、A3000高等过程控制系统
三、实验原理
系统结构构成如图4-1所示。
上位机安装有WINCC软件,使用WINCC软件构建系统控制用HMI人机界面。
水箱液位通过液位传感器将液位信号传送到PLC中,S7-300PLC输出的控制量传送到FV101电动调节阀的控制端,通过控制FV101电动调节阀的开度控制水流的速度,从而控制液位的高低使液位保持在设定值。
当水箱液位高于设定值时,调节阀开度减小,反之则增大。
图中带箭头的细线表示信号流向,粗线表示管道的流向和构成。
图4-1液位控制系统工作原理
四、实验内容
1、首先安装S7-300协议,包括通讯驱动程序建立和通道的选择。
2、构建如下图所示的上位机人机界面并建立相应的变量和变量组态,并建立对应的内部变量便于模拟运行。
各输入/输出域及变量的类型、对应的存储器位置
I/O名称
变量
变量类型
存储器位置
测量值:
V103液位
AI0
32位浮点数
DB3,DD2
调节值:
FV101
PID_LMN
32位浮点数
DB1,DD72
给定值:
SP
PID_SP
32位浮点数
DB1,DD6
手动输出值:
MV
PID_MAN
32位浮点数
DB3,DD16
P设置
PID_GAIN
32位浮点数
DB1,DD20
I设置
PID_TI
32位浮点数
DB1,DD24
D设置
PID_TD
32位浮点数
DB1,DD28
FV101
PID_LMN
32位浮点数
DB1,DD72
LT103
AI0
32位浮点数
DB3,DD2
手动/自动
PID_AM
二进制变量
DB1,D0.1
3、画面的编辑,其中LICA为报警功能的液位控制器;P102为水泵;V103为下水箱;LT103为液位传感器;FV101为电动调节阀;V104为蓄水罐;QV102、QV105和QV116为阀门。
4、画面的组态,最终组态画面如图4-2所示,要求如下:
(1)建立变量与V103液位关联(0-100),假设给定值是50,根据液位实际值来关联阀门QV116和QV105的开关(红色为关,绿色为开)。
(2)通过画中画的按钮切换,显示图4-3,由刻度盘显示V103液位当前值。
(3)按下水箱液位、蓄水池液位和流量按钮,在下方的I/O域中能够显示变量名称和对应的数值。
图4-2液位控制系统组态画面
图4-3液位显示画中画
五、实验报告要求
1、实验前应充分预习实验指导书的内容,明确实验内容及要求。
2、实验报告应字迹清晰,内容正确。
3、思考题:
若不安装S7-300协议,会是怎样的实验结果?