课程设计（论文）-基于WinCC和S7-200的温度测控系统.doc

基于wincc和s7-200的温度测控系统 基于wincc和s7-200的温度测控系统 30基于wincc和s7-200的温度测控系统 目录目录1 设计任务书12 温度控制对象概述22.1 功能特点与技术参数22.2 控制手段33 方案设计43.1 现场总线概述43.2 wincc+s7-200温度控制系统的硬件组成53.3 wincc+s7-200温度控制系统的软件配置73.4 wincc+s7-200温度控制系统的网络结构83.5 温度控制算法94 s7-200 plc控制程序的设计114.1 控制程序的组成124.2 温度采集程序设计124.3 数字滤波程序设计134.4 pid控制程序设计145 wincc组态175.1 变量组态175.2 画面组态185.3 变量连接196 程序调试216.1 plc程序调试方法与结果216.2 wincc组态调试方法与结果217 pid参数的整定227.1 整定方法227.2 整定结果及分析228 技术小结23参考文献24附录1：s7-200控制程序清单25基于wincc和s7-200的温度测控系统 设计任务书1 设计任务书设计题目：基于wincc和s7-200的温度测控系统学生姓名 课程名称现场总线测控系统设计专业班级地 点起止时间设计内容及要求使用wincc和s7-200 plc系统设计一套加热炉温度控制系统。内容及要求如下：1. 接线图设计：s7-200和加热炉控制对象之间的接线图设计。2. 程序设计(1)plc控制程序设计包括温度采集程序，标度换算、数字滤波程序、pid控制程序、d/a输出程序设计等内容。(2)wincc组态设计包括通信连接、变量组态、画面组态（温度控制回路相关参数的显示画面，温度趋势的显示画面，参数修改画面），变量连接等内容。3. 温度pid控制参数的整定整定pid参数，分析不同pid对温度控制精度的影响。 设计参数技术指标：1. 温度采集精度：0.5%2. 温度控制精度：1%进度要求第1天：选题、讲解任务、s7-200基本应用；第2天：温度控制回路接线图设计、s7-200编程；第3天：数据采集程序、换算程序、数字滤波程序、输出程序设计与调试；第4天：pid程序设计与调试；第5天：wincc基本应用培训与训练；第6-7天：wincc温度控制变量组态、画面设计、通信连接等；第8-9天：温度控制系统wincc与plc联调；第10天：撰写设计报告和检查设计结果参考资料1. 廖常初.s7-200/400 plc应用技术（第2版）m.机械工业出版社.20082. 西门子自动化与驱动集团. 深入浅出西门子wincc v6m.北京航空航天大学出版社,2005.9其它说明.本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份，院系审批后交院系办备案，一份由负责教师留用。.若填写内容较多可另纸附后。3.一题多名学生共用的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。教研室主任： 指导教师：2010 年 11月 26 日基于wincc和s7-200的温度测控系统 温度控制对象概述2 温度控制对象概述温度控制系统广泛应用于工业控制领域，如钢铁厂、化工厂、火电厂等锅炉的温度控制系统，电焊机的温度控制系统等。2.1 功能特点与技术参数s7200系列cpu224部分编程元件的编号范围与功能说明如下表所示:表2.1 cpu224部分编程元件的编号范围与功能特点元件名称符 号编号范围功能说明输入寄存器ii0.0 i1.5共14点接受外部输入设备的信号输出寄存器qq0.0 q1.1共10点输出程序执行结果并驱动外部设备位存储器mm0.0 m31.7在程序内部使用，不能提供外部输出定时器256（t0 255）t0,t64保持型通电延时1mst1 t4,t65 t68保持型通电延时10mst5 t31，t69 t95保持型通电延时100mst32，t96on/off延时，1mst33 t36，t9 t100on/off延时，10mst37t63，t101 t255on/off延时，100ms计数器cc0 c255加法计数器，触点在程序内部使用高速计数器hchc0hc5用来累计比cpu扫描速率更快的事件顺控继电器ss0.0s31.7提供控制程序的逻辑分段变量存储器vvb0.0 vb5119.7数据处理用的数值存储元件局部存储器llb0.0 lb63.7使用临时的寄存器，作为暂时存储器特殊存储器smsm0.0 sm549.7cpu与用户之间交换信息特殊存储器sm（只读）sm0.0 sm29.7接受外部信号累加寄存器acac0 ac3用来存放计算的中间值 温度控制对象所要求的技术参数有如下所述：控温精度高: 1、操作简单方便 全量程万能输入、适合各种温度传感器输出电压、电流显示、直观方便可进行单点控温或 50 段可编程曲线控温内置报警蜂鸣器、超温时自动鸣响可选配 win-ct 温度控制系统专用软件通讯功能强大、轻松实现远程控制2.2 控制手段 温度是由pid控制器中的闭环控制器的反馈值通过温度传感器测得，并经a/d变换转换为数字量；目标设定值与温度传感器的反馈信号相减，其差送入pid控制器，经比例、积分、微分运算，得到叠加的一个数字量；该数字量经过上限、下限限位处理后进行d/a变换，输出一个电压信号去控制固态继电器，以控制加热炉的温度。它的控制技术参数指标为： 温度采集精度：0.5% 温度控制精度：1%基于wincc和s7-200的温度测控系统 方案设计3 方案设计3.1 现场总线概述现场总线就是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。按传输速率，现场总线可分为低速（传输速率31.25kbit/s）和高速（传输速率1mbit/s和2.5mbit/s）两类；按是否可使用于本安场所，现场总线可分为本安型和非本安型两类；按供电来源，现场总线可分为独立电源总线和自带电源总线两类；也可按电源类型分为交流和直流；按电平类型可分为电压和电流等。国际通用的有9种重要的现场总线：控制层现场总线controlnet、设备层现场总线devicenet、profibus协议、ff总线、can总线、lonworks总线、dcs现场总线、plc现场总线、fcs现场总线。 s7-200cpu支持以下通讯协议中的一种或多种，它允许配置网络，实现应用要求：l 点对点接口（ppi）l 多点接口（mpi）l profibus-dp在开放系统互联（osi）七层模式通讯结构的基础上，这些协议在一个令牌环网络上实现。这些协议是非同步的字符协议，有1位起始位、8位数据位、偶校验和1位停止位。通讯结构信赖于特定的起始字符和停止字符、源和目的地，报告文长度和数据校验和。如果使用相同的波特率，这些协议可以在同一个网络中同时运行而互不干扰。ppi协议ppi是一种主-从协议：主站设备发送要求到从站设备，从站设备响应，从站不发出信息，只是等待主站的要求和对主站的要求做出响应。主站靠一个ppi协议管理起来的共享连接来与从站通讯。ppi并不限制于任意一个从站通讯的主站个数。但是在一个网络中，主站的个数不能超过32个。选择ppi高级允许网络设备建立一个设备和一个设备之间的逻辑连接。对于ppi高级，每个设备的连接个数是有限制的。表3.1 s7-200支持的连接个数模 块波特率连接数s7-200cpu通讯口09.6k、19.2k、187.5k4s7-200cpu通讯口19.6k、19.2k、187.5k4em2779.6k到12m6（每个模块） 如果在用户程序中使用ppi主站模式。s7-200cpu在运行模式下可以做主站。在使用ppi主站模式之后，可以使网络读写指令来读写另外的一个s7-200。当s7-2000作ppi主站时，他仍然可以做从站来响应其他主站的请求。可以使用所有的ppi协议和所有的s7-200cpu通讯，当与em277通讯时，必须使用ppi高级。mpi协议mpi允许主-主通讯和主-从通讯，与一个s7-200cpu通讯，step7-micro/win建立主-从连接。mpi协议不能和一个作为主站的s7-200cpu通讯。网络设备通过任意的两个设备之间的连接通讯（由mpi协议管理），设备之间的通讯连接受s7-200或者em277模式所支持的连接个数限制。对于mpi协议，s7-300和s7-4000plc可以有xget和xput指令来读写s7-200的数据（指令信息参考s7-300和s7-400的编程手册）profibus协议profibus协议通常用于实现与分布式i/o（远程i/o）的高速通讯。可以使用不同厂家的profibus设备。这些设备包含普通的输入/输出模式、电机控制器和plc。profibus网络通常有一个主站若干个i/o从站，从站的类型和站号由主站初始化，使网络上的从站设备与配置相匹配。主站不断地读写从站的数据。当一个dp主站成功的配置了一个dp从站之后。他就拥有了这个从站设备。如果在网络上有第二个主站设备，他对第一个主站的从站访问将受到限制。3.2 wincc+s7-200温度控制系统的硬件组成wincc+s7-200温度控制系统的硬件主要包括：plc、上位机、电源、cpu、地址接口等。上位机 数字量/模拟量输出数字量/模拟量输入 图3.1 温度控制系统的硬件组成plc的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。plc的硬件系统结构如下图所示：图3.2 plc的硬件系统结构 各个部分介绍如下： 1、主机主机部分包括中央处理器（cpu）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。cpu是plc的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。plc的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。 2、输入/输出（i/o）接口i/o接口的plc与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）。i/o接口一般采用光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了可靠性。i/o点数即输入/输出端子数是plc的一项主要技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点。 3、电源图中电源是指为cpu、存储器、i/o接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源，通常也为输入设备提供直流电源。 4、编程编程是plc利用外部设备，用户用来输入、检查、修改、调试程序或监示plc的工作情况。通过专用的pc/ppi与电缆线将plc与电脑联接，并利用专用的软件进行电脑编程和监控。 5、输入/输出扩展单元i/o扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）连接在一起。 6、外部设备接口此接口可将打印机、条码扫描仪、变频器等外部设备与主机相联，以完成相应的操作。实验装置提供的主机型号有西门子s7200系列的；cpu224（ac/dc/relay），输入点数为14，输出点数为10。3.3 wincc+s7-200温度控制系统的软件配置 wincc+s7-200温度控制系统的软件配置主要包括: simatic wincc explorer软件、v1.0 pc access sp3软件和v1.0 s7-200 explorer软件三大类。simatic wincc explorer是西门子的数据采集与监控软件，是第一个使用最新的32位技术的过程监视系统，具有良好的开放性和灵活性。用来组态上位机（监控用的电脑）。可以画出工业上的工艺图等，然后显示出plc等控制器传输来的数据，这样就相当于监控生产画面了。画图的原理跟其他画图软件类似，复制、黏贴、属性等等而已。v1.0 pc access sp3是一个实时数据库，它供上位机其它程序访问，是上位机与plc相互联系的桥梁、中转站。 仅用于 s7-200 及s7-200 cn plcpc access 是专为连接s7-200/s7-200 cn plc 和 s7-200/s7-200 cn 通信模块而设计的opc 服务器。它支持所有的s7-200/s7-200 cn 数据形式，step 7-micro/win plc编程软件中的符号都可以轻松移植到pc access 项目中。 具有多语言安装选件：软件安装过程中，您可以选择安装多达6 种语言形式（英、德、法、西班牙、意大利及中文）。整个应用包括帮助系统以所选语言形式来显示。 支持多 plc 的连接：pc access 支持所有的s7-200/s7-200 cn 协议。通过s7-200pc access 服务器可同时连接和监控多达8 个plc。使用cp卡时，连接plc 的数目小于4。plc 的在线连接可通过pc中step 7-micro/win 编程软件来设置。 支持任何一种标准的 opc 客户机：s7-200 pc access 已经通过opc 机构的认证，可以支持任何一种标准的opc 客户机。利用通用的客户机程序建立的示例可由pc access 软件支持。 支持所有的 s7-200/s7-200 cn 协议：pc access 服务器支持整套的s7-200/s7-200 cn 协议包。 v1.0 s7-200 explorer是上载s7-200 数据归档的软件。而td keypad designer是设计td200c和td400c前面板的软件。3.4 wincc+s7-200温度控制系统的网络结构step 7-micro/win32 v4.0 sp3 编程软件可以对所有的cpu 221 和cpu 222 cn/224 cn/224xp cn/226 cn 功能进行编程。同时也可以使用step 7-micro/win16 v2.1软件包，但是它只支持对s7-21x同样具有的功能进行编程。step 7-micro/dos 不能对cpu 221和cpu 222 cn/224 cn/224xp cn/226 cn 编程。如果使用pg/pc的串口编程，则需要使用pc/ppi电缆。如果使用step 7-micro/win32v4.0 sp3 编程软件，则也可以通过simatic cp 5511 或cp 5611编程。在这种情况下，通讯速率可高达187.5kbit/s。 图3.3 温度控制系统的网络结构3.5 温度控制算法这次实验用到的温度控制算法是pid控制算法。温度控制采用pid控制中的闭环控制法，plc中的信号032000转换为模拟量020ma，如若是装置的话就是把0100转换为420ma，它们是由数字量转换为温度，它的算法为（k6.25/32000204）100/16，所以温度t=6.25k/16000-25。在过程控制中，按偏差的比例（p）、积分（i）和微分（d）进行控制的pid控制器（亦称pid调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象“一阶滞后纯滞后”与“二阶滞后纯滞后”的控制对象，pid控制器是一种最优控制。pid调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活（pi、pd、）。pid控制器本身是一种基于对“过去”、“现在”和“未来”信息估计的简单控制算法。u1(t) u(t) -+r(t) 积分比例微分被控对象c(t) +y(t) v(t) 图3.4 pid控制系统原理框图该系统主要由pid控制器和被控对象组成。作为一种线性控制器，它根据设定值r(t)和实际输出值y(t)构成控制偏差e(t)，将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量u(t)，对被控对象进行控制。控制器的输入输出关系可描述为: (3.1)式中:e(t)=r(t)-u(t), k为比例系数t,为积分时间常数、t为微分时间常数。以上是我们在各种文献中最经常看到的形式,各种控制作用的实现方式在函数表达式中表达得非常清楚。这三个参数的取值优劣将影响到pid控制系统的控制效果好坏，下面介绍这三个参数对控制性能的影响。(1) 比例作用对控制性能的影响比例作用的引入是为了及时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t)，系统偏差一旦产生，调节器立即产生与其成比例的控制作用，以减小偏差。比例控制反映快，但对某些系统，可能存在稳态误差，加大比例系数k,，系统的稳态误差减小，但稳定性可能变差。(2) 积分作用对控制性能的影响积分作用的引入是为了使系统消除稳态误差，提高系统的无差度，以保证实现对设定值的无静差跟踪。假设系统己经处于闭环稳定状态，此时的系统输出和误差量保持为常值。由式可知，只有当且仅当动态误差e(t)=0时，控制器的输出才为常数。因此，从原理上看，只要控制系统存在动态误差，积分调节就产生作用，直至无差，积分作用就停止，此时积分调节输出为一常值。积分作用的强弱取决于积分时间常数ti的大小，ti越小，积分作用越强，反之则积分作用弱。积分作用的引入会使系统稳定性下降，动态响应变慢。实际中，积分作用常与另外两种调节规律结合，组成pi控制器或者pid控制器。(3) 微分作用对控制性能的影响微分作用的引入，主要是为了改善控制系统的响应速度和稳定性。微分作用能反映系统偏差的变化律，预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用。直观而言，微分作用能在偏差还没有形成之前，就已经消除偏差。因此，微分作用可以改善系统的动态性能。微分作用的强弱取决于微分时间td,的大小，td越大，微分作用越强，反之则越弱。在微分作用合适的情况下，系统的超调量和调节时间可以被有效的减小。从滤波器的角度看，微分作用相当于一个高通滤波器，因此它对噪声干扰有放大作用，而这是我们在设计控制系统时不希望看到的。所以我们不能一味地增加微分调节，否则会对控制系统抗干扰产生不利的影响。此外，微分作用反映的是变化率，当偏差没有变化时，微分作用的输出为零。基于wincc和s7-200的温度测控系统 s7-200 plc控制程序的设计4 s7-200 plc控制程序的设计编制plc控制程序的方法很多，这里主要介绍几种典型的编程方法。 （l）图解法编程图解法是靠画图进行plc程序设计。常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。 梯形图法：梯形图法是用梯形图语言去编制plc程序。这是一种模仿继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成plc的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说是最方便的一种编程方法。逻辑流程图法：逻辑流程图法是用逻辑框图表示plc程序的执行过程，反应输入与输出的关系。逻辑流程图法是把系统的工艺流程，用逻辑方框图表示出来形成系统的逻辑方框图。时序流程图法：时序流程图法是首先画出控制系统的时序图（即到某一个时间应该进行哪项控制的控制时序图），再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图，最后把程序框图写成plc程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。 （2）经验法编程经验法是运用自己的或别人的经验进行设计。多数是设计前先选择与自己工艺要求相近的程序，把这些程序看成是自己的“试验程序”。结合自己工程的情况，对这些“试验程序”逐一修改，使之适合自己的工程要求。这里所说的经验，有的是来自自己的经验总结，有的可能是别人的设计经验，有的也可能是来自其它资料的典型程序。要想使自己有更多的经验，就需要日积月累，善于总结。 （3）计算机辅助设计编程计算机辅助设计是通过plc编程软件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等。s7-200的编程软件“step 7-micro/win 32”3.0版本是基于windows平台的应用软件。它支持windows95，windows98和windowsnt使用环境。是s7-200系列plc编程专用软件。使用这些编程软件可以十分方便地在计算机上离线或在线编程、在线调试，使用这些编程软件可以十分方便地在计算机上进行程序的存取、加密以及形成exe运行文件。 4.1 控制程序的组成 由温度采集程序、数字滤波程序、pid控制程序构成了本温度控制系统的控制软件部分。温度采集程序采集温度，转换成数字量，经过数字滤波程序，再由pid控制程序控制外部控制对象，从而实现了温度的最终控制。4.2 温度采集程序设计 move指令简介： move (分配值)通过启用en输入来激活。在in输入端指定的值将复制到在out输出端指定的地址。eno与en的逻辑状态相同。move只能复制byte、word或dword数据对象。用户自定义数据类型(如数组或结构)必须使用系统功能blkmove(sfc 20)来复制。 只有当传送框位于激活的mcr区内时，才会激活mcr依存。在激活的mcr区内，如果开启了mcr，同时有通往启用输入的电流，则按如上所述复制寻址的数据。如果mcr关闭，并执行了move，则无论当前in状态如何，均会将逻辑0写入到指定的out地址。 move指令参数 参数数据类型存储区描述 enbooli、q、m、l、d使能输入 enobooli、q、m、l、d输出使能 in所有长度为8、16或32位的基本数据类型i、q、m、l、d或常数源值。 out所有长度为8、16或32位的基本数据类型i、q、m、l、d目标地址。图4.1 温度采集程序4.3 数字滤波程序设计 add模块简介 参数数据类型存储区描述 enbooli、q、m、l、d启用输入 enobooli、q、m、l、d启用输出 in1reali、q、m、l、d或常数被加数 in2reali、q、m、l、d或常数加数 outreali、q、m、l、d相加的结果 在启用(en)输入端通过一个逻辑1来激活add_r (实数加)。in1和in2相加，结果通过out查看。如果结果超出了浮点数允许的范围(溢出或下溢)，ov位和os位将为1并且eno为0，这样便不执行此数学框后由eno连接的其它功能(层叠排列)。 cmp模块简介 参数数据类型 存储区描述 输入框booli、q、m、l、d上一逻辑运算的结果 输出框booli、q、m、l、d比较的结果，仅在输入框的rlo = 1时才进一步处理 in1inti、q、m、l、d 或常数要比较的第一个值 in2inti、q、m、l、d 或常数要比较的第二个值 cmp ?i (整数比较)的使用方法与标准触点类似。它可位于任何可放置标准触点的位置。可根据用户选择的比较类型比较in1和in2。 图4.2 数字滤波程序4.4 pid控制程序设计 pid算法(gain、ti、td、d_f)这里所使用的pid算法是位置算法。比例、积分(int)和微分(dif)动作是并行连接在一起的，可以单独激活或取消激活。这样便能够组态成p、pi、pd和pid控制器。 控制器经调节支持pi和和pid控制器。使用负gain(增益)实现控制器倒置(冷却控制器)。 如果把ti和td设置都为0.0，则将在工作点获得一个纯p控制器。图4.3 pid算法方框图lmn_sum(t)是控制器在自动模式下的操作变量er(0)是标准化误差的步进变化gain是控制器增益ti是积分时间td是微分时间d_f 是微分因子fb58参数：地址参数声明数据类型取值范围初始值描述0.0pv_ininputreal取决于使用的传感器0.0过程变量输入初始值可以在输入端上设置，也可以在连接到浮点数格式的外部过程变量上设置。14.0pvoutputreal取决于使用的传感器0.0过程变量在输出端输出有效的过程变量。18.0lmnoutputreal0.0操作变量在输出端以浮点格式输出有效的操作变量值。22.0lmn_peroutputint0外围操作变量将外围设备格式的操作变量值连接到控制器的输出端。34.0sp_intinput/outputreal过程值范围0.0内部设定值输入用于指定一个设定值。38.0maninput/outputreal0.0手动值撌侄禂输入用于指定一个手动值。在自动模式下，将其纠正为操作变量图4.4 pid控制程序图4.5 pid控制程序初始化基于wincc和s7-200的温度测控系统 wincc组态5 wincc组态 wincc(windows control center，视窗控制中心)是siemens与microsoft公司合作开发的、开放的过程可视化系统。无论是简单的工业应用，还是复杂的多客户应用领域，甚至在有若干服务器和客户机的分布式控制系统中，都可以应用wincc系统。 wincc是在pc(personal computer)基础上的操作员监控系统软件，wincc v6.0+sp2是运行在windows xp+sp2标准环境下的hmi(human machine interface，人机界面)，具有控制自动化过程的强大功能和极高性能价格比的scada (supervisory control and data acquisition，监视控制与数据采集)级的操作监视系统。wincc的显著特性就是全面开放，它很容易将标准的用户程序结合起来，建立人机界面，精确地满足生产实际要求。通过系统集成，可将wincc作为其系统扩展的基础，通过开放接口开发自己的应用软件。 wincc是世界上3个 (wincc，ifix，intatch)最成功的scada系统之一，由wincc系统组件建立的各种编辑器可以生成画面、脚本、报警、趋势和报告，即使是最基本的wincc系统，也能提供生成复杂可视化任务的组件和函数。wincc是一个模块化的自动化软件，可以灵活地进行扩展，可应用在办公室和机械制造系统中。从简单的工程应用到复杂的多用户应用，从直接表示机械到高度复杂的工业过程图像的可视化监控和操作。wincc在开放式编程接口的基础上开发了范围广泛的选件和附件，使之能够适应各个工业领域不同工业分支的不同需求。5.1 变量组态 如果wincc资源管理器中的“变量管理器”处于关闭状态，则必须先双击，将其激活，然后用鼠标右键点击“内部变量”，在弹出的菜单中，点击“新建变量”，在“变量属性”对话框中，将变量命名为“tanklevel”，从数据类型列表中，选择“无符号的16位数”，然后点击“确定”即可。在“变量属性”对话框中，单击“选择”按钮，打开“地址属性”对话框，从变量的数据区域列表框中，选择数据区域“位存储器”，检查地址类型是否为“字”，设置mw“0”。图5.1 变量组态界面5.2 画面组态在wincc资源管理器中，右击“图形编辑器”，在弹出的菜单中，单击“新建画面”选项，选择新建画面，系统默认画面名为“newpdl.pdl”（pdl为画面描述文件），右击“newpdl.pdl”，在弹出的菜单中，单击“重命名画面”选项，如图所示 图5.2 wincc 资源管理器图5.3 画面组态界面5.3 变量连接 实时数据库是更为重要的一个组件，随着pc处理能力的增强，实时数据库更加充分地体现了组态软件的长处。实时数据库可以存储每个工艺点的多年数据，用户既可以测览工厂当前的生产情况，又可以了解过去的生产情况。 通信及第三方程序接口组件是系统开放的标志，是组态软件与第三方程序交互及实现远程数据访问的重要手段之一。它主要有三个作用: 1）用于双机冗余系统申，主机与从机之间的通信。 2）用于构建分布式hmi/scada应用时多机间的通信。3）在基于internet或browser/server(b/s)应用中实现通信功能。 组态软件通过i/o驱动程序从现场i/o设备获得实时数据，对数据进行必要的加工后，一方面以图形方式直观地显示在计算机屏幕上，另一方面按照组态要求和操作人员的指令将控制数据送给i/o设备，对执行机构实施控制或调整控制参数。 对已经组态的历史趋势的变量存储历史数据，对历史数据检索请求给予响应。当发生报警时及时将报警以声音、图像的方式通知给操作人员，并记录报警的历史信息，以备检索。下图直观地表示出了组态软件的数据处理流程图5.4 组态软件的数据处理流程基于wincc和s7-200的温度测控系统 程序调试6 程序调试 程序编写完之后，开始进行仿真，先在step-7中运行程序，通过db1进行监视变量，将db1中的man_on改成false，然后修改设定值进行监视。6.1 plc程序调试方法与结果 将设计好的程序写入plc后，首先逐条仔细检查，并改正写入时出现的错误，完成上述的工作后，将plc安装在控制现场进行联机总调试，在调试过程中将暴露出系统中可能存在的传感器、执行器和硬接线等方面的问题，以及plc的外部接线图和梯形图程序设计中的问题，应对出现的问题及时加以解决。如果调试达不到指标要求，则对相应硬件和软件部分作适当调整，通常只需要修改程序就可能达到调整的目的。全部调试通过后，经过一段时间的考验，系统就可以投入实际的运行了。此次实验在调试过程中没有遇到太大的问题，只是程序中在编写地址的时候会出现一些小问题，但最终结果还是比较好的，运行正常。6.2 wincc组态调试方法与结果在控制面板中双击“设置pg/pc界面”。在“应用程序的访问点”域中，选择“mpi (wincc)”。在“使用的界面参数”域中选择“”。启动应用程序step 7： 启动simatic管理器，启动plcsim ，打开要模拟的项目或组态一个项目。 在项目中添加一个os。 在plcsim中加载项目。 启动wincc并创建一个新项目或打开已有的项目。 在wincc中添加“simatic s7 protocol suite”到变量管理器。 在mpi下添加一个新连接。 右击该连接然后选择“属性”。 点击“属性”按钮。 在“连接”标签中指定mpi地址和已在step 7中组态好的cpu的插槽。 确认所做的指定。 激活wincc项目。 进入“开始 simatic wincc 工具 通道诊断”。在“通道连接”下可以显示连接的状态。 如果连接没能设好：在wincc资源管理器中的“系统参数 - mpi 单元”中，启用选项“自动设置”。 在“系统参数 - mpi 通道”中，取消“使用plc的循环读取服务”选项。 运行wincc，修改设定值“sp”，观察测量值“pv”,和输出值“mv”的变化，并核对趋势控件的曲线是否符合。基于wincc和s7-200的温度测