地源热泵空调系统的设计

1、河北工程大学毕业设计 摘 要本论文介绍了地源热泵空调系统的设计并详细地介绍了地源热泵空调系统用Wincc组态监控的过程。地源热泵空调充分利用了自然环境的资源, 比恒温恒湿空调机组节能、环保。充分利用了控制系统的资源, 集管理、测控于一体, 结构紧凑, 性能可靠。具有较高的性能价格。地源热泵空调监控系统由数据管理级、监控管理级、曲线显示级和过程控制级四个控制级组成计算机控制系统。该系统接收到PLC处理的数据，各数据涉及到冬季和夏季两个时间段的温度、流量、压力等多个信号。系统对各种信号的采集处理通过软件Wincc的组态监控可以直观的观察到各信号的曲线变化、得到数据的实时报告和整个系统的动态仿真效果

2、。关键词：地源热泵,WinCC,组态软件 AbstractThis paper describes the design of ground source heat pump system and detailed description of the simulation of ground source heat pump systems Wincc process. Ground source heat pump take full advantage of the resources of the natural environment, environmental protectio

3、n and energy saving than the constant temperature and humidity air conditioning units. Make full use of the resources of the control system, set management, monitoring and control in one compact, reliable performance. A high level of property and price.Ground source heat pump monitoring system consi

4、sts of the data management level, monitoring and management level, the curve of level and process control level four control level computer control system. The system receives, flow, pressure and other signals. System for a variety of signal acquisition intuitive observation by the software Wincc th

5、e simulation can signal curve, real-time data reporting and the whole system dynamic simulation results. KEYWORDS: ground source heat pump，Wincc ,Configuration software48摘 要IAbstractII第一章 序言11.1 研究背景11.2 地源热泵概述11.3 地源热泵空调监控系统的分析11.4 国内研究现状2第二章 计算机监控组态软件42.1 计算机监控组态软件介绍42.1.1 组态软件的功能42.1.2 组态软件的组成52.

6、2 各组态软件的介绍62.2.1 国内外相关组态软件简要介绍62.2.2 组态软件Wincc的选择62.2.3 WinCC组态软件简要介绍72.2.4 WinCC的系统构成72.2.5 WinCC主要性能特点8第三章 基于Wincc地源热泵空调系统实验装置103.1 启动WinCC103.2 建立一个新项目mylab103.2.1 建立mylab项目的步骤如下103.2.2 组态变最113.2.3 建立内部变量123.3 创建过程画面143.3.1 建立过程画面143.3.2 编辑画面143.4 输出过程值归档193.4.1 创建趋势图193.4.2 设置趋势图193.4.3 建立表格窗口20

7、3.4.4 设置表格控件223.4.5 设置运行系统加载变量记录运行系统223.4.6 测试画面223.5 组态报警243.5.1 报警记录编辑243.5.2 启动报警记录的系统向导243.5.3 组态报警消息和报替消息文本253.5.4 组态报警消息的颜色263.6 使用变量模拟器273.7 运行工程283.8 打印作业283.8.1 组态报警消息顺序报表283.8.2 组态变量记录运行报表32第四章 地源热泵空调系统的监控软件使用介绍384.1 启动软件384.2 进入软件编辑界面404.3 软件操作40参考文献44致谢45第一章 序言1。1 研究背景21世纪人类面临的最大挑战就是能源和环

8、境问题，这直接导致了可持续发展问题的提出，实现可持续发展是世界各国共同面临的重大和紧迫任务，已经成为指导人们生产和生活的重要理论。所谓可持续发展，就是指既满足当代人需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。可持续发展理论已经被世界各国所接受，它必然成为指导当前空调技术发展的理论。因此，空调技术的发展必须走可持续发展的道路。适应可持续发展的要求，面对臭氧层耗减和全球温暖化进程加剧所造成的日益严峻的全球环境问题，在满足人们健康、舒适要求的前提下，合理配置资源，优化能源结构，可持续开发利用可再生能源，减少常规能源消耗，对于缓解日益紧迫的资源与环境压力，显得尤为迫切和重要。适应这一要求，作为空

9、调冷热源中能源转换效率最高的热泵应用技术，正受到人们的日益重视和关注。近年来，在欧美等一些西方发达国家土壤源热泵已经被广泛的应用，目前，已经进入成熟的商品化和市场化阶段1。在国内，土壤源热泵技术的研究和应用也日益广泛和深入，由于其具有节能、环保和高效的特性，已经成为国内暖通界研究的热点和焦点问题。1。2 地源热泵概述地源热泵是一种利用浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调设备。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低温位热能向高温位热能转移。地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供

10、给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。通常地源热泵消耗1kWh的能量，用户可以得到4kWh以上的热量或冷量。1。3 地源热泵空调监控系统的分析 地热能空调监控系统的工作过程是监控一个不断进行能量转换以及热交换的过程。监控其制冷运行状态是：在冷冻水循环系统中,在冷冻泵（风机侧循环泵）的作用下冷冻水流经蒸发器，在蒸发器进行热交换，被吸热降温后（7C）被送到终端风机盘管，冷冻水吸收空调室内空气的热量升温后（12C），再由冷冻泵（风机侧循环泵）送到蒸发器形成闭合循环。在冷却水循环系统中,在冷却泵（机组侧循环泵）的作用下冷却水流经冷凝器，在冷凝器吸热升温后（37C）被送到热交换器与地能换

11、热后（32C），由冷却泵（机组侧循环泵）送到冷凝器，形成循环，热交换器经过地源侧循环泵不断地把热量带到地下。 监控其制热运行状态是：在冷却水循环系统中,在冷却泵（风机侧循环泵）的作用下冷却水流经冷凝器，在冷凝器吸热升温后（37C）被送到终端风机盘管，在室内换热后（32C）再由冷却泵（机组侧循环泵）送到冷凝器，形成循环。在冷冻水循环系统中,在冷冻泵（机组侧循环泵）的作用下冷冻水流经蒸发器，在蒸发器进行热交换，被吸热降温后（7C）被送到热交换器与地能换热后（12C），再由冷冻泵（机组侧循环泵）送到蒸发器形成闭合循环，热交换器经过地源侧循环泵不断地把冷凉量带到地下。 在这个监控循环过程中，压缩机是输

12、送气体和提高气体压力的一种从动的流体机械。是空调系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷制热循环提供动力。如果压缩机一直满负荷运行，这样就浪费了大量的电能，而且还使室内外温差波动大，影响人们的健康。 运用变频控制技术2，可根据环境温度调节压缩机的转速，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度，并在低转速、低能耗状态 下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果。 因此，实施对压缩机自动控制监控是地源热泵空调系统节能及自动控制的重要组成部分3。根据以上分析,结合运行特征，利用变频器、PLC、模拟量输入输出模块、

13、温度传感器等组成温差闭环自动控制。1。4 国内研究现状国内在土壤源热泵监控方面的研究，主要体现在对热泵机组或者单个部件的数据监控组态，也开始了热泵机组与埋地换热器藕合的数据采集研究。周伟8等提出了水一水热泵机组冷凝器的监控稳态组态系统，根据制冷剂的3种可能的存在状态将冷凝器的换热分为3个串联换热器的换热监控，该系统9可模拟监控出冷凝器内温度分布和换热量。周亚素等10监控了热泵机组各部件参数之问的相互关系和运行特征，提出了一种动态集中参数法,建立了可快速准确地模拟热泵机组动态过程的数学模型11。杨昭等12在热泵监控系统仿真模型的基础上，结合典型建筑物的全年负荷预测，提出了热泵系统全年季节性能优化

14、的理念，定义了热泵全年性能系数APF，并以此为优化目标函数，换热器面积比为优化变量。赵鹏程等13对应用混合工质的地热热泵机组建立起监控仿真模型14，预测系统的曲云霞等15采用确定性模型法建立了热泵机组的监控模拟系统，然后通过能量和质量守恒方程式建立了系统动态藕合模型16。 刘春燕17用稳态分布参数法建立了土壤源热泵装置各部件的监控数学模型，用UB语言开发了模拟软件，并在冬季工况下进行了实验研究。朱慧郭晓鹏18利用监控技术，建立了地源热泵系统整体的监控稳态模型，分析研究了变工况条件下不同运行参数对地源热泵系统性能的影响。汪洪军18、王胜贤19利用机理建模方法建立起内热源理论藕合地上水源热泵机组以

15、及房问负荷的动态数学模型，并引入模糊智能控制方法，采用Matlab/simulink搭建系统模型，开展了土壤源热泵系统智能控制的动态运行仿真。第二章 计算机监控组态软件2。1 计算机监控组态软件介绍 计算机监控系统的计算机操作系统使用最常见的Windows XP系统，组态软件是数据采集监控系统SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)的软件平台工具，是工业应用软件的一个组成部分。它具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大。组态软件由早先单一的人机界面向数据处理机方向发展，管理的数据量越来越大。随着组态软件自身以及控制系统的发展，监控组态软件

16、部分地与硬件发生分离，为自动化软件的发展提供了充分发挥作用的舞台。 OPC(OLE for Process Control)的出现，以及现场总线尤其是工业以太网的快速发展，大大简化了异种设备间互连，降低了开发I/O设备驱动软件的工作量。I/O驱动软件也逐渐向标准化的方向发展。 实时数据库的作用进一步加强。实时数据库是SCADA系统的核心技术。从软件技术上讲，SCADA系统的实时数据库，实质上就是一个可统一管理的、支持变结构的、支持实时计算的数据结构模型。在实时数据库技术中，还有对工业标准的支持(如OP规范等)，对分布式计算的支持和对实时数据库系统冗余的支持等等。 社会信息化的加速是组态软件市场

17、增长的强大推动力。在最终用户的眼里，组态软件在自动化系统中发挥的作用逐渐增大，甚至有的系统就根本不能缺少组态软件。其中的主要原因是软件的功能强大，用户也存在普遍的需求，广大用户逐渐认识了软件的价值所在。社会信息化的加速是组态软件市场增长的强大推动力。在最终用户的眼里，组态软件在自动化系统中发挥的作用逐渐增大，甚至有的系统就根本不能缺少组态软件。其中的主要原因是软件的功能强大，用户也存在普遍的需求，广大用户逐渐认识了软件的价值所在。2。1。1 组态软件的功能常见的组态软件一般都有以下基本功能：1。 组态软件的控制功能伴随着以工业PC为核心的自动控制技术的日趋完善和工程技术人员使用组态软件水平的不

18、断提高，用户对组态软件的要求已不像过去那样主要侧重于画面，而是要考虑一些是指性的应用功能，如软PLC功能，先进性过程控制策略等。2。 组态软件的开放性功能随着管理信息系统和计算机集成制造系统的普及，生产现场数据的应用已经不仅仅局限于数据采集和监控。在生产制造过程中，需要现场的大量数据进行流程分析和过程控制，以实现对生产流程的调整和优化。现有的组态软件对大部分这些方面需求还只能以报表的形式提供，或者通过开放式数据库连接技术将数据导出到外部数据库，以供其他业务系统的调用。可以预见，组态软件与管理信息系统或领导信息的集成必将更加紧密，并很可能以实现数据分析与决策功能的模块形式在组态软件中出现。3。

19、数据采集功能大多数组态软件提供多种数据采集程序，用户可以进行应用配置。相关驱动程序由组态软件开发商提供，或者由用户按照某种组态软件的“接口规范”编写。4。 组态环境的扩展功能扩展功能是指组态软件提供了在不改变原有系统的情况下，向系统内增加新功能的能力，这种增加的功能来自组态软件来自组态软件开发商，第三方软件提供商或者用户自身开发。增加功能最常用的是ActiveX组件的应用，目前部分组态软件能提供完备的ActiveX组件引入功能，并实现引入对象在脚本语言中访问。5。 对Internet的支持功能现代企业的生产已经趋于国际化，分布式的生产方式。Internet将是实现分布式生产的基础。组态软件能否

20、从原有的局域网运行方式跨越到支持Internet，是摆在所有组态软件开发商面前的一个重要课题。6。 脚本语言编写功能脚本语言是扩充组态系统功能的重要手段。大多数组态软件提供了脚本语言的支持。具体的实现方式可分为三种：一是内置的类C/Basic语言：二是采用微软公司的VB的编程语言：三是有少数组态软件采用面向对象的脚本语言。2。1。2 组态软件的组成组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，他们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境。使用灵活的组态方式，为用户提供快捷构建工业自动控制系统监控功能的通用层次的软件工具。组态软件通常由图形组态软件，数据变量管理组件，设备管理组件，系统设置

21、组件与其他组件构成。不同的组态软件各种组件的表现形式不同，但其基本功能作用是相同的。1。 图形组态组件图形组态组件也称为画面开发系统，借助画面开发系统，可以完成工业现场生产过程的各种工艺过程人机界面的图形组态。2。 数据变量管理组件数据变量管理组件也称为实时数据库系统。实时数据库是组态软件中更为重要的一个组件。借助画面开发系统，可以完成工业现场生产的过程的各种工艺过程人机界面的组态图形。3。 设备管理组件设备管理组件完成组态软件与相关下层控制设备的通信组态设备，如与PLC，智能仪表，各种数据采集板卡的连接等。设备管理组件同样是组态软件中必不可少的组成部分。4。 系统设置组件系统设置组件通常完成

22、系统运行过程中的相关设置，如系统启动画面设置，用户设置，密码设置等功能。5。 其他组件其他组件包括网络设置，第三方接口程序设计等，不同的组态软件有着不同的特殊配置。2。2 各组态软件的介绍2。2。1 国内外相关组态软件简要介绍当今国内外流行的组态软件主要有以下几种：1。组态王 组态王软件是国家第一家较有影响力的组态软件开发公司产品。组态软件提供了资源管理器式的操作界面，并提供了以汉字作为关键字的脚本语言支持。组态软件也提供多种硬件驱动程序。2。Citech组态软件 Cit公司的Citech组态软件具有简洁的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序员，而不是工控用户Citech的组态软件脚本语言并

23、非是面向对象的，而是类似于C语言。3。FIX组态软件 美国Intellution公司一FIX组态软件起家，1995年被爱默生集团收购，成为爱默生集团的全资子公司 Fix6。x软件提供工控人员熟悉的概念和操作界面，并提供完备的驱动程序。4。WinCC组态软件 德国西门子的WinCC组态软件也是一套完备的组态开发环境，西门子公司提供类C语言的脚本，包括一个调试环境。WinCC组态软件内嵌OPC支持，并可对分布式系统进行组态。5。In Touch组态软件 在20世纪80年代末初，基于window3。1的In Touch6组他软件给工业自动化监控系统带来了升级，In Touch组态软件提供了丰富的图库

24、，早期的In Touch组态软件采用动态数据交换方式与驱动程序通信，性能较差，最新的InTouch7。0版已经完全基于32位的Windows平台，并且提供了OPC支持。2。2。2 组态软件Wincc的选择西门子公司(Siemens)的工业组态软件WinCC(Windows Control Center)为开发适合现代化控制要求的系统提供了一个方便可靠、开放性好、功能强大的软件平台。WinCC是采用了最新的32位技术的过程监控的软件，具有良好的开放性和灵活性。无论是单用户系统，还是多用户系统，WinCC均是较好的选择。WinCC监控软件提供了友好的操作界面，用户可根据需要形成操作画面、监控画面、

25、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线和打印报表等，因而在各行各业得到广泛的应用6。基于WinCC的以上优点，本设计选择WinCC组态软件来完成。2。2。3 WinCC组态软件简要介绍工业组态软件Simatic WinCC是德国西门子公司和微软共同开发的软件系统，是世界上第一个集成的人机界面(HMI)软件系统，是结合西门子在过程自动化领域中的先进技术和微机软件强大功能的产物6。它真实地将工厂控制软件集成到过程自动化中。WinCC将Windows NT应用程序的现代体系结构和使用方便的图形设计程序集合在一起，可以很方便地生成人机界面，建立完整的过程监控解决方案。各系统集成商还可以用WinCC作为其

26、系统的扩展基础，通过开放接口开发自己的应用软件。 WinCCV6。0采用标准Microsoft SQL Server 2000(WinCC V6。0以前版本采用Sybase)数据库进行生产数据的归档，同时具有Web浏览器功能，可使经理、厂长在办公室内看到生产流程的动态画面，从而更好地调度指挥生产，是工业企业中MES和ERP系统首选的生产实时数据平台软件。2。2。4 WinCC的系统构成WinCC基本系统是很多应用程序的核心，它包含以下九大部件7：(1)变量管理器变量管理器(tag management)管理WinCC中所使用的外部变量、内部变量和通讯驱动程序。图形编辑器图形编辑器(graphi

27、cs designer)用于设计各种图形画面并使其动态化。在WinCC的图形编辑器中用户将在组态模式中用各种工具和对象生成图形画面，可以用包含在对象和样式选项板中的众多的图形对象来创建过程画面，可以通过动作编程将动态添加到单个图形对象上，向导提供了自动生成的动态支持并将他们链接到对象，用户同时可以在库中存储自己编程的图形对象。报警记录报警记录(alarm logging)负责采集和归档报警消息。变量归档变量归档(tag logging)负责处理测量值，并长期存储所记录的过程值。报表编辑器报表编辑器(report designer)提供许多标准的报表，也可以设计各种格式的报表，并可按照预定的时间

28、进行打印。全局脚本全局脚本(global script)是系统设计人员用ANSI-C及Visual Basic编写的代码，以满足项目的需要。文本库文本库(text library)编辑不同语言版本下的文本消息。用户管理器用户管理器(user administrator)用来分配、管理和监控用户对组态和运行系统的访问权限。交叉引用表交叉引用表(cross-reference)负责搜索在画面、函数、归档和消息中所使用的变量函数、OLE对象和ActiveX控件。2。2。5 WinCC主要性能特点WinCC具有以下性能特点:创新软件技术的使用。WinCC是基于最新发展的软件技术。西门子公司与Micro

29、soft公司的密切合作保证了用户获得不断创新的技术。包括所有SCADA功能在内的客户机/服务器系统，即使最基本的Wincc系统仍能够提供生成复杂可视化任务的组件和函数，生成画面、脚本、报瞥、趋势和报表的编辑器由最基本的WinCC系统组件建立。可灵活裁剪，由简单任务扩展到复杂任务。Wincc是一个模块化的自动化组件，既可以灵活地进行扩展，从简单的工程到复杂的多用户应用，又可以应用到工业和机械制造工艺的多服务器分布式系统中。众多的选件和附加件扩展了基本功能。已开发的、应用范围广泛的、不同的Wincc选件和附加件，均基于开放式编程接口，覆盖了不同工业分支的需求。使用Microsoft SQL Ser

30、ver 2000作为其组态数据和归档数据的存储数据库5，可以使用ODBC,DAO,OLE-DB,Wincc OLE-DB和ADO方便地访问归档数据。强大的标准接口(如OLE和OPC)。WinCC提供OLE,DDE,ActiveX,OPC7服务器和客户机等接口或控件，可以很方便地与其他应用程序交换数据。使用方便的脚本语言。WinCC可编写ANsl一C和Visual Bic脚本程序。开放API编程接口可以访问WinCC的模块。所有的WinCC模块都有一个开放的C编程接口(C一AP)。这意味着可以在用户程序中集成WinCC的部分功能。具有向导的简易(在线)组态。WinCC提供了大量的向导来简化组态工

31、作。在调试阶段还可进行在线修改。可选择语言的组态软件和在线语一言切换。WinCC软件是基于多语言设计的。这意味着可以在英语、德语、法语以及其他众多的亚洲语言之间进行选择，也可以在系统运行时选择所需要的语言。提供所有主要PLC系统的通讯通道。作为标准，Wincc支持所有连接SIMATIC S5/S7/505控制器的通讯通道，还包括PROFIBUS DP,DDE和OPC等非特定控制器的通讯通道。此外，更广泛的通讯通道可以由选件和附加件提供。 与基于PC的控制器SIMATIC WinAC紧密接口，软/插槽式PLC和操作、监控系统在一台PC机上相结合无疑是一个面向未来的概念。在此前提下，WinCC和W

32、inAC实现了西门子公司基于PC的、强大的自动化解决方案。全集成自动化TIA(Totally Integrated Automation)的部件。TIA集成了西门子公司的各种产品包括WinCC。WinCC是工程控制的窗口，是TIA的中心部件。TIA意味着在组态、编程、数据存储和通讯等方面的一致性。SIMATIC PCS7过程控制系统中的SCADA部件，如SIMATIC PCS7是TIA中的过程控制系统;PCS7是结合了基于控制器的制造业自动化优点和基于PC的过程工业自动化优点的过程处理系统(PCS)。基于控制器的PCS7对过程可视化使用标准的SIMATIC部件。WinCC作为PCS7的操作员站

33、。符合FDA 21 CFR Part 11的要求。集成到MES和ERP中。标准接口使SIMATIC WinCC成为在全公司范围IT环境下的一个完整部。这超越了自动控制过程，将范围扩展到工厂监控级，为公司管理MES(制造执行系统)和ERP(企业资源管理)提供管理数据。第三章 基于Wincc土源热泵空调系统实验装置 3。1 启动WinCC 启动WinCC，单击“开始”SIMATICWinCCWindows Control Center 6。0菜单项,如图3-1所示。 图3-1 启动Wincc3。2 建立一个新项目mylab3。2。1 建立mylab项目的步骤如下选择“单用户项目”。并单击“确定”按

34、钮。在“新项目”对话框中输人mylab作为项目名。并为项目选择一个项目路径。如有必要可以对项目路径重新命名;否则。将以项目名作为路径中最后一层文件夹的名字。打开WinCC资溉管理器如图3-2所示，实际窗口内容根据配置情况有细微差别。窗口的左边为浏览窗，包括所有已安装的WinCC组件，有子文件夹的组件在其前面标有符号“+”。单击此符号可披示此组件下的子文件夹。窗门右边显示左边组件或文件夹所对应的元件。 图3-2 Wincc资源管理器3。2。2 组态变最添加一个通讯驱动程序。右击浏览窗口中的“变量管理”，在快捷菜单中选择“添加新的驱动程序”。菜单项如图3-3所示 图3-3 添加一个通讯驱动程序在“

35、添加新的驱动程序”对话框中，选择一个驱动程序。例如选择SIMATIC S7 Protocol Smte。chn，并单击“打开”按钮，所选择的驱动程序将显示在变量管理的子目录下。单击所显示的驱动程序前面的“+”。将显示当前驱动程序所有可用的通道单元。通道单元可用于建立与多个自动化系统的逻辑连接。逻辑连接表示与单个的，己定义的自动化系统的接口。右击MPI通道单元。在快捷菜单中选择“新驱动程序的连接”菜单项，在随后打开的如图3-4所示的“连接属性”对活框中输入PLC1作为逻辑连接名，单击“确定”按钮。 图3-4 建立一个逻辑连接 3。2。3 建立内部变量如果WinCC资称管理器“变里管理”节点还没有

36、展开，可双击“变最管理”子目录。右击“内部变量”图标，在快捷菜单中选择。“新建变量”菜单项。如图3-5所示。 图3-5 建立内部变量在“变量属性”对话框中。将变量组命名为Tanks（Tank1、Tank2、Tank3、Tank4、Tank5、Tank6、Tank7、Tank8、Tank9、Tank10、Tank11）和变量ll1,ll2,ll3,yl1,yl2,yl3。在数据类型列表框中，选择数据类型为“无符号16位数”,单击“确定”按钮。确认输人。如图3-6所示所建立的所有变量显示在WinCC项目管理器的右边窗口中。 图3-6 内部变量的属性建立过程变量在建立过程变量前，必须先安装一个通讯驱

37、动程序和建立一个逻辑连接。在前面已建立了一个命名为PLC1的逻辑连接。单击“变量管理”SIMATIC S7 PROTOCOL SUITEMPI前面的“+”，展开各自节点，右击出现的节点PLC1，在快捷菜单中选择“新建变量”菜单项，如图3-7所示。 图3-7 建立一个过程变量在“变量属性”对话框中给变量命名，并选择数据类型。WinCC中的数据类型有别于PLC中使用的数据类型,如有需要可在“改变格式”列表框中选择格式转换。 必须给过程变量分配一个在PLC的对应地址,地址类型与通讯对象相关。单击地址域旁边的“选择”按钮。打开“地址属性”对话框。如图3-8所示。 图3-8 过程变量的属性对话框在过程变

38、量的“地址属性”对话框中，选择数据列表框中过程变量所对应的存储区域。地址列表框和编辑框用于选择详细地址信息。单击“确定”按钮。关闭“地址属性”对话框。单击“确定”按钮，关闭“变量属性”对话框。3。3 创建过程画面3。3。1 建立过程画面右击WinCC资源管理器的图形编辑器。从块捷菜单中选择“新建画面”菜单项，将创建一个名为New Pdl0。pdl的画面。并显示在WinCC资源管理器的右边窗门中。右击此文件，从快捷菜单中选择“重命名画面”菜单项，在随后打开的对话框中输人T1。重复上述步骤创建其他5个画面，命名为T2，报表，报警，曲线，process。双击画面名称，process打开图形编辑器编辑

39、画面。3。3。2 编辑画面在画面中将创建一下对象：管道，蓄水池，温度计，压力计，流量计，静态文本，按钮，泵。第一步:组态一个按钮对象，系统运行时按下此按钮使画面切换到另一个画面。 在图形编辑器中选择对象选项板上的窗口对象，单击窗口对象前面的“十”，展开窗口对象。选择“按钮”。将鼠标指向画图区中放置按钮的位置，拖动至所需要的大小后释放出现“按钮组态”对话枢。在“文本”的文本框中输入文本内容，输入“返回”单击对话框底部的图标,打开“画面”对话框，选择需要切换的画面，如下图所示。关闭对话框，并单击工具栏上的按钮保存画面。 图3-9 组态画面中的按钮第二步:将在画面上组态管道，蓄水池，温度计，压力计，

40、流量计，静态文本，按钮，泵。选择菜单“查看”“库”或单击工具栏上的图标，显示对象库中的对象目录。双击“全局库”后显示全局库中的目录树，双击PlantElements,双击Tanks。单击对象库工具栏上的图标。可预览对象库中的图形单击Tank4。单击“全局库”PlantElementsValvesSmart Objects。选择管道放置在画面上单击“全局库”DisplaysMeters 选择表Meters1， Meters3放置在画面上选择对象Meters1对象并右击，从快捷莱单中选择“属性”菜单项。在“对象属性”窗口中选择“属性”选项卡，并单击窗口左边的UserDefined1。右击Proce

41、ss行上的白色灯泡。从快捷菜单中选择“变量”菜单项，如图3-10所示。在内部变量中选择变量yl1，白色的灯泡变绿如图3-11所示。右击Process行，“当前”列处显示“2秒”，从快捷菜单中选择”根据变化”菜单项，如图所示。默认的最大值10和最小值O表示压力最大和最小的状态值。 图3-10 选择过程变量1 图3-11 选择过程变量2 图3-12 选择更新周期单击“全局库”PlantElementspumps选择Pump001, Pump003放置在画面上。选择对象Pump001并右击，从快捷莱单中选择“属性”菜单项。在“对象属性”窗口中选择“属性”选项卡，并单击窗口左边的颜色背景颜色，右击选择

42、动态对话框，如图3-12所示。 图3-13 组态过程变量1事件名称栏选择变量，在表达式/公式栏中选择变量“启动”，数据类型栏选择“布尔型”， 表达式/公式的结果栏如图3-14所示。 图3-14 “动态值范围”对话框单击对象选项板智能对象棒图。将鼠标指向画图区中放置棒图的位置，拖动至所需要的大小后释放出现“属性”对话枢。右击过程驱动程序行上的白色灯泡，选择“变量” tank1，白色灯泡变成绿色如图3-15所示。右击过程驱动程序行。“当前”列处显示“2秒”，从快捷菜单中选择”根据变化”菜单项，如图3-16所示。 图3-15 选择过程变量 图3-16 选择更新周期3。4 输出过程值归档3。4。1 创

43、建趋势图在WinCC项目管理器中建立一个名为曲线图。pdl的图形文件，并用图形编辑器打开此图形文件。在“对象选项板”上选择“控件”选项卡，然后选择WinCC Online Trend Control控件。将鼠标指针指向绘图区中放置此控件的位置，拖动至满意的控件尺寸后释放。右击打开“WinCC在线趋势控件的属性”对话框，选择“常规”选项卡，输入“曲线图”作为趋势窗口的标题。选择“曲线”选项卡，输入“TE1”作为第一条曲线的名称。单击“选择归档/变量”框中的“选择”按钮，打开“选择归档/变量”对话框，选择归档ProcessValueArchive下的变量TE1，单击“确定”按钮，关闭“选择归档/变

44、量”对话框。单击“确定”按钮，关闭“WinCC在线趋势控件的属性”对话框。3。4。2 设置趋势图在第一步出现的“WinCC在线趋势控件的属性”对话框是一个快速配置对话框。它只包含“常规”和“曲线”两个选项卡。要对趋势控件进行配置，须双击“WinCC在线趋势控件”，打开如图3-17所示的属性对话框。 图3-17 增加曲线双击绘图区中的WinCC Online Trend Control对象，打开完整的“WinCC在线趋势控件的属性”对话框。选择“曲线”选项卡按钮，增加另一条曲线。选择刚刚建立的曲线“趋势2”将名称改为“ll1”。按第一步中的步骤，打开“选择归档/变量”对话框，从中选择变量ll1。

45、选择“常规”选项卡。在“显示”栏上选中“公共X袖”和“公共Y轴”复选框。选择“时间轴”选项卡。将“显示”栏的时间格式改为hh:mm:ss,将“选择时间”栏上的“因数”改为1，“范围”改为“1分钟”，如图3-18所示。 图3-18 设置时间轴选择“数值轴”选项卡，将“粗略定标”的值改为1，将“精细定标”的值改为0。5，将“小数位”的值改为1。“范围选择”栏下的“自动”复选框为“不选”，并将值改为0-10,如图3-19所示。单击“确定”按钮，完成趋势控件的设置。3。4。3 建立表格窗口WinCC也可以以表格的形式显示已归档变量的历史值。在“对象选项板”上选择“控件”选项卡。然后选择WinCC On

46、line Trend Control控件。鼠标指针指向绘图区中放置此控件的位置。拖动至满意的控件尺寸后释放。打开“WinCC在线表格控件的属性”对话框，选择“常规”选项卡。输入“报表”作为表格窗口的标题，并选中“显示”栏上的“公共时间列”复选框。选择“列”选项卡，将“列”改为“TE1”。单击“选择归档/变最” 栏中的“选择”按钮，打开“选择归档/变量”对话框。选择归档ProcessValueArchive下的变量TE1。单击“确定”按钮。关闭“选择归档/变量”对话框。单击按钮，增加一列将“列”改为“ll1”。类似第二步选择归档下ProcessValueArchive的ll1变量，如图3-20所

47、示。单击“确定”按钮。关闭“WinCC线表格控件的属性对话框。 图3-19 设置数值轴 图3-20 设置表格控件的列3。4。4 设置表格控件双击绘图区中的WinCC Online Trend Control对象，打开“WinCC在线表格控件的属性”对话框。选择“列”最后一个选项卡。将“时间显示”栏上的”格式”列表框中的值改为hh:mm:ss，将“数据显示”栏上的“小数位”文本框值改为1。在“选择时间”栏中，选中“时间范围”复选框。将“系数”改为l0，“范围”改为“1分钟”,设置如图3-21所示。 图3-21 设置时间列属性单击“确定”按钮，完成设置表格控件。单击图形编辑器工具栏上的按钮，保存当

48、前画面。3。4。5 设置运行系统加载变量记录运行系统在WinCC项目管理器的浏览窗口中，单击“计算机”按钮。右击右边数据窗口的计算机名称，从快捷菜单中选择“属性”菜单项。打开“计算机属性”对话框，选择“启动”选项卡。激活“变量记录运行系统”复选框，如图3-22所示。单击“确定”按钮，关闭“计算机属性”对话框。3。4。6 测试画面在图形编辑器中，单击工具栏上的图标，直接运行改画面。经过一段时间的延时后，这两个控件的运行结果如图3-23所示。 图3-22 激活“变量记录运行系统” 图3-23 运行结果3。5 组态报警3。5。1 报警记录编辑打开报警记录编辑器。在WinCC项目管理器左边的浏览窗口中

49、右击“报警记录”组件。从快捷菜单中选择“打开”菜单项。3。5。2 启动报警记录的系统向导系统向导可以自动地生成报警，简化了建立报警系统的方法。单击报警记录编辑器的主菜单“文件”“选择向导”，也可直接单击工具栏上的按钮，启动报警的系统向导。打开“选择向导”对话框中双击“系统向导”。打开“系统向导”对话框，单击“下一步”。在系统向导:选择消息块“对话框中，选中“系统块”中的“日期，时间，编号”，选中“用户文本块”中的“消息文本，错误位置”，对于“过程值块”选中“无”，如图3-24所示，选择完毕单击“下一步”。打开“系统向导:顶设置类别”对话框，选中“带有报警，故障和警告的类别错误(进入的确认)“，

50、如图3-25所示，单击“下一步”。最后出现的一个对话框是对前面所做选择的描述。如果想做修改可单击“返回”按钮;否则单击“完成”按钮。 图3-24 选择报警的消息块 图3-25 选择消息类型和类3。5。3 组态报警消息和报替消息文本在这一步中，将在报警记录编辑器的表格窗口，中组态消息。本例中建立3个报警消息。组态报警时将会用到所建立的变量TE1,ll1，yl1用系统向导建立的用户模块的长度默认为l0字节。为显示更多的内容。首先调整由系统向导建立的用。户文本块的长度。更改用户文本块中“消息文本”和“错误点”的文本长度。在报警记录编辑器的侧览窗口中单击“消息块”前面的图标。浏览窗口中单击“用户文本块

51、”。在数据窗口中右击“消息文本”。从快捷菜单。中选择“属性”菜单项。打开“消息块”对话框，更改“长度”文本框中的值为30，单击“确定”按钮，关闭对话框。在数据窗门中右击“错误点”。在打开的对话框中更改“长度”文本框中的值20。单击”确定”按钮，关闭对话框。组态第一个报警消息在表格窗口的第一行。双击“消息变量”列。在打开的对话框中选择变量TE1,并单击“确定”按钮。双击表格窗口第一行中的“消息位”列。输人值0并回车。值0表示当变量TE1从右边算起的第0位置位时，将触发这条报警。点击表格窗口的水平滚动条直到“消息文本”出现在窗口中。双击第一行的”消息文本” 列，输入文本内容为“温度过高”。组态第二

52、个报警消息在表格窗口的第一列。右击数字1。从快捷菜单中选择“添加新行”菜单项。双击第二行“消息变量”列，在打一的对话框中选择变量ll1并单击“确定”按钮。双击第二行的“消息位”列，输入值1，值1表示当变量ll1从右边算起的第1位置位时。将触发这条报警。双击第二行的“消息文木”列，输人文本内容为“流量过快”。组态第三个报警。 重复组态第二个消息的步骤。在“消息变量”，“消息文本”、”消息位”列分别输入yl1，压力过大，2。组态消息后的结果如图3-26所示。 图3-26 组态报警消息3。5。4 组态报警消息的颜色在运行系统中。不同类型消息的不同状态可以表示为不同的颐色，以便快速地识别出报瞥的类型和

53、状态。在浏览窗口中单击“消息类别”前的图标。单击消息类别“错误”，在数据脚口右击“报警”。在快捷菜单中选择“属性”菜单项。如上图所示。在打开的“类划”对话框中将组态不同报警状态的文本颜色和背景颜色，如下图3-27所示。在“类型”时话框的预览区单击“进入”（表示报警激活）。单击“文本颜色“按钮，在颜色选择对话框中选择希望的颜色，例如“白色”，单击“确定”按钮。单击“背景颜色”按钮，在颜色选择对话框中选择希望的背景颜色，例如”红色”单击“确定”按钮。在“类划”对话框的预览区中单击“离开”（表示报警消失）。用同样的方法选择报警消失时的文本颜色和背景颜色分别为“黑色”和“黄色”在“类型”对话框的预览区

54、中单击“确认的”。（表示报警激活且己破确认)。用同样的方法选择报警确认时的文本颜色和背景颜色分别为”白色”和”蓝色”。所组态的报警各状态颜色如图3-27所示。单击”确定”按钮。关闭“类型”对话框。 图3-27 组态报警颜色3。6 使用变量模拟器如果WinCC没有连接到PLC,而又想测试项目的运行状况，则可使用WinCC提供的工具软件变量模似器(WinCC Tag Simulator)来模拟变量的变化。单击Windows任务栏的“开始”并选择SIMATICWinCCTools菜单项，单击WinCC Tag Simulator，运行变量模拟器。注意只有当Wincc项目处于运行状态时。变童摸拟器才能正常地运行。在Simulator对话