2019年“西门子杯”中国智能制造挑战赛智能制造工程设计与应用类赛项：流程行业自动化方向

“西门子杯”中国智能制造挑战赛2019年“西门子杯”中国智能制造挑战赛智能制造工程设计与应用类赛项：流程行业自动化方向初赛练习注意事项一、工艺流程说明2019年反应器对象去除了预热器，增加了蒸汽加热管线。在反应初始阶段，反应器R101采用夹套蒸汽加热。之后反应放热强烈，反应器R101采用内盘管式水冷却。这部分的开车流程建议如下：（1）当反应器R101达到一定液位时，打开反应器R101夹套加热蒸汽管线阀门及凝结水管线阀门，夹套通入加热蒸汽使反应器物料升温诱发反应。（2）当反应物料达到活化温度后，关闭反应器R101夹套加热蒸汽管线阀门及凝结水管线阀门，停止进加热蒸汽。原料A、B在催化剂C作用下进行化学反应，生成产品D及副产物E，并放出大量热能。此外，以下对物料循环回收工艺也做简要说明：1、闪蒸罐罐顶部的阀门PV1102为抽真空阀，它的作用是在闪蒸罐未闪蒸前，提前通过真空泵P104与此阀门，将闪蒸罐内的压力降低到大气压下，如20-40kpa，然后就可以关闭。2、闪蒸罐顶部额阀门PV1101是用来回收闪蒸产生的A物料，当闪蒸罐开始闪蒸时，通过调节P104与此阀门，将闪蒸产生的以A物料为主的气相引入到冷凝器（此时冷凝器的冷却水应该打开），然后变成液相进入到冷凝罐，待冷凝罐建立液位后，通过循环泵打到混合罐内。3、因为PV1102与PV1101的作用与投用时间完全不同，因此不要同时打开这两个阀门。4、整个系统有一定的设计工艺与稳态要求，开车时，切记阀门开度大起大落，如一开始就把所有阀门开到最大，应当缓缓调节，慢慢提高负荷。5、综上，这部分的开车流程建议如下：（1）在开车开始阶段，提前通过真空泵P104与阀门PV1102，将闪蒸罐内的压力降低到大气压下，如20-40kpa，然后就可以关闭。（2）反应器进料，慢慢反应，温度上升，上升到一定温度（或反应器液位到一定高度），将反应器底部物料打入闪蒸罐，此时，可能还未闪蒸，随着温度的升高，开始闪蒸（表现为闪蒸罐的压力开始增大）。（3）当闪蒸罐开始闪蒸时，通过调节P104与阀门PV1101，将闪蒸产生的以A物料为主的气相引入到冷凝器（此时冷凝器的冷却水应该打开），然后变成液相进入到冷凝罐，待冷凝罐建立液位后，通过循环泵打到混合罐内。（4）一旦出现冷凝罐压力太大（往往是因为进入的物料没有冷凝或者冷凝不够，呈现气相），可以通过打开冷凝罐排气阀排气，回到常压后，再关闭。二、练习/比赛流程及SMPT1000软件操作（1）每组比赛总时间为3小时，进行比赛评分的时间为40分钟。（2）参赛队申请比赛后，边裁操作SMPT1000软件，打开参赛队对应的比赛工程，如下图所示：

（3）打开工程后，点击开始按钮，参赛队员点击自己的控制程序的开始按钮，比赛开始。如下图所示：（4）比赛40分钟到时后，SMTP1000软件会有如下提示：（5）点击“确定”按钮，点击SMPT1000的停止按钮。如下图所示：

（6）点击菜单中的“提交并查看结果”，如下图所示：（7）点击“提交并查看结果后”，弹出提示，如下图所示：（8）点击“是”，弹出输入参赛队编号对话框，如下图所示：（9）输入参赛队编号，队伍的唯一编号（官网个人主页中我的队伍：十位编号）。点击确定，弹出评分结果界面，如下图所示：（10）查看结果后，点击“输出到EXCEL按钮”，可以将结果输出到EXCEL文件，如下图所示：（11）选择文件保存的目录，将评分结果保存。（12）分赛区练习期间，按照上述流程，正确输入参赛队编号后，即可将本次练习的成绩上传到官网，官网参赛队主页可查看全国各队伍练习的成绩情况。

三、SMPT1000软件的更新1.分赛区比赛前，需要更新最新的SMPT1000程序，更新的时候，首先在控制面板里删除卸载原有的SMPT1000软件；然后点击新的安装包，选择自定义安装，在安装内容中，勾选SMPT1000，别的不要勾选，完成安装。（1）第一次安装原工控机上没有SMPT1000软件，直接点击新的安装包，选择自定义安装，选择安装目录（默认C:\ProgramFiles\），在安装内容中，勾选所有项，如下图所示，依次完成安装。（2）更新最新的SMPT1000程序更新的时候，首先在控制面板里删除卸载原有的SMPT1000软件。确保之前安装目录，如C:\ProgramFiles\下，已没有SMPT1000文件夹，如有，手动删除。然后点击新的安装包，选择自定义安装，选择安装目录（默认C:\ProgramFiles\），在安装内容中，勾选SMPT1000，别的不要勾选，如下图所示，然后完成安装。四、硬件组态常见问题硬件组态问题：1.Profibus总线组态的与实际设备不符。错误示例：例如实际设备使用的是plc的dp口，而硬件组态组的是mpi/dp口。正确操作：实际设备接的是dp口，组态就组dp；实际设备接的是mpi/dp口，组态就组mpi/dp口。。2.组态的pm125地址与实际不符。错误示例：例如实际设备上设置的pm125地址是07，而硬件组态组的地址是10。正确操作：实际设备的pm125地址是多少，硬件组态的地址就设为多少。3.组态的cpu与实际cpu不符。错误示例：例如实际设备为412-5的cpu，而硬件组态组的是412-3的cpu。正确操作：实际设备的cpu型号是多少，硬件组态就组同一型号的cpu。具体办法：在本硬件组态中cpu为414-5H，现场设备为412-5H。注：这里只是介绍更换CPU的方法，换别的类型CPU方法大致相同右键CPU，选择ReplaseObject…选择ReplaseObject…后会弹出可更换的CPU，选择412-5H选择完412-5HCPU后会弹出CPU的可选版本号选择需要的版本后会弹出确认更换的选项，点OK换完后硬件组态视图如图，CPU已更改为412-5H此时，CPU虽然已经换好了，但其程序文件夹的名字尚未更改，进入硬件组态界面点击编译，完成修改现在是已经修改好了的视图这个时候有些同学会问：那替换目录没有与现场相同的CPU怎么办？问得好，接下来我给大家介绍替换目录没有的CPU更换的方法注：这里只是介绍更换CPU的方法，换别的类型CPU方法大致相同此处为举例，现在我们组态的是412-5的CPU，现场是414-4H右键CPU，选择Delete弹出问你是否确认要删除CPU，点YES此处点yes此处问是否要删除组态，点yes此处问是否删除程序，点No删除完后视图，点编译发现原CPU中的程序在400站的外面，先暂时不管到硬件组态界面的右侧视图里找到与实际设备相符的CPU，这里是414-4H，将其拖拽到原来CPU在机架上的位置，会弹出地址设置以及总线选择，按你自己的需求填写地址，选上PROFIBUS总线选上PM125所在总线，点OK添加完CPU后如图，有的同学可能说这里没有网络连接的地方，这个这里不做介绍了，大家按照自己实际的设备组就行添加完CPU后的组件视图，细心的你可能会发现这里有两个S7程序文件夹提示：在接下来的两个步骤中你一定要注意删除的S7文件夹是哪一个，不要删错了哦有我们程序的文件夹并未在CPU目录下面，这个时候不要慌张；我们把CPU目录下的S7程序文件夹删除后，再把我们前面写的S7程序文件夹拖进CPU目录下就行了到了这一步，细心的你可能又会发现，S7程序还是有两个，而且CFC,SFC都成了两个，这个时候我们只需要保留CPU目录下的S7程序就行，将CPU外面的S7程序文件夹删除就行这时候你就会发现cfc，sfc也变成了一个到这里，换CPU的方法已经介绍完了，我相信你已经掌握了更换CPU的技巧啦。4.pm125内模块添加的顺序有误。正确操作：组态pm125内部数据模块时，应按照如下顺序添加，DIAIDOAO。5.使用cp模块实现通讯时（将网线连接在调试计算机和CP模块之间），硬件组态未组态CP模块或组态的型号与实际设备不一致。正确操作：按照使用的实际CP模块组态CP模块即可。网卡设置问题：通讯方式的选择应与硬件组态一致6.当使用IP通讯时，应选择TCP/IPRealtekPCIe……通讯方式，并将调试计算机的IP地址设为同一网段的IP。使用IP通讯还有一点要注意的是，PLC的cpu模块上有网口，CP模块上也有网口，连接网线时应与硬件组态的设置一致。（硬件组态组的是CPU上的PN/IO，则实际的网线要与CPU的网口相连；若组的是CP模块上的PN/IO，则实际的网线要与CP模块上的网口相连）。7.当使用MAC地址通讯时，应选择网线的ISORealtek……通讯方式。使用MAC通讯时，网线连接在CP与调试计算机之间。PM125通讯块影响通讯问题：可能原因：（1）pm125通讯块编写有误。（2）pm125通讯块未在CFC中进行调用。（3）pm125通讯块调用后未下载CFC。8.按下SMPT-1000仿真软件运行按钮，发现PM125左下角TX灯与RX灯都不闪烁，列出可能的故障原因以及如何处理，至少列出三种。RX灯不闪烁，TX灯肯定也不闪烁；而RX灯只与仿真对象这一侧有关，所以先解除RX灯的故障，可能的原因有：（1）PROFIBUSDP通讯软件未运行或异常退出了；（2）PROFIBUSDP通讯软件设置不正确：串口号、模块类型等；（波特率不对，RX灯也会闪）（3）工控机背面串口连接松动，导致信号中断；（4）PM125被误操作后显示“AD”或“CF”字样，不显示数字地址，因而未处于工作状态；（5）PM125下方接线端子松动；处理：原因（4），在PM125上有个黑色圆形按钮，通过连续按或长按可让PM125显示在“AD”、“CF”和地址之间跳变。9.PCS7软件操作：进行硬件组态下载时，弹出对话框显示无法与模块建立连接，请写出你的处理步骤。出现这种问题大部分是因为PG/PC接口设置问题，处理步骤如下：（1）查看“PG/PC”接口设置的是否是TCP/IP或者ISO方式中的一种。（2）如果是先用“Editethernet”扫描一下看能否找到相连的CPU或者CP节点。若能，则检查硬件组态里设置的是IP还是MAC，是否与PG/PC接口的一致。若不能，检查一下网络连接是否正常、更换一下CPU或者CP上的网口等。（3）如果不是，设置的PG/PC接口是“PCInternal(Local)”，则需要先进行PCStation的下载；或者将PG/PC接口改为ISO方式即可。10.PCS7硬件组态下载完成后，CPU上报“EXTF”故障灯，且“BUS1F”故障灯闪烁，请写出可能的故障原因以及如何处理，至少列出三种。“BUS1F”故障灯闪烁表明是总线故障，在初赛时，肯定是和PM125的通讯故障，此时观察PM125，左上角“PBF”红灯肯定亮起。可能的原因：（1）PM125的PROFIBUSDP地址组态不正确；（2）PM125组态的DP网络与实际的不一致；（3）PM125的DP插头松动或者CPU一侧的插头松动；排除上述故障后，“BUS1F”故障灯熄灭，“EXTF”故障灯也应熄灭。若“EXTF”故障灯仍未熄灭，只要CPU“RUN”指示灯为绿色仍可正常运行。11.PCS7硬件组态下载后，CPU未报故障灯，但是在硬件组态界面内进行通讯测试时未收到数据，列出可能的原因，至少列出三种。CPU未报故障灯，表明硬件组态正确，而通讯测试时未收到数据，可能的原因：（1）最主要的是看PM125的RX灯是否闪烁，若不闪，则原因见第三题。（2）若RX灯闪烁，看看被控对象发出的数据是否有不为0的数据；若全为0，则会造成未收到数据的假象。（3）PROFIBUSDP配置软件的波特率设置也可能不正确。（4）PM125的输入输出IO组态有问题。12.PCS7硬件组态下载后，CPU未报故障灯，且在硬件组态界面内进行通讯测试时可收到数据，但发出的数据，SMPT-1000软件却未收到，列出可能的原因，至少列出三种。CPU未报故障灯，且测试时能收到数据，说明硬件、PROFIBUSDP设置肯定是没有问题的，但PCS7发出的数据，SMPT-1000软件却未收到，可能的原因：（1）首先看下PM125的TX灯是否闪烁，若闪烁，则可能是PROFIBUSDP软件收到了，但SMPT-1000软件由于阀门通讯方式的设置不正确，所以没收到。（2）若TX灯不闪烁，可能PCS7的通讯程序编写有误；（3）若TX灯不闪烁，可能PCS7的通讯程序编写后，未成功调用（放到CFC里调用）。对于原因（2）和（3），可在硬件组态里监测一下DI和DO模块，看I0.0~0.7是否会跳变；看Q0.0是否会跳变，Q0.0~0.7所对应的十进制数值是否为发送字节个数。

六、常见问题汇总：1、为什么练习或比赛时，SMPT1000启后，我的SFC还未启动，就有一些阀门开度传过去了？问题解析：此阀门或者泵等开关的开度必定是来源于PCS7的AO（DO）地址输出，而在PCS7内，一般通过三种方式可对AO（DO）地址进行赋值输出：1）硬件组态内的“Modify”；2）在SFC程序内进行赋值；3）在CFC程序内进行赋值。如果通过1）和2）对AO（DO）地址进行了赋值，那么重新下载一次SFC程序即可，注意，只要在SFC或CFC任一个程序窗口内点击下载，将会下载所有的CFC和SFC程序。如果通过3）对AO（DO）地址进行了赋值，则必须在CFC程序内将AO（DO）地址进行清零操作，如通过PID的“Man”管脚将AO（DO）地址赋值后，则必须再通过该管脚将AO（DO）地址清零。所以，为了避免之前的数据对比赛造成影响，选手应该明白以上原理，并相应的进行如下操作：重新下载SFC程序；通过硬件组态内的“Monitor”监视所有的AO（DO）地址，若还有数据不为0的输出点，在CFC内通过交叉引用或者手动查询对该AO（DO）地址进行了赋值的程序部分，将该地址清零。以AO地址为例操作步骤如下（软件版本PCS78.0SP1）：在硬件组态内，选中AO地址所在行，右键弹出菜单“Monitor/Modify”：在弹出的界面中勾选“Monitor”，发现仍有地址数据不为0，地址为“QW516”打开任一CFC程序，找到菜单栏“Options->ChartReferenceData”，单击进入；在弹出的对话框中，单击图示部分“1”处，将列出所有地址的交叉引用表，此处“QW516”只有一处引用，单击改行，则跳转至对应程序。点击“1”处进入测试模式，可以看到，因为“2”处“Man”管脚有赋值50，所以最终导致“6”处“QW516”的输出不为0。在测试模式下直接将“Man”管脚的值改为“0”。如何调出