通信与现场总线课程设计

1、电气工程学院通信与现场总线课程设计目录一、设计任务4理想型号：4实验中使用的任务模型5二。力控制软件平台5建立的实验模型三。实验设备和仪器6四.设计理念和流程6V.调试和功能13六.在线调试：C/S模式远程控制26七.课程设计总结与体会29(一)课程设计主题：搅拌罐的网络控制由三维力控制组态软件实现(2)主要内容和要求在组态软件Forecontrol V6.1平台上，通过工业以太网，以C/S模式(客户端/服务器)和B/S模式(浏览器/服务器)完成了由西门子公司的可编程序控制器(SIEMENS)控制的三相异步电动机和两台西门子公司的MM440变频器通过工业现场总线PROFIBUS的实际工程平台，

2、实现了搅拌罐的可编程序控制器控制系统(包括本地控制和远程控制)的网络控制。独立完成，承担系统设计、系统分析、组态软件学习和编程、网络系统调试等任务。要求提供最终解决方案(验收)和相关文件，并以报告文件的形式说明实现思路和工程应用前景。(3)附表：(1)在第一堂课中，我学习了Forecontrol V6.1软件的最初使用。(2)根据相关数据，熟悉、设计并完成客户端组态软件实际流程界面的绘制。(3)编制搅拌罐项目的相关控制程序。(4)熟悉服务器通信参数要求，完成网络控制(4)3月30日，整个系统的软件调试和最终在线调试在实验室完成。(5)写一份设计报告。通过三维力控制组态软件搅拌罐的网络控制1.设

3、计任务在组态软件Forecontrol V6.1平台上，通过工业以太网，以C/S模式(客户端/服务器)和B/S模式(浏览器/服务器)完成了由西门子公司的可编程序控制器(SIEMENS)控制的三相异步电动机和两台西门子公司的MM440变频器通过工业现场总线PROFIBUS的实际工程平台，实现了搅拌罐的可编程序控制器控制系统(包括本地控制和远程控制)的网络控制。在本课程设计中，我们主要采用C/S(客户机/服务器)模式来实现搅拌罐PLC控制系统的网络控制(包括本地控制和远程控制)。理想模型：实验中使用的任务模型第二：力控制软件平台建立的实验模型泵a和b是由三相异步电动机控制的给水泵，混合器是三相阀，

4、阀c是排放电磁阀。本地/远程控制开关为I0.0，本地启动按钮I0.1和本地停止按钮I0.2为无锁主开关。报警传感器I0.3、高液位传感器I0.4和低液位传感器I0.5按下启动按钮后，泵A和泵B同时启动，液体A和液体B同时进入罐内；根据液体a和液体b的进料比(系统默认进料比是2: 3。让泵的流速为每秒10升，混合溶液的总体积为1000升。泵a的进料时间T1为40秒；泵b的进料时间T2是60秒。)；加料结束后，搅拌器开始搅拌甲料和乙料的混合液.当搅拌时间T3(例如20秒)结束时，混合器停止；排出阀c用于排出搅拌的液体；当液位低于低液位时，阀门C在延迟时间T4(如20秒)后关闭；系统进入下一个循环，

5、控制流转移到)泵A和泵B同时启动第三，实验设备和仪器(1)所需设备： 1台S7-300 (cpu314c-2dp) 1台计算机(1G内存，4-200米，40G硬盘) 1个通信卡cp5611两套变频器MM440两台三相异步电动机(2)所需软件：STEP 7软件5.3版力控制监控软件Forecontrol V6.0第四，设计理念和流程1.现场总线现场总线是指工厂中测量和控制机器之间的数字通信网络，也称为现场网络。也就是说，传感器、各种操作终端和控制器之间的通信以及控制器之间的通信是专用的。最初，这些机器之间的主接线是开/关、接触信号和模拟信号。通过通信的数字化，可以划分时间、复用和多点，从而实现高

6、性能、高可靠性、简单维护和节省布线(共享布线)。简单地说，现场总线用数字通信代替了传统的4-20mA模拟信号和普通开关信号的传输。2.了解配置软件组态监控软件，由英文SCADA翻译而来，即监控和数据采集。它是工程中用于数据采集和过程控制的专用软件。自动控制系统监控级的软件平台和开发环境为用户提供了一个通用级的软件工具，可以通过灵活的配置方式快速构建工业自动控制系统的监控功能。组态软件广泛应用于电力系统、供水系统、石油、化工等领域的数据采集、监控和过程控制。组态软件在中国是一个传统的概念，没有明确的定义。它可以理解为“配置监控软件”。“配置”的含义是“配置”、“设置”、“设置”等。这意味着用户可

7、以像“构建模块”一样简单地完成他们需要的软件功能，而无需编写计算机程序，这被称为“配置”。它有时被称为“二次开发”，组态软件被称为“二次开发平台”。“监控”，即“监视和控制”，是指通过计算机信号对自动化设备或过程的监视、控制和管理。配置软件是专业的。配置软件只能应用于某个领域。与其他专业配置不同，工业控制中形成的配置结果用于实时监控。用户可以利用组态软件的功能建立一套最适合自己的应用系统。在此过程中，我们使用了由北京三维力控制技术有限公司开发的国产三维力控制组态软件，核心软件产品创建于1992年。搅拌罐实际工艺流程界面设计思路框架图如下搅拌罐项目界面包括搅拌罐、主菜单、历史报表查询、历史趋势曲

8、线、实时趋势曲线、报警时间记录、用户管理、用户管理提示和系统事件记录等9个窗口。建立数据库配置，通过在数据库中划分区域，设置控制参数对应的模拟输入输出点和数字输入输出点。除了电平、PB、PA、VPA和VPB是模拟输入输出点外，其它变量都是数字输入输出点。本地控制：泵a和b是由三相异步电动机控制的给水泵，混合器是三相阀，阀c是排放电磁阀。本地/远程控制开关为I0.0，本地启动按钮I0.1和本地停止按钮I0.2为无锁主开关。报警传感器I0.3、高液位传感器I0.4和低液位传感器I0.5按下启动按钮后，泵A和泵B同时启动，液体A和液体B同时进入罐内；根据液体a和液体b的进料比(系统默认进料比是2:

9、3。让泵的流速为每秒10升，混合溶液的总体积为1000升。泵a的进料时间T1为40秒；泵b的进料时间T2是60秒。)；加料结束后，搅拌器开始搅拌甲料和乙料的混合液.当搅拌时间T3(例如20秒)结束时，混合器停止；排出阀c用于排出搅拌的液体；当液位低于低液位时，阀门C在延迟时间T4(如20秒)后关闭；系统进入下一个循环，控制流转移到泵A和泵B的同时启动.l遥控器：与远程数据库连接后，将泵、传感器、管道和罐指示器与相应的参数连接，然后运行软件。按下开始按钮后，面板上的甲、乙成分比例可以设定，达到实验目的。l设计内容创建新的工程文档打开力控制软件，见项目经理。点击“新建”创建一个新的项目文件，如图所

10、示点击“确定”后的“开发”，进入开发界面，进入开发环境后选择“文件/新建”，设置窗口属性，创建新屏幕。从导航器中选择工具目录/库/库，然后从向导库中选择一个库图形。根据实际情况调整油箱的大小和位置。同样，选择传感器、泵、电磁阀、弯管、运行状态指示器、远程控制和本地控制指示器等。在子目录中，如传感器、泵、阀门、管道、报警灯、仪器、时钟和工具目录/图库中的搅拌器，并调整位置、大小和属性。根据要求设置每个设备的属性，编辑工具箱中的文本进行文本标注，增强按钮用于启动-停止按钮，复选框用于选项等。所有功能都可以在工具目录中找到。请注意，这里，它应该对应于已建立的数据库，并选择远程控制。创建实时数据库双击

11、工程项目中的“数据库配置”，启动配置程序数据库管理器。双击单元格显示“请指定区域和点类型”对话框，根据变量类型(模拟输入输出点、数字输入输出点、累计点、控制点、操作点和组合点)建立点名、点描述和初始状态。在“区域00”中选择“数字输入/输出点”，然后单击“点名”。在“基本参数”栏的“点名”输入中输入“控制”，在“点描述”中输入“远程控制/本地控制”，并确认。分别在数字输入/输出点设置输入变量“本地启动”、“本地停止”、“低液位”、“高液位”、“报警液位”、“远程启动的启动”和远程停止的“停止”；组态软件中的输出变量，如“甲料泵状态”、“乙料泵状态”、“卸料阀状态”和“搅拌器状态”。类似于添加数

12、字输入输出点的方法，在数据库管理器的数据库中，选择“区域00”并右键单击。选择“模拟输入输出点”，点击，分别输入“点名”和“点描述”，并添加“搅拌槽数”、“配料a比例”和“配料b比例”。然后设置历史参数“罐内液位”、“混合罐数”、“配料甲比例”和“配料乙比例”。连接完成后建立的变量数据库的屏幕截图如图所示：设置参数后，有必要设置组件的动画。(在实验室中设置远程服务器后，所有的文件图形都连接到服务器上，也就是说，前面有更多的服务器表达式，所以我把 服务器 之前的表达式截图带到了实验室。)在界面中建立图像元素的动画连接从泵A的入口定义图形对象的动画连接。双击泵A显示动画连接对话框。点击并选择相应的

13、变量，如图所示同样，将泵B和管道、排放阀和管道、低液位传感器状态、高液位传感器状态、报警液位传感器状态、远程控制状态、本地控制状态、报警指示灯和系统运行状态等各种图形依次与其对应的变量进行设置和连接，最后设置高度和搅拌次数的显示内容。文本和增强按钮的设置同上，模拟输入的设置如图所示：在主监控屏幕上的“远程启动”和“远程停止”图像元素与系统参数之间建立连接1.在主监控屏幕上设置“远程启动”的触发动作：双击“远程启动”并在动画连接的“触发动作”栏中选择“左按钮动作”。在“鼠标按下”栏下输入的脚本程序是： 服务器 ON _ YUAN。PV=1； 服务器 关闭_元。PV=0；#文本91。启用(1)；#

14、文本92。启用(1)；如图所示：接下来，双击“远程启动”，在动画连接的“其他”栏中选择“禁止”，并选择变量“服务器 控制”。表达式栏中的“PV”。禁止条件是“表达式为真”，如图所示2.在主监控屏幕上设置“程序停止”:双击“远程停止”，在动画连接的“触发动作”栏中选择“左键动作”，在“按鼠标”栏下进入脚本程序，如下： 服务器 ON _ YUAN。PV=0； 服务器 关闭_元。PV=1；双击远程停止，在动画连接的其他列中选择禁止，并选择变量 服务器 控制。表达式列中的PV。禁止条件为假表达式，如下图所示。至此，整个搅拌罐的界面设置完毕。建立“主菜单”窗口1.在项目栏中新建一个“主界面”窗口，从工具

15、/基本图元中选择“添加按钮”生成“用户管理”、“主监控”、“退出系统”、“报警记录”、“历史报告”和“趋势曲线”。生成如图所示的“主界面”窗口。2.在主菜单中建立“主监控”的动态链接。点击“主监控”增强按钮弹出“动画连接”窗口，点击“触发动作”栏中的“窗口显示”，在“选择窗口”中选择“搅拌罐液位控制”窗口，点击“确认”。图3360然后在“杂项”中选择“禁止”，并在表达式中输入：$ UserLeft=-1。您可以连接到主监视器。3.在主菜单中建立退出系统的动态链接在窗口中选择“退出系统”，在动画连接中选择“左键动作”，在“鼠标按周期执行”中输入脚本：关闭窗口()；如图所示：建立用户管理系统1.建

16、立“用户管理”窗口，用文本框标记文本“当前用户”，并显示相应的文本“# # # # # #”、“当前用户级别”和“用户登录状态”。使用增强按钮创建“用户登录”、“用户注销”、“更改密码”、“添加/删除用户”和“用户返回”；使用复选框分别创建“区域a”、“区域b”和“区域c”。其中，区域A的对象名为CHK1，区域B的对象名为CHK2，区域C的对象名为CHK3。最终用户管理系统窗口如图所示：2.建立“用户管理”系统的变量在项目导航区的变量文件夹下选择中间变量，双击它弹出“变量管理”窗口。在其导航区域中选择中间变量，然后单击添加变量以弹出变量定义窗口。在变量名中输入“用户级别1”；在描述中输入“显示当前用户级别”；选择“字符类型”作为类型；类别是“中间变量”。同样的方式：建立一个中间变量来显示用户注册状态userlevel2，它是字符类型的。建立中间变量管理器，数据类型为实数。建立中间变量链接当前用户如图：3.建立“用户管理系统”的链接A.用户登录链接：双击用户登录增强按钮，然后双击左侧按钮。在脚本编辑器中选择“鼠标按循环”,进入脚本的动态链接登录()；/登录。截图如下：用户注销