1、- 1 - 第章 绪论 1.1 设计要求 1.1.1 设计题目和设计指标 题目：基于 WinCC 软件的过程控制监控系统设计 设计指标：1）下位机设备（S7-200） 2）上位机组态软件（趋势图、报警界面、参数设 定） 1.1.2 设计功能 1. 利用西门子S7-200可编程控制器实现液位PID控制系统, 通过调节电动调节阀的开度，改变水箱的进水流量，从而使水箱 内的液位维持于恒定值。 2. 在上位机编制工艺画面， 能够显示系统的实时状态、 通过 对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制、实时 曲线、 历史曲线和报表输出等多种方式,向用户提供检验液位 PLC 控制系统的动态运行情况
2、，显示 SP（设定值）、PV（液位高度检 测值）、OP（阀开度）、P（比例）、I（积分时间）、D（微分时 间），并且在画面上能够实现手自动切换、历史数据查询、报表、 报警信息、历史曲线等功能。 - 2 - 第章 下位机设计 2.1 PLC 选型 1、CPU 选择的型号是西门子的 CPU-226，它是 200 系列中一 款高档次的 CPU，其主要应用于具有较高要求的控制系统中。和 其它型号的 CPU 相比，其具有更多的 I/O 点，更强的模块扩展能 力，更快的运行速度和更强的内部集成的特殊功能。主要特性如 下： 可携带 7 个模块 集成 24 个输入、16 个输入共 40 个数字量 I/O 点，
3、最大可扩 展至 248 路数字量 I/O 点或 35 路模拟量 I/O 点 13K 字节的程序和数据存储空间 6 个独立的 30KHz 的高速计数器， 2 路独立的 20KHz 高速脉冲 输出，并具有 PID 控制器 2 个 RS485 通讯/编程接口，具有 PPI 通信协议、MPI 通讯协 议和自由方式通讯能力 I/O 端子排可很容易的整体拆卸 2、模拟输入模块采用 EM 231，其输入信号是 420mA 信号， 本实验即要求输入量为该数，满足要求，因此选用该型号。 3、模拟量输出模块采用 EM232。 - 3 - 2.2 系统框图及下位机硬件连接 系统框图如 2-2-1 所示： 图 2-2
4、-1 系统框图 下位机硬件连接如 2-2-2 所示： PCPC/ /PPIPPI通信电缆通信电缆 M LT 1 上水箱 电动调节阀1 液位变送器液位变送器 进水 出水 图 2-2-2 下位机硬件连接图 - 4 - 第 3 章 WinCC 组态设计 3.1 变量设计 变量名称 地址 数据类型 存取 P VW0 INT RW I VW1 INT RW D VW2 INT RW 当前值 VW5 INT RW 给定值 VW6 INT R 1、打开 PC Access SP2 软件，建立 PLC 连接。 2、设计所需变量，并连接 PLC 进行通讯测试。 OPC 建立变量如图 3-1 所示： 图 3-1O
5、PC 变量表 3.2 OPC 与 WinCC 的连接 1、 测试成功后， 打开 WinCC 软件， 在 WINCC 中添加 OPC 驱动， 对变量管理右键，选择“添加新的驱动程序”，在驱动程序选中 对话框中选择 OPC.chn。 2、对 OPC 驱动程序右键，选择“系统参数”，在 OPC 条目管 理中器的中， 选择 “S7-200.OPCSever” ； 点击 “下一步” ， - 5 - 就可以在以下目录中看到在 PC Access 中的项目变量。 选中条目， 单击“添加条目”，此时系统会提示建立一个连接，点击“是”。 输入新的连接名称，点击“确定”，在添加变量窗口中，点击“完 成”，此时可以
6、在 OPC 驱动器的目录下看到导入的条目。 WinCC 变量如图 3-1 所示： 图 3-1 变量图 3.3 组态画面设计 1、在 WinCC 资源管理器中，选中“图形编辑器”，单击鼠标 右键，在弹出的菜单中，选择“新建画面”项。窗口右侧增加了 一个文件“NewPdl0.Pdl”。 2、点击工具栏上的图标，弹出如图所示图库窗口。 - 6 - 3、在窗口中，选中需要的图形，单击鼠标左键不放，将其拖 到画面组态窗口中。用同样的方法添加管道、水箱、阀及传感器 等。 4、选中组态对话框中输入输出域，在弹出的组态对话框中， 进行变量的关联即可。 5、其他变量的关联依次类推即可，完成变量关联以后，整个 界面组态及系统监控就完成了。 6、点击右侧工具栏的“控件”，插入趋势图，并将趋势图与 监控变量“当前值”。 7、建立切换到各个画面的按钮，实现画面间的转换。 启动画面如 3-2-1 所示： 图 3-2-1 启动界面 - 7 - 液位控制组态画面如 3-2-2 所示： 图 3-2-2 液位控制组态界面 参数整定界面如 3-2-3 所示： 图 3-2-3 参数整定界面 -
