分布式控制实验设计.docVIP

《S7-300与Wincc通信及界面设计

实验》

实验指导书

雷菊阳编

机械工程学院

2015年5月

实验一循环灯监控实验

实验二模拟量控制实验

实验三PID控制实验

实验四综合实验—-运料小车PLC程序设计及wincc运动组态设计

实验五时滞对象PID位置算法控制实验

一、实验目的

掌握s7300与wincc如何通信

掌握wincc变量定义及与控制变量如何绑定

了解分布式控制系统中操作站的主要功能。

熟悉WINCC软件图形开发界面。

二、实验要求

实现控制系统组态过程，具体要求如下：

S7300PLC仿真器与计算机相连的组态过程。

图形界面设计实现。

实现并行驱动（输入继电器及中间继电器）图形界面

三、实验原理

与常规的仪表控制方式不同的是集散控制系统通过人机操作界面不仅可以实现一般的操作功能，而且还增加了其他功能，例如控制组态、画面组态等工程实现的功能和自诊断、报警等维护修理等功能。此外,画面方便的切换、参数改变的简单等性能也使集散控制系统的操作得到改善。

操作站的基本功能：显示、操作、报警、系统组态、系统维护、报告生成。操作站的基本设备有操作台、微处理机系统、外部存储设备、操作键盘及鼠标、图形显示器、打印输出设备和通信接口等.

（1）西门子S7系列PLC编程软件

本装置中PLC控制方案采用了德国西门子公司S7—300PLC，采用的是Step7编程软件。利用该软件可以对相应的PLC进行编程、调试、下装、诊断。

（2）西门子WinCC监控组态软件

S7—300PLC控制方案采用WinCC软件作为上位机监控组态软件，WinCC是结合西门子在过程自动化领域中的先进技术和Microsoft的强大功能的产物。作为一个国际先进的人机界面（HMI）软件和SCADA系统，WinCC提供了适用于工业的图形显示、消息、归档以及报表的功能模板；并具有高性能的过程耦合、快速的画面更新、以及可靠的数据；WinCC还为用户解决方案提供了开放的界面，使得将WinCC集成入复杂、广泛的自动化项目成为可能.

四、实验步骤

1、PLC程序设计及仿真调试。

2、变量定义。

3、画面设计及组态。

4、程序运行与调试.

5、系统联调及观察实验结果。

五、实验参考程序

循环灯监控程序

实验参考主画面

六、实验思考

1、实验中主画面设计和变量有何关系？

2、报警画面如何设计？

3、报表数据与现场参数连接如何建立?

实验二模拟量控制实验

一、实验目的

掌握控制如何采集、仿真

掌握线性化编程与结构化编程

了解数据块在结构化编程中如何体现。

熟悉WINCC软件图形开发界面.

二、实验要求

实现控制系统组态过程，具体要求如下:

控制的组态过程。

数据块设计实现.

界面设计实现

三、实验原理

1、模拟量I/O模块

2、模拟量控制系统设计举例

如图所示为一搅拌控制系统，由3个开关量液位传感器，分别检测液位的高、中和低。现要求对A、B两种液体原料按等比例混合,请编写控制程序。

要求:按起动按钮后系统自动运行，首先打开进料泵1,开始加入液料A→中液位传感器动作后,则关闭进料泵1，打开进料泵2,开始加入液料B→高液位传感器动作后,关闭进料泵2,起动搅拌器→搅拌10s后，关闭搅拌器，开启放料泵→当低液位传感器动作后，延时5s后关闭放料泵。按停止按钮，系统应立即停止运行。【思考：在指定的相应液位(如100、200等）关泵1、泵2，如何设计程序】

四、实验步骤

1、编程。

2、变量定义。

3、程序运行与调试。

4、观察实验结果。

五、实验参考程序

（1)搅拌控制系统线性程序设计

OB100块：

系统仿真

I0.0=ON

PIW256〈100Q4.0=ON

PIW256=100Q4。0=OFFQ4.1=ON

PIW256=200Q4。1=OFFQ4.2=OFFT1

T1=ONQ4。2=OFFQ4.3=ONPIW256=0T2

T2=ONQ4.3=OFF

（2）搅拌控制系统结构化软件设计

系统结构

OB1块

DB1

DB2

系统仿真

I0。0=ON

PIW256100Q4。0=ON

PIW256=100Q4.0=OFFQ4。1=ON

PIW256=200Q4。1=OFFQ4。2=OFFT1

T1=ONQ4。2=OFFQ4.3=ONPIW256=0T2

T2=ONQ4.3=OFF

六、实验思考

1、线性程序设计和结构化程序设计应用哪种场合？

2、模拟量控制与开关量控制有哪些区别？

3、画面如何设计？

4、数据块如何设计？

实验三PID控制实验

一、实验目的

掌握PID控制器如何用程序来实现

掌握背景数据库如