基于WinCC的耐火材料生产线的监控设计论文修改版 BY fufa.docx

基于WinCC的耐火材料生产线的监控设计论文修改版 BY fufa.docx

《基于WinCC的耐火材料生产线的监控设计论文修改版 BY fufa.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于WinCC的耐火材料生产线的监控设计论文修改版 BY fufa.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于WinCC的耐火材料生产线的监控设计论文修改版BYfufa

实验项目设计

项目名称：

基于WinCC的耐火材料生产线的监控

年级：

2006级学生专业：

自动化

学生学号：

200640600251指导教师：

刘华波

学生姓名：

陈超

2010.01.10

基于WinCC的耐火材料生产线的监控

摘要该设计使用西门子上位机组态软件WinCC实现了对耐火材料生产线的监控，并仿真其生产工艺，具备报警记录，相关参数的趋势显示及归档，用户管理等功能。

关键字西门子组态软件WinCC耐火材料生产线

一、课题目的及设计要求

1、课程目的：

通过测试联系能够系统掌握WinCC的使用。

2、基本要求：

①按照工艺要求设计监控画面；

②具备报警记录功能；

③具备相关参数的趋势显示及归档；

④具备用户管理功能。

⑤使用C动作或VBS脚本仿真生产工艺；

⑥具备报表功能。

二、工艺具体设计与实现

1、耐火材料监控生产线

分为三部分：

称重配料、提升混合、包装。

监控主画面如图1所示：

图1监控主画面

2、系统实现的监控功能

配方设定及用户管理初始画面如图2所示，储料罐料位报警记录主画面如图3所示，变量趋势显示及归档主画面如图4所示：

图2配方设定及用户管理初始画面

图3储料罐料位报警记录主画面

图4变量趋势显示及归档主画面

①称重配料工段

包括大小储料罐（每一个储料罐中盛放一种料）各六个，下面分别接有给料设备及给料速率控制设备，以保证配料精确度。

控制过程：

先设定A、B、C中所要盛装的各物料的重量（配方量），后由对应给料设备为配料秤给料，达到配方额定值80%时，给料设备及速率控制设备启动，控制给料量，达到100%时，对应给料设备及速率控制设备停止，配方全部完成，然后配料秤自动放料于1号皮带机。

监控要求：

在此过程中包含储料罐的下料位监控。

当储料罐中的料量低于10%时，产生报警。

并在趋势中显示出来储料罐中料位的变化，并对储料罐中料位值进行归档。

对储料罐中的料量设置用户权限，只有特定权限才能修改储料罐中料量的设定量。

在此工段设置状态指示，例如工段启动、停止指示，给料速率控制设备启动、停止指示。

在配料秤中实时监控配方比例或显示储料罐中料位的变化。

能够动态的显示料块的移动。

设置方法：

设定每个储料罐中的料量为100，配料秤中的配方为200，在每一个各料的混合比例1：

1：

1：

1,即每次每个储料罐下放一半的料，通过编写vb或c脚本语言编写给料设备的放料，达到配方的80%，即配料秤中的料位160时，让下料的速度减慢。

当达到配方时设置指示配方完成，将料下放到传送带上。

②混合提升工段

涉及1号、2号提升机及混练机。

（监控界面所需绘制的项目）

本工段进行过程：

配料秤自动放料后，由1号皮带机，输送进入1号提升斗提升进入混练机（01）进行混练（混练时间4—10min）后自动放料于2号皮带机，输送到2号提升斗经提升进入自动包装机（02）。

控制参数：

搅拌时间。

控制要求：

有工段运行停止状态指示，在监控界面上显示混炼时间，能够动态的显示料的移动。

③包装工段

包装工段包括自动包装机、皮带机。

本工段进行过程：

自动包装机将按照设定量进行包装，再次组态界面中应该显示出包装的袋数。

控制要求：

能够显示包装袋数。

④系统总体的运行工艺

在称重配料工段将料配置好后，将料下放到传送带上，此工段停止工作，提升混合工段开始工作，混合结束后停止，与此同时配料、包装工段开始工作。

只要提升混合工段工作，包装单元一直工作，直到包装完成。

混炼机在提升混合工段一开始工作便启动，到混炼结束时停止工作。

为方便各个画面相互切换，在监控主画面设定“配方”、“报警记录”、“趋势归档”按钮，单击按钮可进入相应子画面；每个子画面设置“返回主界面”按钮供返回监控画面；各画面相应设置退出按钮，可从任意画面退出该运行系统。

如图1~4所示。

3、系统所用变量

系统内部变量如图5所示，自定义的内部变量如图6所示：

图5系统内部变量图6自定义的内部变量

4、工艺总流程实现

①先进入配方画面点击“设定初值”按钮，将每个储料罐中的料量（Asd1）均设为100，每组需配方总量（Azong）为200，单个储料罐为配方贡献的料位增加值（Azj1）初始为0。

如图7、8所示：

图7配方画面未设定配方时自定义内部变量值一览

图8“设定初值”后变量值一览

②点击“开始”按钮，配料工段开始标志位（Aks）置1，同时称重配料工段指示灯亮，表示开始配料，其余工段指示灯未亮；本设计通过C动作模拟料位下降，开始“料位显示”（A）增加速率较快，是将单个储料罐以5为步进下降，表现出每组“料位显示”以20递增。

如图9~12所示：

图9停止灯亮，停止状态

图10开始灯亮，工作状态图11配料段工作，料位显示以20递增

图12初次只有配料段工作，料位显示处于较快增加状态

③达到配方的80%，即“料位显示”160时，“料位显示”减慢，编写C动作此时每个储料罐以1为步进递减，表现出“料位显示”以4递增，同时“减速”（Ajs1）标志置1，“减速”框亮，表示给料速率控制设备启动，直到显示为200。

如图13所示：

图13初次只有配料段运行，“减速”灯亮，“料位显示”较慢增加

④“料位显示”（A）到达200时，“开始下放”（Axf1）标志位置1，“开始下放”框亮，表示配料完成，设备将配料下放到传送带上，同时“减速”（Ajs1）置0熄灭、配料工段指示灯熄灭表示配料结束、混合提升工段指示灯亮开始混合、传送带及提升上灯闪烁表示料的移动、“混炼时间”（Atime）开始计时，包装工段未开始。

如图14所示：

图14配料工段结束，混合提升段指示灯亮，1号传送带闪烁

⑤稍后混合提升工段继续工作，包装工段也开始工作，配料段开始第二轮配料（因为实际下放料需要时间，所以“开始下放”灯在传送带闪烁时还会亮一小段时间）。

如图15所示：

图15三个工段同时工作状态

⑥配料段的“开始下放”（Axf1）标志置0，表示下放料完毕，配料、混炼、包装工段继续进行，“混炼时间”（Atime）增加，包装袋数增加。

如图16所示：

图16配方下放完毕，三工段继续进行

⑦“混炼时间”（Atime）计时到预设值10时重新从0开始计，表示一次混炼完成，同时混炼和包装工段停止，表示一次配方完成，同时看到“加工袋数”（Ads）显示为6，表示一次配料可加工出6袋。

如图17、18所示：

图17混炼时间计时满，之后重新开始计时

图18等待第二轮配料段结束后，混炼段重新计时，累计加工袋数

⑧各工段重复进行，“混炼时间”重复计数，“加工袋数”累计增加显示。

如图19显示：

图19各工段重复进行，加工袋数累增

5、用户管理及配方设定

5.1用户管理

①设立两个用户：

Admin和guest。

只有Admin用户具有将配方设定值清零的授权，即点击“配方清零”按钮可将单个储料罐料位设定值（Asd1）和每组配方总量（Azong）清零；guest用户试图点击该按钮无清零效果，并提示未授权。

如图20~25所示：

图20登录后点注销可退出登录图21未授权操作提示

图22未登录用户未授权图23弹出对话框需输入密码登录

图24右侧显示已登录用户名图25右侧显示已登录用户名

guest用户未获授权Admin用户被授权可清零配方

②登录、注销编程：

为“登录”按钮鼠标动作事件编写C脚本如图26所示：

图26“登录”按钮C脚本

为按钮“注销”编写的C脚本如图27所示：

图27“注销”按钮C脚本

③为在过程画面中显示已登录的用户，可以使用系统提供的两个内部变量@CurrentUser或@CurrentUserName的一个。

在画面中插入一个I/O域，与@CurrentUser或@CurrentUserName连接，设置I/O域的格式为字符串，运行项目可看到，当有用户登录时，登陆的用户名显示在此I/O域，如上图24、25所示。

5.2配方设定

点击“设定初值”按钮可将每个储料罐中的料量（Asd1）均设为100，每组需配方总量（Azong）为200，单个储料罐为配方贡献的料位增加值（Azj1）初始为0。

如图8所示；

Admin用户点击“配方清零”可将配方值初始化为零，如图7所示。

6、报警记录

报警记录可设定某些变量超过或低于某值时产生报警并归档记录。

本设计选取单个储料罐料位剩余值（Asy1）作参数，高于101时，提示料位偏高，低于10时提示料位偏低。

如图28~30所示：

图28单罐料位剩余值上下限值设定

图29运行过程中料位偏低时实时报警显示

图30报警记录历史归档显示

7、变量趋势/表格显示及归档记录

实时显示指定变量的的变化，以趋势图或表格的方式记录，并保存。

本设计可以将单个储料罐剩余料位值（Asy1）、单个料位增加值（Azj1）和加工袋数（Ads）实时记录显示。

如图31、32所示：

图313个变量显示实时记录

图32由于重复性运行，变量显示具备周期性

三、附录

下附仿真耐火监控生产线生产工艺的C脚本，该脚本完成的功能有：

①点击相应按钮可触发系统运行、停止、设定配方值、配方值清零等；

②模拟储料罐料位下降、包括速率减小动作；

③控制配料、混合、包装工段指示灯，料位下放和传送带移动；

④记录混合提升工段的搅拌时间；

⑤累计记录包装工段的包装袋数；

⑥协调各工段运行及正确切换运行状态。

仿真生产工艺的C脚本：

#include"apdefap.h"

double_main（char*lpszPictureName,char*lpszObjectName,char*lpszPropertyName）

{

//WINCC:

TAGNAME_SECTION_START

//syntax:

#defineTagNameInAction"DMTagName"

//nextTagID:

1

//WINCC:

TAGNAME_SECTION_END

staticunsignedintvAzj1,vAds,vAkst,vAtime,vAsy1=GetTagSWord（"Asd1"）;

unsignedintvAsd1,vA,vAzong;

unsignedcharvAks,vAbz;

//WINCC:

PICNAME_SECTION_START

//syntax:

#definePicNameInAction"PictureName"

//nextPicID:

1

//WINCC:

PICNAME_SECTION_END

SetTagSWord（"Azj1",0）;//初始化A增加量为0

vAzj1=GetTagSWord（"Azj1"）;//内部变量赋给函数内值

vAzong=GetTagSWord（"Azong"）;//Return-Type:

shortint

vAks=GetTagBit（"Aks"）;

if（vAks==1）//如果A开始按钮按下，执行配料操作

{

if（vAzj1<=（vAzong*0.8/4））//如果单个A增加小于A总的80%

{

SetTagBit（"Axf1",0）;//同时A下放标志置0，表示停止放料

vAsy1=vAsy1-5;//单个A剩余以5为步进递减

vAzj1+=5;//单个A增加以5步进递增显示

SetTagSWord（"Asy1",vAsy1）;

SetTagSWord（"Azj1",vAzj1）;

vA=4*vAzj1;//A组已配的总料位显示

SetTagSWord（"A",vA）;//Return-Type:

BOOL

}

if（（vAzong*0.8/4）<=vAzj1&vAzj1<（vAzong/4））//如果单个A增加＞A总（1/4）

//的80%且小于A总的1/4

{

SetTagBit（"Ajs1",1）;//内部变量A减速标志为1，要减速了

SetTagBit（"Axf1",0）;//减速时强制下放标志为0

vAsy1=vAsy1-1;//料位下降减慢

SetTagSWord（"Asy1",vAsy1）;//Return-Type:

BOOL

vAzj1+=1;//单个A增加以1为步进递增

SetTagSWord（"Azj1",vAzj1）;//Return-Type:

BOOL

vA=4*vAzj1;//A组已配的总料位显示

SetTagSWord（"A",vA）;//Return-Type:

BOOL

if（vAzj1==50）//如果单个A增加达到50

{

SetTagSWord（"Aks",0）;//A开始标志置0，单个A增加在下

//个周期触发时将变为0且不再递增

SetTagBit（"Ajs1",0）;//A减速标志置0，表示//停止减速

SetTagBit（"Axf1",1）;//同时A下放标志置1，//开始放料

vAkst=1;

SetTagSWord（"Akst",vAkst）;//配料阶段A开始停标志置1，配料暂停

}

}

}//下个周期触发时Azj1变为0，Aks为0，上面大的if（vAks==1）语句不//再执行

if（GetTagSWord（"Akst"）==1）//如果A开始停标志为1

{

vAtime+=2;//混炼开始计时

SetTagSWord（"Atime",vAtime）;//Return-Type:

BOOL

SetTagSWord（"Aks",1）;//重新开始配料

SetTagSWord（"Abz",1）;//包装标志置1，表示开始包装

vAds+=1;//包装袋数计算

SetTagSWord（"Ads",vAds）;//A袋数显示

if（vAtime>10）//如果计时到混炼完成

{

vAtime=0;

SetTagSWord（"Atime",vAtime）;//重新计数

SetTagSWord（"Akst",0）;//混炼一次后等待下次配料完成

}

}

return（GetTagBit（"Aks"））;//Return-Type:

BOOL

}