工业网络专用周报告.doc

四川工程技术学院
专用周报告

学号：200812020015
姓名：董海勇
班级：电气自动化（工自）四班

一．设计方案
方案说明
项目实施的目的和要求：
⑵、学习使用Wincc组态软件的使用及与西门子300通信（Profibus与MPI）
⑶、学习300与300，300与200之间的几种通信（Profibus，MPI和DP，初步了解工业以太网）
⑷、能使用Wincc进行简单的组态、通信
具体方案：
⑴、 系统框图
PLC300
PLC200
按
封口机
钮
计算机

⑵、 软件
a、组态软件是数据采集监控系统SCADA软件平台工具。是工业应用软件的一个组成部分，它具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大。组态软件由早先单一的人机界面向数据处理机方向发展，管理的数据量越来越大。随着组态软件自身以及控制系统监控组态软件部分与硬件发生分离，为自动化软件的发展提供了充分发挥作用的舞台。在本项目中，我们使用的软件是西门子Wincc。有以下特点：
1）、应用最新的软件技术
2）、包括所有SCADA功能在内的客户服务器系统
3）、可灵活减裁，由简单任务扩展到复杂任务
4）、可由专用工业和专用工艺的选件和附件进行扩展
5）、集成ODBC/SQL数据库
6）、具有强大的标准接口
7）、统一脚本语言
8）、开放API编程接口可以访问Wincc的模块
9）、通过向导进行简易的（在线）组态
10)、选择组态软件的语言
11)、提供所有主要PLC系统的通信通道
12）、具有于基于PC的控制气的SIMATIC WinAC的紧密接口
13）、是全集成自动化工TIA的部件
14）、作为SIMATIC PCS7过程控制系统的申的操作员站
15)、可集成到MES和ERP中
b、STEP 7-Micro/WIN 32编程软件
使用西门子公司的编程软件有很好的兼容性
⑶、 硬件
PLC200
1台
PLC300
1台
计算机
1台
2、技术资料
a、元件清单：
PLC200 1台
PLC300 1台
计算机 1台
按钮常开 3个
按钮常闭 3个
中间继电器 7个
开关电源 1个
b、程序（附件）
c、原理图（附件）
二、技术报告
封口机在工业网络中的应用
摘要：组态软件是数据采集监控系统SCADA软件平台工具。是工业应用软件的一个组成部分，它具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大。组态软件由早先单一的人机界面向数据处理机方向发展，管理的数据量越来越大。随着组态软件自身以及控制系统监控组态软件部分与硬件发生分离，为自动化软件的发展提供了充分发挥作用的舞台。而Wincc作为一个功能强大的操作监控组态软件，在现在的社会中，发挥着越来越重要的作用。而通信，则又是不可缺少的一部分。
关键词：西门子PLC200.300 Wincc 通信
Abstract：Configuration software is the data collection systems scada software platform tools. industry is an integral part of the software application, it has a rich set of items, using methods more flexible, powerful functions. configuration software by the single man-machine interface to data processor development, management and the quantity of data. as the configuration software monitoring and control its own system software and hardware configuration part in automation and for software development fully effective stage。
Key words：Siemens PLC300.200 Wincc Communications
引言：
21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
一、西门子S7—200
由于在之前我们已经学过西门子S7-200,并且在这个项目中200只是作为一个从站，在里面并不会出现很多的程序编写，故200占得比重并不是很重，仅仅只是读取封口机里面的温度然后传给300，接受300发过来的指令并执行。但PLC200的基本编程、通信以及调试还是需要我们熟练的掌握，所以简单介绍一下S7200;
编程软件外观：

编程实例：

通信：在这里需要注意的是，在选择的时候需要选择MPI模式进行通信链接。

二、西门子S7-300
SIMATIC S7-300是一种通用型的PLC，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造工程中的应用。模块化、无风扇结构、易于实现分布式的配置以及易于掌握等特点，使得S7-300在各种工业领域中实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案。本章详细介绍各模块结构和安装规范。
S7300由多种模块部件组成，包括导轨（Rack）、电源模块（PS）、CPU模块、接口模块（IM）、输入输出模块（SM）。各种模块能以不同方式组合在一起，从而可使控制系统设计更加灵活，满足不同的应用需求。

n CPU模块上有三种通讯接口。
n （1）MPI接口：多点接口MPI（Multipoint Interface）是用于连接CPU和PG/OP的接口，或用于MPI子网中的通讯接口。一般传输速率为187.5kbps。如果与S7 -200进行通讯，也可以指定19.2kbps的传输速率。不能指定其他传输速率。编程器可以自动侦测到CPU MPI接口的正确参数，并建立连接。
n （2）PROFIBUS-DP接口：PROFIBUS-DP接口主要用于连接分布式I/O。PROFIBUS-DP，用于创建大型、扩展子网。例如：PROFIBUS-DP接口既可组态为主站，也可组态为从站，传输速率可达12Mbps。编程器也可以自动侦测到CPU DP接口的正确参数，并建立连接。
n （3）PtP接口：可在CPU上使用PtP（点到点）接口，来连接外部设备至串口，例如条形码阅读器、打印机等。对于全双工（RS422）模式，波特率对打为19.2kbps，对于半双工（RS485）模式，波特率对打为38.4kbps 。在CPU PtP的接口中安装有以下通讯驱动程序，其报文格式是公开的：
在这里我们使用的是MPI通信，所以和200和300都是选择的MPI

因为要进行通信，所以在300组态时需要点开这个对话框，然后点击属性，把MPI连接上。（如上图）

三、西门子Wincc
作为传统的自动化系统领导厂商，无论是现代自动化系统的核心——可编程控制器，还是工业自动化系统的神经系统——总线技术，西门子公司都始终走在技术和创新的最前沿。全集成自动化TIA，更是把这种优势推向了前所未有的高度和广度。正是基于这样博大精深的自动化系统，Wincc承袭了西门子公司的TIA产品家族技术先进和相互间无接缝集成的特点。这就意味着，Wincc不是孤立的软件系统，他时刻与以下系统集成在一起：
★与自动化系统的无缝集成；
★与自动化网络系统的集成
★与MES系统的集成
★与相应的软硬件系统一起，实现系统级的诊断功能。
★Wincc不仅是可以独立使用的HML/SCADA系统，而且是西门子公司众多软件系统的重要组件。
Wincc具有以下性能特点：
§创新软件技术的使用。
§包括所有SCADA功能在内的客户机/服务器系统。
§可灵活裁剪，由简单的任务扩展到复杂的任务。
§众多的选件和附件扩展了基本功能。
§使用Microsoft SQL Server2000作为其组态和归档数据的存储数据库，可以使用ODBC，OLE—DB和ADO方便地访问归档数据。
§强大的标准接口。
§使用方便的脚本语言。
§开放API编程接口可以访问WinCC的模块。
§具有向导的简易（在线）组态。
§可选择语言的组态软件和在线语言切换。
§提供所有主要PLC系统的通讯通道。
§与基于PC的控制器SIMATIC WinAC紧密接口，软/插槽式和操作、监控系统在一台PC机上相结合无疑是一个面向未来的概念。
§全集成自动化TIA的部件。
§SIMATIC PCS37过程控制系统的SCADA部件。
§符合FDA 21 CFR Part 11的要求。
§集成MES和ERP中。
WinCC通信：

因为我们是用MPI通信，在这里必须改成MPI，不然通信不起。
建立一个新的驱动程序，然后新建变量。

具体步骤如下：
◆启动WinCC。
◆建立一个项目。
◆选择及安装通讯驱动程序。
◆定义变量。
◆建立和编辑过程画面。
◆指定WinCC运行系统的属性。
◆激活WinCC画面。
◆是用变量模拟器测试过程画面。
四、最后一周的实训项目
——工业网络在封口机中的应用
最后一周，我们用自己试验室里的设备进行了一次简单的组态通信实验。要求如下：
1、 在控制部分采用了S7—300PLC，取代了以往的S7—200PLC；
2、 信号采集部分还是有S7—200PLC来实现，数字量信号直接由数字量输入模块采集，热电偶信号要通过EM231实现，再通过S7—200PLC将采集的信号通过工业网络传送给S7—300PLC；
3、 整个系统的监控及参数设定都可以由电脑中的组态界面完成，为了方便现场操作，在设备上的按钮也应该有控制功能。
虽然系统的结构发生了变化，但是控制功能同以前变化不大：
1、 实现系统起停控制、故障停机、故障报警、计数等逻辑功能。
2、 实现转速与温度相对应，即：温度越高，封口机转速越快。
3、 实现温度在一定范围内连续可控。
一、监控画面的组建
￠、由于整个系统的控制并不十分复杂，可以在一个画面里将所有的功能都集成进来；
￠、在画面中应该包括系统起停控制、故障报警、温度设定及显示、封口数量显示、封口机速度显示等功能；
￠、为了方便控制可以将控制界面只与S7—300PLC的数据进行连接。
我所做的组态画面如下图所示，因为刚开始不太清楚到底要组态那些东西，所以一开始做的并不太好，最后一个画面是我检查的画面，个人感觉最后的画面有这个效果这个项目就算完成了。

在这张图中可以看出，无论是总启停与停止，还是加热启动与停止，我都用了两个，这样式与实际更加接近。
二、控制功能的实现
因为我们在实习之前就学过了200.300的编程，并在200学习的最后一个项目中接触了封口机，所以封口机得起听控制我们就不介绍了。在这个项目中我们要用到我们在之前学习中虽然有所接触但没有用过的指令。
首先，我们需要学习SFC67，SFC68

这两个指令主要是300与200之间的数据进行通信和交换
其次，因为我们这里需要用300的PID，而虽然我们在学习300的时候学过，但并没有实际去用，所以还需再学一次。主要要注意以下参数：
SFB 41/FB 41“CONT_C”输入参数
MAN_ON MANUAL VALUE ON（手动数值接通）
如果输入端“手动数值接通”被置位，那么闭环控制循环将中断。手动数值被设置为受控数值。
PVPER_ON PROCESS VARIABLE PERIPHERY
ON/（过程变量外设接通）如果过程变量从I/O 读取，输入“PV_PER”必须连接到外围设备，并且输入“ PROCESS VARIABLEPERIPHERY ON”必须置位。
CYCLE SAMPLE TIME（采样时间）块调用之间的时间必须恒定。“采样时间”输入规定了块调用之间的时间，应该与OB35设定时间保持一致。
SP_INT INTERNALSETPOINT（内部设定点）
“内部设定点”输入端用于确定设定值。
PV_IN PROCESSVARIABLE IN（过程变量输入）
可以设置一个初始值到“过程变量输入”输入端或者连接一个浮点数格式的外部过程变量。
PV_PER PROCESS VARIABLE PERIPHERY（过程变量外设）外围设备的实际数值，通过I/O 格式的过程变量被连接到“过程变量外围设备”输入端，连接到控制器
GAIN PROPORTIONAL GAIN（比例增益）“比例增益”输入端可以设置控制器的比例增益系数。
TI RESET TIME（复位时间）“复位时间”输入端确定了积分器的时间响应。
SFB 41/FB 41“CONT_C”输出参数
LMN MANIPULATED VALUE（受控数值）有效的受控数值被以浮点数格式输出在“受控数值”输出端上。
LMN_PER MANIPULATEDVALUE PERIPHERY（受控数值外围设备） I/O格式的受控数值被连接到“受控数值外围设备”输出端上的控制器。
INV INPUT VARIABLE（输入变量）模拟受控量连接到输入参数“输入变量”• 对于RATIOFAC <1 的三级控制• 对于RATIOFAC >1 的三级控制• 对于双极二级控制
QPOS_P OUTPUT POSITIVE PULSE
（输出正脉冲）如果有脉冲输出，输出参数 “输出正脉冲”被置位。在三级调节中总是正脉冲输出。在两级调节中，QNEG_P总是与QPOS_P反向。
功能块（SFB41/FB41，SFB42/FB42，SFB43/FB43）使用于S7和C7的CPU中的循环中断程序中。该功能块定期计算所需要的数据，保存在指定的DB（背景数据块）中。允许多次调用该功能块。CONT_C块与PULSEGEN块组合使用，可以获得一个带有比例执行机构脉冲输出的控制器（例如，加热和冷却装置）
SFB41/FB41 (CONT_C)， 连续控制方式；
SFB42/FB42 (CONT_S)， 步进控制方式；
SFB43/FB43 (PULSEGEN)， 脉冲宽度调制器；
注意：SFB41/42/43，与FB41/42/43兼容，可以用于CPU 313C、CPU 313C-2 DP/PTP 和CPU 314C-2 DP/PTP中
借助于“PID参数设置”工具，可以很方便的调试功能块SFB41/FB41，SFB42/FB42的参数（背景数据块）。在Windows操作系统中，调用“调试PID参数用户界面”的操作过程如下：
Start > SIMATIC > STEP 7 > PID Control Parameter Assignment

FB43/SFB43 “PULSEGEN” 没有参数设置的用户界面工具。你必须在STEP 7 中去设置它的参数

PLC 模拟量闭环控制系统方框图
三、编程，组态、调试
当我们把上面两个问题搞明白后，就可以进行编程及组态画面，然后调试检查。弄懂上面的问题这些就很久很简单，我谈下自己做这个项目时的感受。
1、虽然我们已经也单独自己做过项目，但是从来没有像这次这个项目一样，因为以前做的项目不管怎么样我们还是会有图纸或者见过怎么运行的。但这个项目一开始就是做一个我们完全不知道的。首先，封口机在实际中并不用PLC去控制，；其次，现实中我们很少去采集温度过来；最后，即使有温度也不需要我们用WinCC来监控，出不起那个成本。所以，对于我们要做的东西我们知道的很少。
2、在做编程的时候，我最大的感受就是用的地址太多，需要按钮能够控制，需要在WinCC上能够控制，这样使用的地址是个很大数量，而且这其中有字、位、双字、浮点数，这些地址完全不能有任何冲突，一旦冲突了，功能能就没法实现，而且检查起来相当的麻烦。
3、在这三周的实训中，我们碰到的最大问题就是通信，通信好了剩下的就很简单，通信没好就会很麻烦。由于设备的原因，我个人感觉操作的时候尽量按照规定了的步骤一步一步来，不要求快，不然的话可能就是越快越越乱、
五、实习总结
一转眼，三周的实习就过去了，这其中有我们高兴的时候，也有我们做不出沮丧郁闷的时候。但通过最后的努力，我们的实习还是比较完美的结束了。在这里要感谢我们的王老师、叶老师、李老师和罗老师。因为是你们的耐心，才让我们的这个实习完完美结束。
这次的实习，也是我们大学里的最后一个实习，因为这学期结束后，我们就要进入社会，为了我们的未来而努力。两年半的大学生活，就在一转眼间结束了，回想起来，仿佛还是昨天拿到滤去通知书，不远千里来到四川读书。而这两年半的时间里，我们实习了很多次，钳工、机加工等等，算算也差不多有十几次吧。而每一次的实习，收获颇多，至今犹记当时钳工实习结束后手上多了好多茧。所以我来谈下实习的感受和我的一些建议：
1、实习的时间，实习的时间估计是最让我们学生头疼的一件事情了，同样，对老师来说也是一件很头疼的事情。因为每次实习因为时间都会有这有那的问题出来。我们实习按周计算，最短的实习也有一周，最长的估计就是好几个月。每天实习三大节课。所以实习的时候请假时一个最大的问题。那我们这次实习来说吧，因为是三周，所以请假超过一星期就会没有成绩，但是有的时候就会有那么巧的事情，我当时因为家里有事，要请近十天的假回家，但由于这个原因，没发请了，只能留下一生的遗憾。所以我希望学校能把实习的时间调整一下，尽量把相关的实习放在一起。例如;我们这个实习和上学期的那个实习有很多相关的地方，为什么不放在一起呢？
2、实习的场所及设备，这同样是让学生和老师头疼的地方，我就深有感触，每次实习我们都是几个人一组，做实验的时候也是。因为几个人一组共用一套设备，而时间又只有那么多，所以每个人都操作并且操作很熟练是很难的，所以经常会有这样的情况，就是一个组从头到尾都是一个人在做，另外的人就仅仅在旁边看下，到最后要结束的时候再去操作下，这样是压根学不到东西的。
3、实习的内容，我的想法是重要的实习和课程尽量在大二完成，一些辅助性课程尽量在大一完成，大三则是可以上一些选秀的课程，因为大三我们本来就只有半学期的时间，这中间还有找工作，而且大学要结束了，重心肯定都会放在找工作上，所以大三的课程尽量辅助性强而不那么重要好些，选修课是最好的，而且尽力哦昂不要有重要的实习，例如我们这次的实习。
好的结束，新的开始。时间不停。

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