項(xiàng)目二加熱反應(yīng)爐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、項(xiàng)目二項(xiàng)目二 加熱反應(yīng)爐系統(tǒng)設(shè)計(jì)加熱反應(yīng)爐系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、教學(xué)目標(biāo)一、教學(xué)目標(biāo)終極目標(biāo)：能夠完成終極目標(biāo)：能夠完成MCGS安全機(jī)制設(shè)定及多臺(tái)安全機(jī)制設(shè)定及多臺(tái)PLC的連接的連接方法及數(shù)字方法及數(shù)字/模擬量的處理，掌握與大型生產(chǎn)設(shè)備的組態(tài)模擬量的處理，掌握與大型生產(chǎn)設(shè)備的組態(tài)控制方式?？刂品绞?。 促成目標(biāo)促成目標(biāo):掌握上位機(jī)界面設(shè)計(jì)及數(shù)字掌握上位機(jī)界面設(shè)計(jì)及數(shù)字/模擬量的處理方法模擬量的處理方法掌握組態(tài)軟件與多臺(tái)掌握組態(tài)軟件與多臺(tái)PLC連接連接1. 掌握掌握MCGS組態(tài)軟件安全機(jī)制設(shè)定組態(tài)軟件安全機(jī)制設(shè)定二、工作任務(wù)二、工作任務(wù)完成完成MCGS-S7200加熱反應(yīng)爐監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)加熱反應(yīng)爐監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)

2、計(jì)圖圖2-1 加熱反應(yīng)爐監(jiān)控系統(tǒng)加熱反應(yīng)爐監(jiān)控系統(tǒng) 模塊模塊1 工程分析工程分析 一、教學(xué)目標(biāo)一、教學(xué)目標(biāo)終極目標(biāo)：能完成MCGS工程的分析 。促成目標(biāo): 完成工程分析定義數(shù)據(jù)對(duì)象二、工作任務(wù)二、工作任務(wù) 完成加熱反應(yīng)爐的工程分析三、能力訓(xùn)練三、能力訓(xùn)練（一）系統(tǒng)控制要求：（一）系統(tǒng)控制要求：流程流程:按啟動(dòng)按鈕后，系統(tǒng)運(yùn)行；按停止按鈕后，系統(tǒng)停止。兩者信號(hào)總相反。 送料控制送料控制檢測(cè)下液面X1、爐內(nèi)溫度X3、爐內(nèi)壓力X4是否都小于給定值（都為“0”）。若是，則開啟排氣閥Y1和進(jìn)料閥Y2。當(dāng)液位上升到上液面X3時(shí)，應(yīng)關(guān)閉排氣閥Y1和進(jìn)料閥Y2。延時(shí)10s，開啟氮?dú)忾yY3，氮?dú)膺M(jìn)入反應(yīng)爐，爐內(nèi)

3、壓力上升。當(dāng)壓力上升到給定值時(shí)，即X4=1，關(guān)斷氮?dú)忾y，送料結(jié)束。加熱反應(yīng)控制加熱反應(yīng)控制接通加熱爐電源Y5。當(dāng)溫度升到給定值時(shí)（此時(shí)信號(hào)X2=1），切斷加熱電源，加熱過(guò)程結(jié)束。泄放控制泄放控制延時(shí)10s，打開排氣閥Y1，使?fàn)t內(nèi)壓力降到給定值以下（此時(shí) X4=0）。打開瀉放閥Y4，當(dāng)爐內(nèi)溶液降到下液面以下（此時(shí)X1=0），關(guān)閉瀉放閥Y4和排氣閥Y1。系統(tǒng)恢復(fù)到原始狀態(tài)，準(zhǔn)備進(jìn)入下一個(gè)循環(huán) MCGS數(shù)據(jù)對(duì)象一覽表 角度=角度+3.14/180*2IF 角度=3.14 THEN 角度=-3.14ELSE 角度=角度+3.14/180*2ENDIF日期=$Date時(shí)間=$Time把“標(biāo)注”改為：封面

4、動(dòng)畫日期時(shí)間。l（一）理論題 l1組建新工程的一般有哪些步驟？l2根據(jù)系統(tǒng)控制要求列出輸出/輸入變量表。l（二） 實(shí)踐題l1參考圖2-1完成加熱反應(yīng)爐監(jiān)控系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)。l2根據(jù)表2-2完成MCGS數(shù)據(jù)對(duì)象定義。一、教學(xué)目標(biāo)一、教學(xué)目標(biāo)l終極目標(biāo)：能完成組態(tài)控制上位機(jī)設(shè)計(jì)l促成目標(biāo)：l1、掌握界面及腳本程序設(shè)計(jì)。l 2、掌握組態(tài)策略設(shè)計(jì) 二、工作任務(wù)二、工作任務(wù)1.完成加熱反應(yīng)爐的上位機(jī)設(shè)計(jì) l （一）MCGS界面制作l1個(gè)用戶窗口：加熱反應(yīng)爐控制系統(tǒng)。主要包括：加熱爐、加熱電阻絲、四個(gè)閥、兩個(gè)液位傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、溫度計(jì)、壓力表、加熱指示燈、流動(dòng)管件、六個(gè)控制按鈕。l3個(gè)策略：?jiǎn)?/p>

5、動(dòng)策略、退出策略、循環(huán)策略 1畫面建立l建立“加熱反應(yīng)爐控制系統(tǒng)”工程文件。l建立“加熱反應(yīng)爐控制” 用戶窗口。l設(shè)置“加熱反應(yīng)爐控制” 用戶窗口為啟動(dòng)窗口，運(yùn)行時(shí)自動(dòng)加載。2編輯畫面l文字框圖制作l圖形繪制l構(gòu)件選取l整體畫面（二）定義數(shù)據(jù)對(duì)象（三）動(dòng)畫連接l按鈕的動(dòng)畫設(shè)置 SB1、SB2 按鈕的動(dòng)畫連接 X1、X2、X3、X4按鈕的設(shè)置 l構(gòu)件動(dòng)畫的設(shè)置 排氣閥、進(jìn)料閥、氮?dú)忾y、泄放閥關(guān)斷或者打開狀態(tài)表示。 溫度傳感器、壓力傳感器、上下液面?zhèn)鞲衅魇欠襁_(dá)到設(shè)定值的動(dòng)畫變化以及電阻絲的加熱狀態(tài)的動(dòng)畫表示。 電熱絲指示燈的動(dòng)畫設(shè)置。 反應(yīng)爐水位變化及管道流動(dòng)變化動(dòng)畫設(shè)置 溫度計(jì)和壓力表動(dòng)畫屬性設(shè)

6、置。 1 定時(shí)器的使用。 循環(huán)策略的組態(tài) 定時(shí)器構(gòu)件的設(shè)定 l數(shù)據(jù)后處理lMCGS中的數(shù)據(jù)后處理，其本質(zhì)上是對(duì)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的處理，MCGS的存盤歷史數(shù)據(jù)庫(kù)是原始數(shù)據(jù)的基本集合，MCGS數(shù)據(jù)后處理就是對(duì)這些原始數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)操作（修改、刪除、添加、查詢等數(shù)據(jù)庫(kù)操作），數(shù)據(jù)后處理的目的是要從這些原始數(shù)據(jù)中提煉出對(duì)用戶真正有用的數(shù)據(jù)和信息并以數(shù)據(jù)報(bào)表的形式展示出來(lái)。對(duì)采集的工程物理量存盤后，需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作和對(duì)存盤的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)，以根據(jù)需要作出各種形式的報(bào)表。l（一）理論題l1什么是數(shù)據(jù)后處理？有什么作用？l2. 數(shù)據(jù)后處理有幾種方式？說(shuō)明MCGS組態(tài)軟件數(shù)據(jù)處理流程。l（二） 實(shí)踐題l 1參考圖

7、2-15，完成界面設(shè)計(jì)，輸入腳本程序，實(shí)現(xiàn)模擬運(yùn)行。l 2參考圖2-28，完成界面設(shè)計(jì)。l教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)l終極目標(biāo)：掌握MCGS 與PLC連接。l促成目標(biāo)：l掌握MCGS設(shè)備窗口的設(shè)置l掌握設(shè)備工具箱的使用l掌握通道連接l工作任務(wù)工作任務(wù)l完成與PLC的連接l掌握MCGS設(shè)備窗口的設(shè)置l控制要求l當(dāng)“水罐1”的液位達(dá)到9米時(shí)，就要把“水泵”關(guān)閉，否則就要自動(dòng)啟動(dòng)“水泵”。當(dāng)“水罐2”的液位不足1米時(shí)，就要自動(dòng)關(guān)閉“出水閥”，否則自動(dòng)開啟“出水閥”。當(dāng)“水罐1”的液位大于1米，同時(shí)“水罐2”的液位小于6米就要自動(dòng)開啟“調(diào)節(jié)閥”，否則自動(dòng)關(guān)閉“調(diào)節(jié)閥”。l2策略組態(tài)l在“運(yùn)行策略”中，雙擊“循環(huán)

8、策略”進(jìn)入，雙擊圖標(biāo)進(jìn)入“策略屬性設(shè)置”，如圖1-29，只需要把“循環(huán)時(shí)間”設(shè)為：200ms， DIP開關(guān)設(shè)置 單臺(tái)PLC與MCGS的PC/PPI 電纜連接 多臺(tái)PLC與MCGS的PC/PPI 電纜連接PLC地址設(shè)置 PLC地址設(shè)置 l數(shù)據(jù)前處理 在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常需要對(duì)從設(shè)備中采集到的數(shù)據(jù)或輸出到設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以得到實(shí)際需要的工程物理量，如從AD通道采集進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)一般都為電壓mV值，需要進(jìn)行量程轉(zhuǎn)換或查表、計(jì)算等處理才能得到所需的工程物理量。MCGS系統(tǒng)對(duì)設(shè)備采集通道的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行八種形式的數(shù)據(jù)處理，包括：多項(xiàng)式計(jì)算、倒數(shù)計(jì)算、開方計(jì)算、濾波處理、工程轉(zhuǎn)換計(jì)算、函數(shù)調(diào)用、標(biāo)準(zhǔn)查表計(jì)算、

9、自定義查表計(jì)算，各種處理可單獨(dú)進(jìn)行也可組合進(jìn)行。MCGS的數(shù)據(jù)前處理與設(shè)備是緊密相關(guān)的，在MCGS設(shè)備窗口下，打開設(shè)備構(gòu)件，設(shè)置其數(shù)據(jù)處理屬性頁(yè)即可進(jìn)行MCGS的數(shù)據(jù)前處理組態(tài)。 l（一）理論題l1什么是數(shù)據(jù)前處理？有什么作用？l2. 數(shù)據(jù)后處理有哪幾種方式？說(shuō)明MCGS設(shè)備驅(qū)動(dòng)分類方法。l（二） 實(shí)踐題l1完成PLC中的通訊參數(shù)和PLC地址設(shè)置。l2完成MCGS PPI 通訊組態(tài)。l3參考圖2-41 、圖2-43，分別完成通道屬性和通道連接設(shè)置。l教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)l終極目標(biāo)：能完成下位機(jī)S7_200設(shè)計(jì)l促成目標(biāo)：能完成下位機(jī)S7_200程序設(shè)計(jì)掌握S7_200PLC擴(kuò)展模塊的連接方法l工作

10、任務(wù)工作任務(wù)l完成下位機(jī)S7_200設(shè)計(jì)，掌握模擬量處理方法 本系統(tǒng)下位機(jī)程序設(shè)計(jì)能完成手動(dòng)控制及讀入模擬輸入量。為考慮知識(shí)的全面性，此模塊內(nèi)爐溫傳感器、壓力傳感器和水位均以模擬信號(hào)輸入方法設(shè)計(jì)。 6ES7 PLC模塊排列 PLC模塊排列 lS7200可編程控制器lS7200可編程控制器是德國(guó)西門子公司研制的一種新型可編程控制器。它工作可靠，功能強(qiáng)，存儲(chǔ)容量大，編程方便，輸出端可直接驅(qū)動(dòng)2A的繼電器或接觸器的線圈，抗干擾能力強(qiáng)。S7-200系列小型PLC(Micro PLC)可應(yīng)用于各種自動(dòng)化系統(tǒng)。緊湊的結(jié)構(gòu)。低廉的成本12b功能強(qiáng)大的指令集使得S7200 PLC成為各種小型控制任務(wù)理想的解決

11、方案。lS7-200系列的PLC的編程軟件lSTEP 7-MicroWIN 32是S7-200系列的PLC的編程軟件可以對(duì)S7200的所有功能進(jìn)行編程。該軟件在WindOW8平臺(tái)上運(yùn)行?；静僮髋comce等標(biāo)準(zhǔn)WindOWS軟件相類似，簡(jiǎn)單、易學(xué)。其基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件任務(wù)。例如創(chuàng)建用戶程序、修改和編輯過(guò)程中編輯器具有簡(jiǎn)單語(yǔ)法檢查功能。還可以直接用軟件設(shè)置PLC的工作方式、參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控。l（一）理論題l1S7-200系列的PLC的編程軟件是什么？S7-200 CPU控制程序的基本構(gòu)成元素有哪些l2. MCGS支持哪些系列的PLC？試說(shuō)出三種。l（二） 實(shí)踐題l1參考圖2-57、圖2

12、-58和圖2-59，完成PLC編程。l2STEP 7-Micro/WIN32的個(gè)人計(jì)算機(jī)和PLC之間建立通訊，將程序下載至該P(yáng)LC。l3參考圖圖2-56系統(tǒng)自動(dòng)控制流程，修改組態(tài)控制程序（控制內(nèi)容可分配到MCGS和S7-200）。l教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)l終極目標(biāo)：掌握MCGS安全機(jī)制l促成目標(biāo)：l掌握操作權(quán)限設(shè)置l掌握系統(tǒng)權(quán)限管理設(shè)置，完成用戶權(quán)限管理、登錄用戶、退出登錄、修改密碼系統(tǒng)、運(yùn)行權(quán)限等設(shè)定l掌握工程加密設(shè)計(jì)l工作任務(wù)工作任務(wù)l完成加熱反應(yīng)爐安全機(jī)制設(shè)定1、定義用戶和用戶組 2、系統(tǒng)權(quán)限管理3、操作權(quán)限管理4、運(yùn)行時(shí)進(jìn)行權(quán)限管理5、保護(hù)工程文件MCGS為什么要有安全機(jī)制？如何進(jìn)行控制的？

13、工業(yè)過(guò)程控制中，應(yīng)該盡量避免由于現(xiàn)場(chǎng)人為的誤操作所引發(fā)的故障或事故，而某些誤操作所帶來(lái)的后果有可能是致命性的。為了防止這類事故的發(fā)生，MCGS組態(tài)軟件提供了一套完善的安全機(jī)制，嚴(yán)格限制各類操作的權(quán)限，使不具備操作資格的人員無(wú)法進(jìn)行操作，從而避免了現(xiàn)場(chǎng)操作的任意性和無(wú)序狀態(tài)，防止因誤操作干擾系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，造成不必要的損失。MCGS組態(tài)軟件的安全管理機(jī)制和Windows NT類似，引入用戶組和用戶的概念來(lái)進(jìn)行權(quán)限的控制。在MCGS中可以：定義無(wú)限多個(gè)用戶組、每個(gè)用戶組中可以包含無(wú)限多個(gè)用戶同一個(gè)用戶可以隸屬于多個(gè)用戶組。l2如何建立安全機(jī)制？lMCGS建立安全機(jī)制的要點(diǎn)是：嚴(yán)格規(guī)定操作權(quán)限，不同類別的操作由不同權(quán)限的人員負(fù)責(zé)，只有獲得相應(yīng)操作權(quán)限的人員，才能進(jìn)行某些功能的操作。例如：l負(fù)責(zé)人才能進(jìn)行用戶和用戶組管理；l只有負(fù)責(zé)人才能進(jìn)行“打開工程”、“退出系統(tǒng)”的操作；l只有負(fù)責(zé)人才能進(jìn)行關(guān)鍵設(shè)備的控制；l普通操作人員只能進(jìn)行基本菜單和按鈕的操作。l（一）理論題l1S7-200系列的