2019年“西門子杯”中國(guó)智能制造挑戰(zhàn)賽智能制造工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用類賽項(xiàng)：流程行業(yè)自動(dòng)化方向

“西門子杯”中國(guó)智能制造挑戰(zhàn)賽2019年“西門子杯”中國(guó)智能制造挑戰(zhàn)賽智能制造工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用類賽項(xiàng)：流程行業(yè)自動(dòng)化方向初賽練習(xí)注意事項(xiàng)一、工藝流程說(shuō)明2019年反應(yīng)器對(duì)象去除了預(yù)熱器，增加了蒸汽加熱管線。在反應(yīng)初始階段，反應(yīng)器R101采用夾套蒸汽加熱。之后反應(yīng)放熱強(qiáng)烈，反應(yīng)器R101采用內(nèi)盤管式水冷卻。這部分的開車流程建議如下：（1）當(dāng)反應(yīng)器R101達(dá)到一定液位時(shí)，打開反應(yīng)器R101夾套加熱蒸汽管線閥門及凝結(jié)水管線閥門，夾套通入加熱蒸汽使反應(yīng)器物料升溫誘發(fā)反應(yīng)。（2）當(dāng)反應(yīng)物料達(dá)到活化溫度后，關(guān)閉反應(yīng)器R101夾套加熱蒸汽管線閥門及凝結(jié)水管線閥門，停止進(jìn)加熱蒸汽。原料A、B在催化劑C作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成產(chǎn)品D及副產(chǎn)物E，并放出大量熱能。此外，以下對(duì)物料循環(huán)回收工藝也做簡(jiǎn)要說(shuō)明：1、閃蒸罐罐頂部的閥門PV1102為抽真空閥，它的作用是在閃蒸罐未閃蒸前，提前通過(guò)真空泵P104與此閥門，將閃蒸罐內(nèi)的壓力降低到大氣壓下，如20-40kpa，然后就可以關(guān)閉。2、閃蒸罐頂部額閥門PV1101是用來(lái)回收閃蒸產(chǎn)生的A物料，當(dāng)閃蒸罐開始閃蒸時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)P104與此閥門，將閃蒸產(chǎn)生的以A物料為主的氣相引入到冷凝器（此時(shí)冷凝器的冷卻水應(yīng)該打開），然后變成液相進(jìn)入到冷凝罐，待冷凝罐建立液位后，通過(guò)循環(huán)泵打到混合罐內(nèi)。3、因?yàn)镻V1102與PV1101的作用與投用時(shí)間完全不同，因此不要同時(shí)打開這兩個(gè)閥門。4、整個(gè)系統(tǒng)有一定的設(shè)計(jì)工藝與穩(wěn)態(tài)要求，開車時(shí)，切記閥門開度大起大落，如一開始就把所有閥門開到最大，應(yīng)當(dāng)緩緩調(diào)節(jié)，慢慢提高負(fù)荷。5、綜上，這部分的開車流程建議如下：（1）在開車開始階段，提前通過(guò)真空泵P104與閥門PV1102，將閃蒸罐內(nèi)的壓力降低到大氣壓下，如20-40kpa，然后就可以關(guān)閉。（2）反應(yīng)器進(jìn)料，慢慢反應(yīng)，溫度上升，上升到一定溫度（或反應(yīng)器液位到一定高度），將反應(yīng)器底部物料打入閃蒸罐，此時(shí)，可能還未閃蒸，隨著溫度的升高，開始閃蒸（表現(xiàn)為閃蒸罐的壓力開始增大）。（3）當(dāng)閃蒸罐開始閃蒸時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)P104與閥門PV1101，將閃蒸產(chǎn)生的以A物料為主的氣相引入到冷凝器（此時(shí)冷凝器的冷卻水應(yīng)該打開），然后變成液相進(jìn)入到冷凝罐，待冷凝罐建立液位后，通過(guò)循環(huán)泵打到混合罐內(nèi)。（4）一旦出現(xiàn)冷凝罐壓力太大（往往是因?yàn)檫M(jìn)入的物料沒有冷凝或者冷凝不夠，呈現(xiàn)氣相），可以通過(guò)打開冷凝罐排氣閥排氣，回到常壓后，再關(guān)閉。二、練習(xí)/比賽流程及SMPT1000軟件操作（1）每組比賽總時(shí)間為3小時(shí)，進(jìn)行比賽評(píng)分的時(shí)間為40分鐘。（2）參賽隊(duì)申請(qǐng)比賽后，邊裁操作SMPT1000軟件，打開參賽隊(duì)對(duì)應(yīng)的比賽工程，如下圖所示：

（3）打開工程后，點(diǎn)擊開始按鈕，參賽隊(duì)員點(diǎn)擊自己的控制程序的開始按鈕，比賽開始。如下圖所示：（4）比賽40分鐘到時(shí)后，SMTP1000軟件會(huì)有如下提示：（5）點(diǎn)擊“確定”按鈕，點(diǎn)擊SMPT1000的停止按鈕。如下圖所示：

（6）點(diǎn)擊菜單中的“提交并查看結(jié)果”，如下圖所示：（7）點(diǎn)擊“提交并查看結(jié)果后”，彈出提示，如下圖所示：（8）點(diǎn)擊“是”，彈出輸入?yún)①愱?duì)編號(hào)對(duì)話框，如下圖所示：（9）輸入?yún)①愱?duì)編號(hào)，隊(duì)伍的唯一編號(hào)（官網(wǎng)個(gè)人主頁(yè)中我的隊(duì)伍：十位編號(hào)）。點(diǎn)擊確定，彈出評(píng)分結(jié)果界面，如下圖所示：（10）查看結(jié)果后，點(diǎn)擊“輸出到EXCEL按鈕”，可以將結(jié)果輸出到EXCEL文件，如下圖所示：（11）選擇文件保存的目錄，將評(píng)分結(jié)果保存。（12）分賽區(qū)練習(xí)期間，按照上述流程，正確輸入?yún)①愱?duì)編號(hào)后，即可將本次練習(xí)的成績(jī)上傳到官網(wǎng)，官網(wǎng)參賽隊(duì)主頁(yè)可查看全國(guó)各隊(duì)伍練習(xí)的成績(jī)情況。

三、SMPT1000軟件的更新1.分賽區(qū)比賽前，需要更新最新的SMPT1000程序，更新的時(shí)候，首先在控制面板里刪除卸載原有的SMPT1000軟件；然后點(diǎn)擊新的安裝包，選擇自定義安裝，在安裝內(nèi)容中，勾選SMPT1000，別的不要勾選，完成安裝。（1）第一次安裝原工控機(jī)上沒有SMPT1000軟件，直接點(diǎn)擊新的安裝包，選擇自定義安裝，選擇安裝目錄（默認(rèn)C:\ProgramFiles\），在安裝內(nèi)容中，勾選所有項(xiàng)，如下圖所示，依次完成安裝。（2）更新最新的SMPT1000程序更新的時(shí)候，首先在控制面板里刪除卸載原有的SMPT1000軟件。確保之前安裝目錄，如C:\ProgramFiles\下，已沒有SMPT1000文件夾，如有，手動(dòng)刪除。然后點(diǎn)擊新的安裝包，選擇自定義安裝，選擇安裝目錄（默認(rèn)C:\ProgramFiles\），在安裝內(nèi)容中，勾選SMPT1000，別的不要勾選，如下圖所示，然后完成安裝。四、硬件組態(tài)常見問(wèn)題硬件組態(tài)問(wèn)題：1.Profibus總線組態(tài)的與實(shí)際設(shè)備不符。錯(cuò)誤示例：例如實(shí)際設(shè)備使用的是plc的dp口，而硬件組態(tài)組的是mpi/dp口。正確操作：實(shí)際設(shè)備接的是dp口，組態(tài)就組dp；實(shí)際設(shè)備接的是mpi/dp口，組態(tài)就組mpi/dp口。。2.組態(tài)的pm125地址與實(shí)際不符。錯(cuò)誤示例：例如實(shí)際設(shè)備上設(shè)置的pm125地址是07，而硬件組態(tài)組的地址是10。正確操作：實(shí)際設(shè)備的pm125地址是多少，硬件組態(tài)的地址就設(shè)為多少。3.組態(tài)的cpu與實(shí)際cpu不符。錯(cuò)誤示例：例如實(shí)際設(shè)備為412-5的cpu，而硬件組態(tài)組的是412-3的cpu。正確操作：實(shí)際設(shè)備的cpu型號(hào)是多少，硬件組態(tài)就組同一型號(hào)的cpu。具體辦法：在本硬件組態(tài)中cpu為414-5H，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備為412-5H。注：這里只是介紹更換CPU的方法，換別的類型CPU方法大致相同右鍵CPU，選擇ReplaseObject…選擇ReplaseObject…后會(huì)彈出可更換的CPU，選擇412-5H選擇完412-5HCPU后會(huì)彈出CPU的可選版本號(hào)選擇需要的版本后會(huì)彈出確認(rèn)更換的選項(xiàng)，點(diǎn)OK換完后硬件組態(tài)視圖如圖，CPU已更改為412-5H此時(shí)，CPU雖然已經(jīng)換好了，但其程序文件夾的名字尚未更改，進(jìn)入硬件組態(tài)界面點(diǎn)擊編譯，完成修改現(xiàn)在是已經(jīng)修改好了的視圖這個(gè)時(shí)候有些同學(xué)會(huì)問(wèn)：那替換目錄沒有與現(xiàn)場(chǎng)相同的CPU怎么辦？問(wèn)得好，接下來(lái)我給大家介紹替換目錄沒有的CPU更換的方法注：這里只是介紹更換CPU的方法，換別的類型CPU方法大致相同此處為舉例，現(xiàn)在我們組態(tài)的是412-5的CPU，現(xiàn)場(chǎng)是414-4H右鍵CPU，選擇Delete彈出問(wèn)你是否確認(rèn)要?jiǎng)h除CPU，點(diǎn)YES此處點(diǎn)yes此處問(wèn)是否要?jiǎng)h除組態(tài)，點(diǎn)yes此處問(wèn)是否刪除程序，點(diǎn)No刪除完后視圖，點(diǎn)編譯發(fā)現(xiàn)原CPU中的程序在400站的外面，先暫時(shí)不管到硬件組態(tài)界面的右側(cè)視圖里找到與實(shí)際設(shè)備相符的CPU，這里是414-4H，將其拖拽到原來(lái)CPU在機(jī)架上的位置，會(huì)彈出地址設(shè)置以及總線選擇，按你自己的需求填寫地址，選上PROFIBUS總線選上PM125所在總線，點(diǎn)OK添加完CPU后如圖，有的同學(xué)可能說(shuō)這里沒有網(wǎng)絡(luò)連接的地方，這個(gè)這里不做介紹了，大家按照自己實(shí)際的設(shè)備組就行添加完CPU后的組件視圖，細(xì)心的你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)這里有兩個(gè)S7程序文件夾提示：在接下來(lái)的兩個(gè)步驟中你一定要注意刪除的S7文件夾是哪一個(gè)，不要?jiǎng)h錯(cuò)了哦有我們程序的文件夾并未在CPU目錄下面，這個(gè)時(shí)候不要慌張；我們把CPU目錄下的S7程序文件夾刪除后，再把我們前面寫的S7程序文件夾拖進(jìn)CPU目錄下就行了到了這一步，細(xì)心的你可能又會(huì)發(fā)現(xiàn)，S7程序還是有兩個(gè)，而且CFC,SFC都成了兩個(gè)，這個(gè)時(shí)候我們只需要保留CPU目錄下的S7程序就行，將CPU外面的S7程序文件夾刪除就行這時(shí)候你就會(huì)發(fā)現(xiàn)cfc，sfc也變成了一個(gè)到這里，換CPU的方法已經(jīng)介紹完了，我相信你已經(jīng)掌握了更換CPU的技巧啦。4.pm125內(nèi)模塊添加的順序有誤。正確操作：組態(tài)pm125內(nèi)部數(shù)據(jù)模塊時(shí)，應(yīng)按照如下順序添加，DIAIDOAO。5.使用cp模塊實(shí)現(xiàn)通訊時(shí)（將網(wǎng)線連接在調(diào)試計(jì)算機(jī)和CP模塊之間），硬件組態(tài)未組態(tài)CP模塊或組態(tài)的型號(hào)與實(shí)際設(shè)備不一致。正確操作：按照使用的實(shí)際CP模塊組態(tài)CP模塊即可。網(wǎng)卡設(shè)置問(wèn)題：通訊方式的選擇應(yīng)與硬件組態(tài)一致6.當(dāng)使用IP通訊時(shí)，應(yīng)選擇TCP/IPRealtekPCIe……通訊方式，并將調(diào)試計(jì)算機(jī)的IP地址設(shè)為同一網(wǎng)段的IP。使用IP通訊還有一點(diǎn)要注意的是，PLC的cpu模塊上有網(wǎng)口，CP模塊上也有網(wǎng)口，連接網(wǎng)線時(shí)應(yīng)與硬件組態(tài)的設(shè)置一致。（硬件組態(tài)組的是CPU上的PN/IO，則實(shí)際的網(wǎng)線要與CPU的網(wǎng)口相連；若組的是CP模塊上的PN/IO，則實(shí)際的網(wǎng)線要與CP模塊上的網(wǎng)口相連）。7.當(dāng)使用MAC地址通訊時(shí)，應(yīng)選擇網(wǎng)線的ISORealtek……通訊方式。使用MAC通訊時(shí)，網(wǎng)線連接在CP與調(diào)試計(jì)算機(jī)之間。PM125通訊塊影響通訊問(wèn)題：可能原因：（1）pm125通訊塊編寫有誤。（2）pm125通訊塊未在CFC中進(jìn)行調(diào)用。（3）pm125通訊塊調(diào)用后未下載CFC。8.按下SMPT-1000仿真軟件運(yùn)行按鈕，發(fā)現(xiàn)PM125左下角TX燈與RX燈都不閃爍，列出可能的故障原因以及如何處理，至少列出三種。RX燈不閃爍，TX燈肯定也不閃爍；而RX燈只與仿真對(duì)象這一側(cè)有關(guān)，所以先解除RX燈的故障，可能的原因有：（1）PROFIBUSDP通訊軟件未運(yùn)行或異常退出了；（2）PROFIBUSDP通訊軟件設(shè)置不正確：串口號(hào)、模塊類型等；（波特率不對(duì)，RX燈也會(huì)閃）（3）工控機(jī)背面串口連接松動(dòng)，導(dǎo)致信號(hào)中斷；（4）PM125被誤操作后顯示“AD”或“CF”字樣，不顯示數(shù)字地址，因而未處于工作狀態(tài)；（5）PM125下方接線端子松動(dòng)；處理：原因（4），在PM125上有個(gè)黑色圓形按鈕，通過(guò)連續(xù)按或長(zhǎng)按可讓PM125顯示在“AD”、“CF”和地址之間跳變。9.PCS7軟件操作：進(jìn)行硬件組態(tài)下載時(shí)，彈出對(duì)話框顯示無(wú)法與模塊建立連接，請(qǐng)寫出你的處理步驟。出現(xiàn)這種問(wèn)題大部分是因?yàn)镻G/PC接口設(shè)置問(wèn)題，處理步驟如下：（1）查看“PG/PC”接口設(shè)置的是否是TCP/IP或者ISO方式中的一種。（2）如果是先用“Editethernet”掃描一下看能否找到相連的CPU或者CP節(jié)點(diǎn)。若能，則檢查硬件組態(tài)里設(shè)置的是IP還是MAC，是否與PG/PC接口的一致。若不能，檢查一下網(wǎng)絡(luò)連接是否正常、更換一下CPU或者CP上的網(wǎng)口等。（3）如果不是，設(shè)置的PG/PC接口是“PCInternal(Local)”，則需要先進(jìn)行PCStation的下載；或者將PG/PC接口改為ISO方式即可。10.PCS7硬件組態(tài)下載完成后，CPU上報(bào)“EXTF”故障燈，且“BUS1F”故障燈閃爍，請(qǐng)寫出可能的故障原因以及如何處理，至少列出三種?！癇US1F”故障燈閃爍表明是總線故障，在初賽時(shí)，肯定是和PM125的通訊故障，此時(shí)觀察PM125，左上角“PBF”紅燈肯定亮起?？赡艿脑颍海?）PM125的PROFIBUSDP地址組態(tài)不正確；（2）PM125組態(tài)的DP網(wǎng)絡(luò)與實(shí)際的不一致；（3）PM125的DP插頭松動(dòng)或者CPU一側(cè)的插頭松動(dòng)；排除上述故障后，“BUS1F”故障燈熄滅，“EXTF”故障燈也應(yīng)熄滅。若“EXTF”故障燈仍未熄滅，只要CPU“RUN”指示燈為綠色仍可正常運(yùn)行。11.PCS7硬件組態(tài)下載后，CPU未報(bào)故障燈，但是在硬件組態(tài)界面內(nèi)進(jìn)行通訊測(cè)試時(shí)未收到數(shù)據(jù)，列出可能的原因，至少列出三種。CPU未報(bào)故障燈，表明硬件組態(tài)正確，而通訊測(cè)試時(shí)未收到數(shù)據(jù)，可能的原因：（1）最主要的是看PM125的RX燈是否閃爍，若不閃，則原因見第三題。（2）若RX燈閃爍，看看被控對(duì)象發(fā)出的數(shù)據(jù)是否有不為0的數(shù)據(jù)；若全為0，則會(huì)造成未收到數(shù)據(jù)的假象。（3）PROFIBUSDP配置軟件的波特率設(shè)置也可能不正確。（4）PM125的輸入輸出IO組態(tài)有問(wèn)題。12.PCS7硬件組態(tài)下載后，CPU未報(bào)故障燈，且在硬件組態(tài)界面內(nèi)進(jìn)行通訊測(cè)試時(shí)可收到數(shù)據(jù)，但發(fā)出的數(shù)據(jù)，SMPT-1000軟件卻未收到，列出可能的原因，至少列出三種。CPU未報(bào)故障燈，且測(cè)試時(shí)能收到數(shù)據(jù)，說(shuō)明硬件、PROFIBUSDP設(shè)置肯定是沒有問(wèn)題的，但PCS7發(fā)出的數(shù)據(jù)，SMPT-1000軟件卻未收到，可能的原因：（1）首先看下PM125的TX燈是否閃爍，若閃爍，則可能是PROFIBUSDP軟件收到了，但SMPT-1000軟件由于閥門通訊方式的設(shè)置不正確，所以沒收到。（2）若TX燈不閃爍，可能PCS7的通訊程序編寫有誤；（3）若TX燈不閃爍，可能PCS7的通訊程序編寫后，未成功調(diào)用（放到CFC里調(diào)用）。對(duì)于原因（2）和（3），可在硬件組態(tài)里監(jiān)測(cè)一下DI和DO模塊，看I0.0~0.7是否會(huì)跳變；看Q0.0是否會(huì)跳變，Q0.0~0.7所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)值是否為發(fā)送字節(jié)個(gè)數(shù)。

六、常見問(wèn)題匯總：1、為什么練習(xí)或比賽時(shí)，SMPT1000啟后，我的SFC還未啟動(dòng)，就有一些閥門開度傳過(guò)去了？問(wèn)題解析：此閥門或者泵等開關(guān)的開度必定是來(lái)源于PCS7的AO（DO）地址輸出，而在PCS7內(nèi)，一般通過(guò)三種方式可對(duì)AO（DO）地址進(jìn)行賦值輸出：1）硬件組態(tài)內(nèi)的“Modify”；2）在SFC程序內(nèi)進(jìn)行賦值；3）在CFC程序內(nèi)進(jìn)行賦值。如果通過(guò)1）和2）對(duì)AO（DO）地址進(jìn)行了賦值，那么重新下載一次SFC程序即可，注意，只要在SFC或CFC任一個(gè)程序窗口內(nèi)點(diǎn)擊下載，將會(huì)下載所有的CFC和SFC程序。如果通過(guò)3）對(duì)AO（DO）地址進(jìn)行了賦值，則必須在CFC程序內(nèi)將AO（DO）地址進(jìn)行清零操作，如通過(guò)PID的“Man”管腳將AO（DO）地址賦值后，則必須再通過(guò)該管腳將AO（DO）地址清零。所以，為了避免之前的數(shù)據(jù)對(duì)比賽造成影響，選手應(yīng)該明白以上原理，并相應(yīng)的進(jìn)行如下操作：重新下載SFC程序；通過(guò)硬件組態(tài)內(nèi)的“Monitor”監(jiān)視所有的AO（DO）地址，若還有數(shù)據(jù)不為0的輸出點(diǎn)，在CFC內(nèi)通過(guò)交叉引用或者手動(dòng)查詢對(duì)該AO（DO）地址進(jìn)行了賦值的程序部分，將該地址清零。以AO地址為例操作步驟如下（軟件版本PCS78.0SP1）：在硬件組態(tài)內(nèi)，選中AO地址所在行，右鍵彈出菜單“Monitor/Modify”：在彈出的界面中勾選“Monitor”，發(fā)現(xiàn)仍有地址數(shù)據(jù)不為0，地址為“QW516”打開任一CFC程序，找到菜單欄“Options->ChartReferenceData”，單擊進(jìn)入；在彈出的對(duì)話框中，單擊圖示部分“1”處，將列出所有地址的交叉引用表，此處“QW516”只有一處引用，單擊改行，則跳轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)程序。點(diǎn)擊“1”處進(jìn)入測(cè)試模式，可以看到，因?yàn)椤?”處“Man”管腳有賦值50，所以最終導(dǎo)致“6”處“QW516”的輸出不為0。在測(cè)試模式下直接將“Man”管腳的值改為“0”。如何調(diào)出