基于plc和wincc的温度控制系统设计

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1、第34卷(2006)第6期计算机与数字工程135
基于PLC和WinCC的温度控制系统设计杨军答嘉曦余调琴熊永前(华中科技大学控制科学与工程系武汉430074)摘要介绍了一种基于SIMATICPLC和WinCC的温度控制系统的设计和开发。详细阐述了系统的功能、硬件组成、通信以及软件设计。经过系统仿真和组装实验,该系统完全达到设计要求。关键词PLCWinCC过程控制PID控制中图分类号TP273DesignofTemperatureContr

2、olSystemsBasedonPLCandWinCCYangJunDaJiaxiYuTiaoqinXiongYongqian(Dept.ofControlScience&Engineering,HUST,Wuhan430074)AbstractThispaperdiscussesasupervisionsystemfortemperaturecontrolimplementedbySIMATICPLCandWinCC.Thefunctionofthesystem,hardwareconstitution,communic

3、ationandsoftwaredesignaredescribedindetails.Thesystemhasalreadybeentestified,anditworkswell.KeywordsPLC,WinCC,ProcessControl,PIDControlClassnumberTP273常选用PLC作为现场的控制设备,用于数据采集1引言与处理、逻辑判断、输出控制;而上位机则是利用HMI/SCADA软件来完成工业控制状态、流程和参当前化工行业的生产实际中,通过蒸汽对压力[1]数的显示,实现监控、管理、分析和存储等功

4、能。容器内的物料进行加温/恒温反应处理的方法应用这种监控系统充分利用了PLC和计算机各自的特非常广泛。特别是在中小化工企业中,该方法成本点,得到了广泛的应用。在这种方式的基础上和湖较低、操作简单而被大量采用。但是,目前大部分北省某化工企业合作,对其蒸煮工段球形压力容器企业自动化程度很低,仍然采用落后的人工操作来的温度控制系统进行了技术改造。以基于PLC的控制压力容器的升温/恒温过程,控制精度很低,阻碍了产品质量的进一步提高。同时,生产效率较下位机和完成HMI/SCADA功能的上位机相结合,低;工人劳动强度较大;管理分散,无法做到集中

5、监构建成分布式控制系统,实现了蒸球升温/恒温的控各个压力容器的生产运行情况。随着工业自动自动控制和集中监控。程度的日益提高,对控制精度和运行管理的要求也2系统的总体设计[2],[3]越来越高。因此,对现有设备升温/恒温监控和管理进行改造和改善就势在必行。通过设备改造,达蒸煮工段有3个蒸球,都是由锅炉通过管道将到提高控制精度和产品质量、减轻工人劳动强度、蒸汽送入,并由进蒸汽调节阀和排蒸汽调节阀对蒸提高自动化水平及经济效益的目标。球内的物料进行升温/恒温控制。系统需要监控的在工业自动化领域内,PLC(可编程控制器)以参数有:蒸球的温度

6、,蒸球的压力,电机电压,电机其可靠性高,抗干扰能力强,编程简单,功能强,性电流,调节阀开度位置信号、位置开关信号等参数。能价格比高,体积小能耗低等显著特点广泛应用于为了检测和控制这些运行参数,分别在配电室,电现代工业的自动控制之中。目前的工业控制中,常机和蒸球上安装电流,电压,温度,压力变送器,并
收到本文时间:2005年8月4日136基于PLC和WinCC的温度控制系统设计第34卷将调节阀执行机构信号线接入PLC输出端口,通块提供4个模拟量输入和1个模拟量输出。过4-2

7、0mA的标准电流信号来控制阀门开度。2.4通讯方式经过对工业现场设备控制逻辑关系的分析和S7-200CPU不仅支持简单的网络,而且支持归纳,在系统的总体设计上我们采用集中监测,分比较复杂的网络,它支持多种网络协议,如点对点散控制的原则。即各个车间按照操作需求配备操接口(PPI)、多点接口(MPI)和PROFIBUS。在开放作员面板(OperatorPanel)用来提供蒸球顺序控制系统互联模型(OSI)七层模式通讯结构的基础上,和测量/状态数据实时监视;而将所有PLC收集的这些协议在一个令牌环网络上实现。这些协议都现场数据以及PLC本

8、身的状态数据通过总线网络是基于字符的异步通信协议,带有1位起始位、8集中到总控计算机,用总控计算机的组态软件来实位数据位、偶校验和1个停止位。现控制系统的全局范围的动态监测和现场数据分S7-200系列CPU中CPU222、CPU224