PLC实验报告6231937

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 西门子PCS 7过程控制实验报告

院系：电子电气工程学院

学号:

姓名：屠沪杰

完成时间：2013.1.10

一．过程控制绪论

过程控制系统是以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。这里“过程”是指在生产装置或设备中进行的物质和能量的相互作用和转换过程。表征过程的主要参量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。通过对过程参量的控制，可使生产过程中产品的产量增加、质量提高和能耗减少。一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式，这是过程控制的主要方式。

过程控制在石油、化工、电力、冶金等部门有广泛的应用。20世纪50年代，过程控制主要用于使生产过程中的一些参量保持不变，从而保证产量和质量稳定。60年代，随着各种组合仪表和巡回检测装置的出现，过程控制已开始过渡到集中监视、操作和控制。70年代，出现了过程控制最优化与管理调度自动化相结合的多级计算机控制系统。80年代，过程控制系统开始与过程信息系统相结合，具有更多的功能。

西门子PCS 7系统是完全无缝集成的自动化解决方案。可以应用于所有工业领域,包括过程工业，制造工业，混合工业以及工业所涉及的所有制造和过程自动化产品。作为先进的过程控制系统，SIMATIC PCS7 形成了一个带有典型过程组态特征的全集成系统。

现场总线技术的出现使传统的控制系统结构产生了革命性的变化，使自控系统朝着智能化、数字化、信息化、网络化、分散化的方向迈进，形成新型的网络集成式全分布式控制系统——现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System）。

现场总线实现了微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信，因为其开放式、数字化、多站点通信、低带宽的特性。所以可以很方便地与因特网（Internet）、企业内部网（Internet）相连。

随着近年来现场总线控制技术的日益成熟和完善，其在工业现场的应用已经

非常普遍，本实验所要解决的问题使实验者了解和感受这种能体现现代控制主流的技术，形成一定的完成过程控制工程项目的能力。

实验室中使用现场总线控制系统，是在原有传统的过程控制实验装置基础上，通过PROFIBUS协议进行数据传输和交换的现场总线模块替代常规的现场检测和变送装置，采用工业以太网与上位机进行通讯和远程控制，从而使整个控制系统实现了网络化和数字化

二．过程控制实验系统

2.1系统简介

现场总线控制系统是基于PROFIBUS和工业以太网通讯协议、在传统过程控制实验装置的基础上升级而成的新一代过程控制系统。

整个实验装置分为上位控制系统和控制对象两部分，PC机上安装了5611网卡，因此也可以使用现场总线的方式与PLC连接。阀门定位器使用PRUFIBUS-PA的通信方式，通过耦合器COUPLER连接到PROFIBUS-DP网络。控制对象总貌图如图所示。

控制对象总貌图

装置具有一系列安全保护体系：

1、三相四线制总电源输入经带漏电保护器装置的三相四线制断路器进入系统电源后又分为三相电源支路和三个不同相的单相支路，每一支路都带有各自三相、单相断路器。总电源设有三相通电指示灯和380V三相电压指示表，三相带灯熔断器作为断相指示。

2、控制屏电源由接触器通过起、停按钮进行控制。

屏上装有一套电压型漏电保护装置和一套电流型漏电保护装置。控制屏内或强电的输出（包括实验中的连线）若有漏电现象，即告警并切断总电源，以确保实验安全。

3、控制屏设有服务管理器（即定时器兼报警记录仪），为指导老师对学生实验技能的考核提供一个统一的标准。

4、各种电源及各种仪表均有可靠的保护功能。

5、实验强电接线插头采用封闭式结构，防止触电事故的发生。

6、强、弱电连线插头采用不同的结构插头，以防止强弱电用电插头的混淆。

系统有几个特点

1.被控参数全面,涵盖了连续性工业生产过程中的液位、压力、流量及温度等典型参数。

2.本装置由控制对象、综合上位控制系统、上位监控计算机三部分组成。

3.真实性、直观性、综合性强，控制对象组件全部来源于工业现场。

4.执行器中既有气动调节阀，又有变频器、可控硅移相调压装置，调节系统除了有设定值阶跃扰动外，还可以通过对象中电磁阀和手动操作阀制造各种扰动。

5.一个被调参数可在不同动力源、不同执行器、不同的工艺管路下演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣。

6.系统设计时使2个信号在本对象中存在着相互耦合，二者同时需要对原独立调节系统的被调参数进行整定，或进行解耦实验，以符合工业实际的性能要求。

7.能进行单变量到多变量控制系统及复杂过程控制系统实验。

8.各种控制算法和调节规律在开放的实验软件平台上都可以实现。

2.2被控对象

被控对象由不锈钢储水箱、圆筒形有机玻璃水箱和敷塑不锈钢管路组成。1、水箱：水箱采用优质淡蓝色圆筒型有机玻璃，不但坚实耐用，而且透明度高，便于学生直能接观察到液位的变化和记录结果。水箱尺寸均为：d=25cm,”项，则右边窗口中会出现“Hardware”和“CPU317-2DP(1)”两个图标，双击图标“Hardware”，打开硬件配置窗口如图所示。

2、整个硬件配置窗口分为四部分，左上方为模块机架，左下方为机架上模块的详细内容，右上方是硬件列表，右下方是硬件列表中具体某个模块的功能说明和订货号。

3、要配置一个新模块，首先要确定模块放置在机架上的什么地方，再在硬件列表中找到相对应的模块，双击模块或者按住鼠标左键拖动模块到安放位置，放好后，会自动弹出模块属性对话框，设置好模块的地址和其他参数即可。

4、按照上面的步骤，逐一按照实际硬件排放顺序配置好所有的模块，编译通过后，保存所配置的硬件。

3.2.3建立在线连接

PGPC与PLC之间有多种接口方式，每种接口都需要进行相应的参数设置（如通信的波特率等）。在STEP 7安装过程中，会提示用户设置PCPG接口的参数，在安装完成后，可以通过以下几种方式打开该对话框。

点击Windows的[开始][MIMATIC][STEP7][Setting the PG-PC Interface] 点击Windows的[控制面板] [Setting the PGPC Interface]

打开SIMATIC Manager后，点击菜单[Option][Set PGPC Interface]