通信与现场总线课程设计报告书

电气工程学院

通信与现场总线课程设计

目录

一：设计任务 (4)

理想模型： (4)

实验中用到的任务模型 (5)

二：力控软件平台建立的实验模型 (5)

三、实验设备与仪器 (6)

四、设计思路与过程 (6)

五、调试和功能 (13)

六、联机调试：C/S方式的远程控制 (26)

七、课设总结与心得 (29)

（一）本次课程设计题目：

通过三维力控组态软件实现对搅拌罐的网络控制

（二）主要容及要求

在组态软件Forecontrol V6.1平台上，通过工业以太网，分别以C/S方式(客户端/服务器)及B/S方式（浏览器/服务器）完成对SIEMENS的可编程序控制器通过工业现场总线PROFIBUS方式与2台SIEMENS MM440变频器控制的三相异步电机的实际工程平台，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。

独立完成，承担系统设计、系统分析、组态软件的学习与编程、网络系统调试等任务，要求提供最终的解决程序（验收）和相关文件，并以报告论文方式说明实现的思路及工程应用前景。

（三）进度安排：

（1）在第一次课堂上了解并知道了Forecontrol V6.1软件的初步使用。

（2）根据相关资料，熟悉并设计并完成客户端组态软件的实际工艺流程界面界面的绘制。

（3）对搅拌罐工程相关控制进行了编程。

（4）熟悉服务器端通信参数的要求，完成C/S的网络控制。

（4）3月30日在实验室完成整个系统的软件调试及最后联机调试。

（5）撰写设计报告。

通过三维力控组态软件实现

对搅拌罐的网络控制

一：设计任务

在组态软件Forecontrol V6.1平台上，通过工业以太网，分别以C/S方式(客户端/服务器)及B/S方式（浏览器/服务器）完成对SIEMENS的可编程序控制器通过工业现场总线PROFIBUS方式与2台SIEMENS MM440变频器控制的三相异步电机的实际工程平台，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。

本次课程设计中，我们主要运用了C/S（客户端/服务器）方式，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。

理想模型：

实验中用到的任务模型

二：力控软件平台建立的实验模型

泵A 、泵B为三相异步电动机控制的进料泵，搅拌机为三相异阀，阀C为排料电磁阀。本地/远程控制开关为I0.0，本地启动按钮I0.1、本地停止按钮I0.2为不带锁的主令开关。报警传感器I0.3、高液位传感器I0.4、低液位传感器I0.5。

➢按启动后，泵A和泵B同时开，A液体和B液体同时进入罐；

➢按A液体和B液体进料比例供料（系统默认进料比例为2：3。

设泵流速为每秒10升/秒，混合液总体积为1000升。泵A完成进料用时T1为40秒；泵B完成进料用时T2为60秒。）；

➢供料完毕后搅拌机工作，搅拌A、B料的混合液体。搅拌时间T3时间（如20秒）到时后，搅拌机停；

➢排料阀C工作，将搅拌好的液体排除；当液位低于低液位时，延时时间T4时间（如20秒）后，阀C关闭；

➢系统进入下一个循环周期，控制流程转入到）泵A和泵B同时开三、实验设备与仪器

（1）所需设备：

①S7-300(CPU314C-2DP) 1台

②计算机（1G存，奔4－200M，40G硬盘）1台

③通信卡CP5611 1个

④变频器MM440 两台

⑤三相异步电机两台

（2）所需软件：

①STEP 7软件V5.3

②力控监控软件Forecontrol V6.0

四、设计思路与过程

1、现场总线

现场总线是指以工厂的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。也就是将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。原来这些机器间的主体配线是ON/OFF、接点信号和模拟信号，通过通讯的数字化，使时间分割、多重化、多点化成为可能，从而实现高性能化、高可靠化、保养简便化、节省配线（配线的共享）。

简单说，现场总线就是以数字通信替代了传统4-20mA模拟信号及普通开关量信号的传输。

2、认识组态软件

组态监控软件，译自英文SCADA,即 Supervisory Control and DataAcquisition(数据采集与监视控制)。它是一些工程上数据采集与过程控制的专用软件。处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件的应用领域很广，可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。

组态软件在国是一个约定俗成的概念，并没有明确的定义，它可以理解为“组态式监控软件”。“组态(Conf igure)”的含义是“配置”、“设定”、“设置”等意思，是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需要的软件功能，而不需要编写计算机程序，也就是所谓的“组态”。它有时候也称为“二次开发”，组态软件就称为“二次开发平台”。“监控（Supervisory Control）”，即“监视和控制”，是指通过计算机信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理。

组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。不同于其他专业的组态之处是，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。使用户可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。

课设中我们使用的三维力控即时国产的一个组态软件，由三维力控科技开发，核心软件产品初创于1992年。

搅拌罐实际工艺流程界面

A设计思路框架图如下

搅拌罐工程界面，共包含搅拌罐、主菜单、历

史报表查询、历史趋势曲线、实时趋势曲线、报警

时间记录、用户管理、用户管理提示及系统事件记

录共9个窗口。