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人机界面(HMI)系统设计、安装与调试 课件
课程名称
人机界面(HMI)系统设计、安装与调试
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典型任务 知识模块
1. WINCC过程画面的创建
2. WINCC过程值归档
3. WINCC系统报警
4.智能温度数据采集模块的使用方法
5. 烤箱温度控制系统的安装、联调
电气设备操作员 温度调节控制
职业行动领域 具体步骤
烤箱温度控制系统模型建立
PLC项目工艺的连接安装及操作
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利用WinCC实现烤箱温度控制(16学时)
项目五
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任务能力目标
1、进一步熟悉WinCC项目进行正确创建和组态;2、进一步熟悉WinCC项目的系统接线;3、正确进行WinCC项目的归档组态和输出显示;4、正确进行WinCC项目的报警组态和输出显示;5、能正确对整个监控系统进行运行及调试;6、能顺利地与相关人员进行沟通、协调,能通过交流,具有自我学习的能力。
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方法步骤建立控制模型
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烤箱温度控制
控制温度变化量
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一、WINCC的过程画面创建认知温度是工业生产中常见的工艺参数之一,任何物理
变化和化学反应过程都与温度密切相关。项目中要求设
计一个电烤箱温度控制系统,要求在一定范围内电烤箱
温度保持在设定温度上。
控制系统的监控要求:采用西门子公司的WINCC 实现对现场PLC的监控,主要实现当前温度显示、动态温度曲线显示、温度等参数设置和报警记录等功能。
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二、WINCC过程值归档采集、处理和归档工业现场的过程数据。用“变量管理器”组态
过程值的归档,在运行系统中采集并处理将被归档的过程值,然后
存储在归档数据库中,以表格或趋势的形式输出过程值。
启动和停止事件: ① 二进制事件② 限制值事件③ 时间控制
归档变量的采集类型:① 非周期② 连续周期③ 可选择周期④ 一旦改变
进行归档的数据:采集周期和归档周期不一定一样。组态归档:① 过程值归档 ② 压缩归档
快速和慢速归档、归档备份
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过程归档的组态步骤①建立两个内部变量“电机
实际速度”和“油温”②打开变量记录编辑器
⑶组态定时器
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④创建归档
⑤添加另一个变量
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⑥归档设置
图一:图二:
图三: 图四:
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过程值归档的输出
①创建趋势图
②设置趋势图
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③建立表格属性
④设置表格控件
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⑤设置运行系统 ⑹测试画面
⑦运行画面
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三、报警组态及显示报警记录的内容:包括组态系统和运行系统。
功能:负责过程值的监控、控制报警输出、管理报警确认。
⑴报警组态步骤
打开报警记录编辑器
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启动报警记录的系统向导
图二:图一:
组态报警消息和报警消息文本
更改用户文本块的“消息文本”和“错误点”的文本长度
图一:图二:
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组态第一个报警消息 组态第二个报警消息
组态第三个报警消息
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⑵组态报警消息的颜色
图一:图二:
⑶组态模拟量报警
激活模拟量报警
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组态模拟量报警
图一: 图二: 图三:
图四: 图五:
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⑷报警显示组态一个报警事件窗口
图一:图二:
图三: 图四:
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图五:
激活运行:
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四、西门子S7-200 PLC的烤箱温度控制系统针对烤箱工作过程温度控制的复杂性,设计了基于PLC 的烤箱机温
度控制系统,实现对烤箱工作过程温度的控制,达到实时性控制,提高
生产效率,降低生产成本。PLC控制器根据接收的温度工艺曲线进行温度
控制,PLC现场控制器可以保存当前的温度工艺曲线,并且具有断电长期
保存当前温度曲线的功能。
温度控制要求:
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烤箱温度控制系统的工作原理电机绕组绕好后,根据工艺要求首先要进行预烘,将电
机绕组中的潮气排除;为了使绕组加热均匀并将可燃性气体
排除,需要用风机进行向烘箱送风,只有风机转动后系统才
能加热。如果在烘干过程中风机由于各种原因(接触器未闭
合、电路断线或三角带断裂)停止工作,则速度继电器KS触
点打开,此信号通过PLC处理后将使输出点Q0.0、Q0.1、
Q0.2为0,通过主电路接触器控制加热系统断电、停止加热。
这样就防止因风机停止工作造成烘箱局部过热,导致电机绕
组绝缘损坏及挥发性气体堆积引起起火事故的发生。
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系统的硬件构成S7-200PLC 作为现场控制器,选用CPU224 主机模块; 现场控制器
S7-200 扩展了一块智能温度数据采集模块EM231,该模块带有4 个模拟
输入点,集成有16 位/转换器,分辨率达0.1℃,能自动进行线性化处
理,有冷端补偿功能,不再需要外部变送器,一个模块就能完成数据采
集及数据处理功能。系统的温度信号的检测采用铂电阻PT100,铂电阻
具有测量精度高、性能稳定可靠的特点.
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EM231原理接线图
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温度传感器
温度传感器PT100 ,铂电阻温度系数为0.0039×/℃,0℃时电阻值为100Ω,电阻变化率为0.3851Ω/℃。 适用于精密仪器、恒温设备、流体管道等温度的测量。铂电阻温度传感器精度高,稳定性好,应用温度范围广,是中低温区(-200℃~400℃)最常用的一种温度检测器,广泛应用于工业测温,被制成各种标准温度计。
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烤箱箱加热系统设计
PLC是根据烘箱的温度来控制KA,从而实现电加热。接触器KM是用于控制风机H,采用风机向烘箱内送风,使烘箱内温度均匀,提高电机绕组的加热质量;与风机同轴连接一个速度继电器,用于检测风机是否运转;断路器QF作为主电路的控制开关,并对主电路进行短路、过流保护。
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烤箱温度控制系统设计
PLC的输入电路采用
24V的直流电源供电,输出电路采用220V的交流电源供电。
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人机界面(HMI)系统设计、安装与调试 课件
七、项目实施
分小组实施项目;
完成相关技术文档;
展示成果;
成绩评价。