通信与现场总线课程设计报告

通信与现场总线课程设计报告

班 级: 电 气 1108 姓 名: 常方宇 学 号: 11291231 指导老师: 胡 小 刚

通信与现场总线实验报告

实验任务及要求：

使用力控Forcecontrol6.1软件进行搅拌罐工程仿真，按照要求完成以下工作：（1）完成搅拌罐工程的制作；添加其他窗口，使工程具有报警、记录趋势曲线、打印报表等功能；（2）进网络实验室，在实验室中进行调试，链接网络主机数据库，使达成远程操控的效果；（3）通过程序编译，使用本地系统数据库，使搅拌罐按照实验要求运行。

实验内容：

1、 完成搅拌罐工程的制作

（注：以下均为仿真完成后的截图）

（1）建立新的工程文件 （2）创建服务器的组态界面

（3）创建实时数据库

根据变量绑定关系，在数字 I/O 点中分别建立输入变量 “本地启动”、 “本地停止”、“低液位”、“高液位”、“报警液位”、远程启动的“启动”、远程停止的“停止”；输出变量“A 料泵状态”、“B 料泵状态”、“排料阀状态”、“搅拌器状态”、“系统运行状态” 等组态软件中的变量与网络数据源绑定。

设置“罐中液位”的历史参数连接。在模拟 I/O 点中再加入完成“搅拌的罐数”、“配料 A 比例”、“配料 B 比例”。

总数据库

（6）增加拓展菜单

①创建趋势曲线

(1) 创建“实时趋势曲线”窗口

(2) 创建“历史趋势曲线”窗口

② 创建“事件记录” 1）创建“报警时间记录”

2）创建“系统事件记录”

③创建报表系统 ④创建用户管理窗口

建立“用户管理提示”窗口

⑤添加主菜单

在开发平台的工程项目栏中新建一个“主菜单”窗口，并从工具/基本图元中选择“增加型按钮”，生成“主监控”、“趋势曲线”、“历史报表”、“报警记录”、“用户管理”及“退出系统”。并用位图修饰。

然后将菜单中的按钮与相应窗口一一进行链接。

总结：至此搅拌罐工程的监控界面及主菜单、趋势曲线、报表报告、用户管理等工程基本功能已实现。

以上制作的窗口基本实现了工程所需的各个工程需要。

2. 网络实验室进行调试

原理：

控制系统的网络结构如图所示。

2. 现场控制层是一个工业现场总线 PROFIBUS网。SIEMENS 的可编程序控制器 S7-300，CPU 为 314C-2DP（订货号 6ES7314-6CF02-0AB0）与 2 台SIEMENS MM440 变频器进行主从通信，实现搅拌罐的 PLC本地控制。管理层是具有以太网连接的 PC 机，在这台 PC 上运行网络服务器（Server ）软件，通过以太网与客户端进行通信。在网络服务器主机的 PCI 总线插槽上内置CP5611，用 SIEMENS 内部的多机接口协议 MPI 实现与 SIEMENS 的可编程控制器S7-300 连接。在内置 CP5611 的网络服务器上分别装有 SIEMENS 的工控软件平台STEP 7（v5.4sp1）和三维力控的组态软件Forecontrol (V6.1sp3)。在工控软件 STEP 7平台上实现对 SIEMENS 的可编程序控制器 S7-300 及其通过工业现场总线 PROFIBUS

连接的 2 台 SIEMENS MM440 变频器进行系统设置、

软件编程和系统调试。

在组态软件Forecontrol V6.1 平台上，根据控制系统的工艺流程，完成上位监控软件的设计、编写和调试，并实现上位机的远程控制。在管理层上，把上位主机作为 C/S 方式的服务器（Sever ），并通过以太网实现客户机（Client ）的 C/S 方式访问。进一步还可以实现Intenet 网上的 B/S 方式的网络通信和控制。

步骤：

⑴操控主界面

(2)连接网络

插入网线，在本机上设置好IP 地址

设置工程网络连接

（3）将界面中的每一个部件与网络数据库进行连接，使本机工程程序接收网络主机所发送的数据信息。

（4）更改实时曲线、历史曲线的数据源设置，选择网络数据库

server

(5)设置完毕后，运行程序，使本机接收网络主机数据，进行工程运行，并记录历史趋势曲线、实时趋势曲线。

运行过程图：

实时曲线图：

历史曲线图：

总结：通过网络实验室的实验，我们完成了搅拌罐工程的远程控制，实现了本机与网络主机的互联，了解了工程的大体流程，知道了监控系统的监控层面，完成了实时趋势曲线、历史趋势曲线的记录。同时还了解了工业现场总线 PROFIBUS 网的构成，以及它的工作原理。

心得体会

为期一周的课程设计匆匆结束了，虽然时间不长，但我却从中收获了很多。 起初，对这次的课程设计几乎没有什么概念，后来听了老师的集中讲解之后对设计有了大概的了解，在课下与老师的交流中明白了这次设计的核心思路，即通过服务器与主机连接通讯，主机控制PLC ，再通过已编程的PRC 控制变频器，最后实现变频器对电机的控制来模拟搅拌机。

虽说这次课设没有真的涉及PLC 的内容，但我通过这次课程设计对PLC 有了一定的认识，以及通过监控软件来远程控制搅拌器的思想，我觉得这对我今后的深入学习有着很大的帮助，也感谢老师能给我们安排这次难得的实践机会， 让我们能把课本上学到的知识运用到实践中去。

在课程设计的过程中，我还掌握了Forcecontrol 力控软件的使用方法，能用该软件完成一些简单模拟系统的设计和调试，掌握了很多调试的方法和技巧。在课设中，我也遇到了一些问题，在远程连接主机的时候，服务器的名称设置不好，导致不能正确的连接到主机，后来在学长和同学的帮助下，最终完成了课设的全部内容。

通过这次课设，我对自动化控制技术有了更深入的理解，也对力控软件入了门，在调试过程中还磨练了我的耐心，提高了我发现问题解决问题的能力，希望学院能多给我们一些类似的实践机会，让我们能真正做到理论与实践相结合，真正做到学有所用。

——常方宇

2014.5.21