过程控制大作业

过程控制期末设计。

题目：基于wincc糖浆生产线(二、标准化系统)

学院物联网工程学院

专业自动化1003

学生姓名周维杰。

学号 0704100325

指导教师马久祥。

二〇一三年十二月。

基于wincc的糖浆生产线(二、标准化系统)的设计。

作者：周维杰（自动化1003 0704100325）

摘要】：本文设计了一套基于德国西门子公司组态软件wincc 7.0的条烟输送监控系统。

用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制。具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统，如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。

关键词】：vcc；糖浆生产线；监控系统；生产线。

based on the configurable software wincc syrup production ( 2. standardized system ) design

cheng qing song

automation 1001 0704100105)

abstract： research and development of a set of based on the windows platform, is used to quickly construct and generate pc configuration software system of the monitoring system, mainly to complete the on-site data collection and monitoring, the front data processing and control. with perfect functions, easy operation, good visibility, maintainability, the prominent characteristics of strong.

users need only through a ****** modular configuration can construct their own applications, such as flexible configuration can be all kinds of intelligent instrument, data acquisition module, *****less recorder, unattended site collection station, man-machine interface and other special equipment.

key words：wincc; syrup production line; monitoring and control system; production line

1 wincc组态软件介绍。

1.1 组态软件介绍及选择。

组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，它解决了控制系统通用性问题。其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和i/o产品，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软硬的全部接口，进行系统集成。

1.2 wincc组态软件的功能和特点。

1.2.1wincc组态软件的功能。

1）丰富的功能模块。

提供丰富的控制功能库，满足用户的测控要求和现场要求。利用各种功能模块，完成实时监控，产生功能报表，显示历史曲线、实时曲线、提供报警等功能，使系统具有良好的人机界面，易于操作，系统既适用于单机集中式控制、dcs分布式控制，也可以是带远程遇信能力的远程测控系统。

2）强大的界面显示组态功能。

目前，工控组态软件大都运行于windows环境下，充分利用windows的图形功能完善界面美观的特点，可视化的风格界面、丰富的工具栏，操作人员可以直接进人开发状态，节省时间。丰富的图形控件和工控图库，既提供所需的组件，又是界面制作向导。提供给用户丰富的作图工具，可随心所欲地绘制出各种工业界面，并可任意编辑，从而将开发人员从繁重的界面设计中解放出来，丰富的动画连接方式，如隐含、闪烁、移动等等，使界面生动、直观。

3）良好的开放性。

社会化的大生产，使得系统构成的全部软硬件不可能出自一家公司的产品，―异构‖是当今控制系统的主要特点之一。开放性是指组态软件能与多种通信协议互联，支持多种硬件设备。开放性是衡量一个组态软件好坏的重要指标。

组态软件向下应能与低层的数据采集设备通信，向上能与管理层通信，实现上位机与下位机的双向通信。（4）强大的数据库配有实时数据库，可存储各种数据，如模拟量、离散量、字符型等，实现与外部设备的数据交换。

5）可编程的命令语言。

有可编程的命令语言，使用户可根据自己的需要编撰程序，增强图形界面。

6）周密的系统安全防范。

对不同的操作者，赋予不同的操作权限，保证整个系统的安全可靠运行。

1.2.2wincc组态软件的特点。

1）延续性和可扩充性，用通用组态软件开发的应用程序，当现场（包括。

硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改即可方便地完成软件的更新和升级。

2）封装性（易学易用），通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，用户不需掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能。

3）通用性，每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层。

设备（plc、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的i/odriver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、

历史数据和曲线并存、具有多**功能和网络功能的工程，不受行业限制。

本软件的体系架构框图如图1-1所示。

图1-1 体系架构框图。

本软件运行的操作系统是windows xp sp3，组态软件是wincc 7.0 sp2，数据库是microsoft sqlserver 2005，脚本编程混合使用c和vb script，借助wincc强大的组态和hmi（human machine interface人机界面）功能。

2 基于wincc的糖浆生产线过程。

二、标准化系统图及工作原理。

2.1 标准化系统auto cad原理图。

正视图。俯视图。

2.2工作原理。

糖浆生产线的工作原理即工作过程是：首先对糖浆生产线中的米浆进行适度的搅拌，然后用水泵抽出送入与从水箱中取出的适量的水进行混合后，再与一定量的酸或碱进行混合，之后送入管式换热器，再送出与从水泵中抽出的一定量的酶进行混合，并输出到一个搅拌罐中进行搅拌，最后送入下一个系统的过程。

3、基于vincc的糖浆生产线(二、标准化系统 )的设计。

3.1 基于wincc的糖浆生产线(二、标准化系统)原理。

糖浆的生产线可分为六部分，分别是。

一、原料预处理系统，二、标准化系统，三、液化系统，四、固液分离系统，五、生化反应系统和。

六、糖浆精制系统。本次课题仅针对当中的一个环节，即标准化系统进行设计。

本次设计基于wincc组态系统，利用wincc组态软件，创建一个个模块（包括电机、水泵、反应罐、搅拌棒、传感器、手动阀、管式换热器）和流程线来组成一个标准化系统，可描述为糖浆生产线中从第一个系统输入过来的米浆进行适度的搅拌和与水混合，然后再与一定量的酸或碱进行混合，通过管式换热器后，在当中加入定量的酶，并输出到下一个系统的过程。

在设计的整个过程里，标准化控制系统将对米浆搅拌罐的液位、米浆输出的流量、米浆与水混合前的浓度、米浆与水混合后的ph值、米浆与酸或碱混合后的ph值、米浆进入管式换热器前的温度、米浆输出管事换热器时的温度、米浆与酶混合前的流量、输出搅拌罐的温度及液位进行监控，由于生产过程里对每个细节的参数要求较高，为防止在生产过程**现意外，导致不必要的经济损失，在本系统中，对每个参数设定上、下限值，在超出设定的限制时自动进行报警，报警后的记录也可查阅和打印。

另外，本系统还对整个过程里每个参数的实时值，历史值进行曲线记录，便于观察是否有异常情况，同时还可以进行打印及瞬时打印，对工艺的改进及历史新旧的对比较有益。

3.2 糖浆生产线(二、标准化系统)的wincc实现。

wincc主控界面。

报表。实时曲线。

报警数据。4、结语。

本次课程设计首先要理解糖浆生产线（二、标准化系统）的工作原理即工作过程：对糖浆生产线中的米浆进行适度的搅拌，然后用水泵抽出送入与从水箱中取出的适量的水进行混合后，再与一定量的酸或碱进行混合，之后送入管式换热器，再送出与从水泵中抽出的一定量的酶进行混合，并输出到一个搅拌罐中进行搅拌，最后送入下一个系统的过程。

其次，是对wincc这个组态软件应用的认识和掌握。这是一个快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制。具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。

用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统，如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。

在有了这两个基础之后，再进行绘图就容易许多。在整个设计过程中，一开始我对原理图的理解就有了偏差，因为当时没有俯视图，所以一些绘图上的重叠对我造成了困惑，而且对原理图当中的一些仪表符号也认识不全面，对整个工艺流程更是一知半解，对wincc的应用也不是很了解，制作出来的东西觉得很奇怪。后来，我对整个系统的过程有了一定的认识，我明白它是怎样运行的，在**需要监测，在**需要混合，输出；对wincc这个软件也有了更深的认识，我知道了如何打开工具箱，如何分解元件并组装成即美观又是自己想要的元件，如何添加按钮，如何设置链接，创建参数；对wincc当中的一些使用技巧及界面也有有所熟悉。

虽然课题看起来较简单，只是一个生产线中的一条，但是如果仔细的做，认真做的话，里面还是有许多东西值得添加，如实时曲线，历史曲线，报警等，一个系统的框架流程看似简单，却需要很多的东西相互协调，当然还要注重美观，色彩的搭配。

数十个小时的时间，终于有了结果，虽然我知道这当中还有许多的不足，我对wincc的了解也还很浅，还有许多东西需要继续深入，但是这次期末设计真的让我获得了不少，无论是自己的制作过程还是和老师的交流都值得回味且受益匪浅。

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