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6ES7312-5BF04-0AB0安裝調(diào)試
4．STEP7及WINCC編程組態(tài)
配煤控制系統(tǒng)以SIMATIC Step7 V5.3和WinCC V6.0為軟件開發(fā)平臺；STEP7編程軟件包主要完成S7-300、ET200M類型配置、物理地址配置、硬件組態(tài)配置、網(wǎng)絡通信端口配置、OB、FB、FC編程等任務，WinCC V6.0是SIMATIC全集成自動化的重要組成部分，它向用戶提供了極大的應用靈活性和系統(tǒng)開方性，在工業(yè)自動化領域有著廣泛的應用，是當今優(yōu)秀的HMI/SCADA軟件。
配煤控制系統(tǒng)以SIMATIC Step7 V5.3和WinCC V6.0為軟件開發(fā)平臺；STEP7編程軟件包主要完成S7-300、ET200M類型配置、物理地址配置、硬件組態(tài)配置、網(wǎng)絡通信端口配置、OB、FB、FC編程等任務，WinCC V6.0是SIMATIC全集成自動化的重要組成部分，它向用戶提供了極大的應用靈活性和系統(tǒng)開方性，在工業(yè)自動化領域有著廣泛的應用，是當今優(yōu)秀的HMI/SCADA軟件。
?。?）STEP7編程及硬件組態(tài)
PLC軟件設計中充分利用STEP7的結構化編程方式，根據(jù)不同的需要建立起公共的功能塊，經(jīng)參數(shù)傳遞來反復進行調(diào)用，因而整個系統(tǒng)程序?qū)哟畏置鳎子诶斫夂托薷摹?br data-filtered="filtered" style="margin: 0px; padding: 0px;"/>SIMATIC STEP7 H/W Config中組態(tài)配置內(nèi)容包括：硬件名稱和類型選擇、模塊安裝次序、模塊I/O地址、GSD文件安裝、DP網(wǎng)絡參數(shù)（主從站地址、傳輸速率、操作模式）等。
PLC軟件設計中充分利用STEP7的結構化編程方式，根據(jù)不同的需要建立起公共的功能塊，經(jīng)參數(shù)傳遞來反復進行調(diào)用，因而整個系統(tǒng)程序?qū)哟畏置鳎子诶斫夂托薷摹?br data-filtered="filtered" style="margin: 0px; padding: 0px;"/>SIMATIC STEP7 H/W Config中組態(tài)配置內(nèi)容包括：硬件名稱和類型選擇、模塊安裝次序、模塊I/O地址、GSD文件安裝、DP網(wǎng)絡參數(shù)（主從站地址、傳輸速率、操作模式）等。
H/W硬件配置如下圖所示：
圖3：Profibus-DP網(wǎng)絡硬件配置圖
?。?）通信編程
西門子S7-315-2DP CPU作為DP Master站訪問各類從站，其通信編程方法有多種，的是在OB1中調(diào)用通訊系統(tǒng)功能塊SFC14和SFC15來完成從站上的I/O數(shù)據(jù)的讀寫訪問，本項目中以上主站通信對應的從站類型包含分布式I/O ET200M和調(diào)節(jié)控制器CFC-200。
CP342-5 作為Profibus-DP主站時，最多可鏈接 124個從站，和每個從站最多可以交換244個輸入字節(jié)（bbbbb）和244個輸出字節(jié)（Output），與所有從站總共最多交換2160個輸入字節(jié)和2160個輸出字節(jié)，但其DP通信編程與S7-300 CPU所集成的DP站有所不同，CP342-5為主站其模塊內(nèi)部的數(shù)據(jù)寄存器與從站的I/O數(shù)據(jù)區(qū)的通訊過程是自動進行的，但必須填寫CP342-5模塊的硬件起始地址參數(shù)，使CPU能尋址到CP342-5位置，這個起始地址就是16進制的CPLADDR參數(shù)，它表示硬件組態(tài)的PZD起始地址，可在OB1程序中調(diào)用功能塊"DP_SEND" FC1和 "DP_RECV" FC2，來完成CPU經(jīng)CP342-5數(shù)據(jù)寄存器對PKW、PZD的數(shù)據(jù)交換；本例中CP342-5模塊所連接的DP從站為SIEMENS 6SE70變頻器 + CBP2總線適配器，MASTERDRIVES/DCｍａｓｔｅｒCBP2 DPV1其PPO（參數(shù)過程數(shù)據(jù)對象）類型共有以下5種：
圖4：CBP2 5種PPO類型
本例中根據(jù)實際情況選擇類型PPO 4，此類型沒有參數(shù)數(shù)據(jù)PKW，只有6個字的過程數(shù)據(jù)PZD，過程數(shù)據(jù)主要包含：起、停命令、電流反饋、速度給定及反饋、運行和報警狀態(tài)等設定值和狀態(tài)值；但隨著今后的發(fā)展趨勢，西門子將會取消PPO類型，代之以標準報文或自由組態(tài)，這樣一來參數(shù)數(shù)據(jù)PKW就可以采用非循環(huán)方式來訪問（DPV1功能），非循環(huán)訪問不需要組態(tài)，用SFC58/59以讀/寫數(shù)據(jù)包的形式讀/寫參數(shù)，而過程數(shù)據(jù)PZD還是采用循環(huán)方式傳送，這樣可大大減輕整個DP網(wǎng)的通信負荷。另外在通信編程必須注意以下幾點：
•DP從站 I/O端口映射的I和Q存儲區(qū)起始地址必須從0開始；
•各個從站I/O端口地址應連續(xù)，相互之間不可有空隙；
•功能塊FC1和FC2中的發(fā)送及接收的數(shù)據(jù)字節(jié)應全部覆蓋各個從站的PZD長度；
本項目中MASTERDRIVES 與S7 300 DP通信編程步驟依次為：硬件組態(tài)（插入從站）、選擇數(shù)據(jù)格式（PP0類型）、I/Q address分配、創(chuàng)建DB數(shù)據(jù)塊、調(diào)用功能塊FC1（“SEND”）和FC2 （“RECV”）。見下圖功能塊調(diào)用：
•各個從站I/O端口地址應連續(xù)，相互之間不可有空隙；
•功能塊FC1和FC2中的發(fā)送及接收的數(shù)據(jù)字節(jié)應全部覆蓋各個從站的PZD長度；
本項目中MASTERDRIVES 與S7 300 DP通信編程步驟依次為：硬件組態(tài)（插入從站）、選擇數(shù)據(jù)格式（PP0類型）、I/Q address分配、創(chuàng)建DB數(shù)據(jù)塊、調(diào)用功能塊FC1（“SEND”）和FC2 （“RECV”）。見下圖功能塊調(diào)用：
圖5：FC1和FC2功能塊調(diào)用
（3）WINCC應用
運行于Microsoft bbbbbbs XP下的bbbbbbs控制中心─WinCC V6.0為過程自動化領域中的，作為基礎自動化系統(tǒng)重要組成部分，它將人機界面（HMI）系統(tǒng)、監(jiān)控管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫技術集成為一體，它采用標準微軟SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)歸擋存儲，并提供了SIMATIC MES/ERP的高效連接通道。利用WinCC可根據(jù)配煤煉焦生產(chǎn)工藝要求與控制內(nèi)容，方便地制作配煤工藝流程界面、配方管理界面、各工藝和控制參數(shù)監(jiān)測界面、網(wǎng)絡通信狀態(tài)界面、各設備順序控制界面、報警指示和記錄界面、趨勢圖記錄界面等功能模塊的設計，系統(tǒng)的各種控制參數(shù)、工藝參數(shù)及生成的數(shù)據(jù)庫均可自動存儲，實時查詢，同時自動生成年、月、日報表供打印和預覽。并啟用WinCC中的VBA腳本語言(bbbbbb)來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫接口的ADO訪問應用功能, 從而能滿足系統(tǒng)的擴展要求。
采用SIMATIC Step7+WinCC V6.0組合，可大大地降低系統(tǒng)開發(fā)的成本，縮短項目實施的周期，它具有應用靈活、規(guī)?？缮炜s、使用簡便、功能強大等特點。另外，在本項目中充分利用 WinCC和Step7集成環(huán)境下的系統(tǒng)全局數(shù)據(jù)庫技術，在變量的操作、存取、修改和邏輯塊直接調(diào)用方面都給編程過程帶來了極大的方便，這種面向?qū)ο蟮木幊碳夹g特性在今后的功能擴充、方案更改、系統(tǒng)優(yōu)化和維護方面都具有很大的實用性，同時提高了整個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性和可擴展性，是分布式SCADA系統(tǒng)及工廠基礎自動化層次的理想選擇。
本例中根據(jù)系統(tǒng)工藝要求，應用WinCC所開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)界面，采用樹型結構，具有多種畫面調(diào)用手段，以方便操作者使用，我們設計了以下幾個主要的功能畫面：
圖6 ：HMI監(jiān)控系統(tǒng)功能圖
工藝流程界面─在畫面中通過編程實現(xiàn)模擬顯示各個自動配煤工藝段的全流程，在各流程界面上動態(tài)地顯示各臺給料機的設定流量、瞬時量、負荷率、倉料位、電機轉(zhuǎn)速、電流反饋、配比、水份、小計累積量、總累積量、總流量、總設定量等等，以方便操作者能及時準確的掌握當前的工藝狀況，能夠?qū)ΜF(xiàn)場設備的故障進行實時診斷。以下是配煤流程界面圖之一：
圖7 ：HMI配煤監(jiān)控流程畫面圖之一
故障報警界面─對于自動配煤中的一些重要的參數(shù)進行實時報警和自動生成故障記錄表，并根據(jù)設備的故障性質(zhì)，系統(tǒng)自動診斷并采取相應的處理，故障診斷報警內(nèi)容包含：稱重傳感器故障、測速單元故障、負荷率過載、速度上下限、流量上下限、缺料、皮帶斷裂/跑偏、網(wǎng)絡故障、偏差超限、電機過流/缺相/欠壓/過壓/短路等信息。
趨勢與統(tǒng)計界面─實時顯示主要變量的變化趨勢并形成歷史記錄，供今后可以查找過去的過程數(shù)據(jù)記錄，通過對各臺給料機的歷史趨勢數(shù)據(jù)比較，進而可以為配比統(tǒng)計分析提供依據(jù)，從而進一步預測和提高焦炭的質(zhì)量。
流程監(jiān)控與操作界面─實現(xiàn)生產(chǎn)過程中各設備的順序邏輯控制和系統(tǒng)協(xié)同操作運行，根據(jù)系統(tǒng)工藝流程的需求來確定運行方式、選擇流程控制模式和相應配方。系統(tǒng)操作根據(jù)控制方式可分為手動、半自動和全自動，根據(jù)操作地點可分為現(xiàn)場就地操作、控制室操作、上位HMI集中操作，從而覆蓋整個焦化配煤的工藝要求。
其它如系統(tǒng)調(diào)試工具、網(wǎng)絡通信管理等界面主要為系統(tǒng)診斷、調(diào)試、網(wǎng)絡狀態(tài)分析、網(wǎng)絡SNMP管理時所使用，限于篇幅就不再詳述了。
其它如系統(tǒng)調(diào)試工具、網(wǎng)絡通信管理等界面主要為系統(tǒng)診斷、調(diào)試、網(wǎng)絡狀態(tài)分析、網(wǎng)絡SNMP管理時所使用，限于篇幅就不再詳述了。
5．變頻器驅(qū)動的選型及參數(shù)設置
基于綜合因素的考慮，本次配煤皮帶/圓盤給料機驅(qū)動單元選用SIMOVERT MASTERDRIVES全數(shù)字多功能技術的電壓源型變頻器SIEMENS 6SE70，該裝置具有結構緊湊、可靠性高、功率因數(shù)高、輸出紋波小、32位CPU全數(shù)字控制、故障自診斷處理、電機參數(shù)自動辨識、組態(tài)功能豐富等特點，功率單元采用IGBT組件，具有良好的驅(qū)動性能，它采用*的轉(zhuǎn)子磁場矢量控制策略，可以達到同直流傳動系統(tǒng)相媲美的動、靜態(tài)性能?？蓪崿F(xiàn)在低速狀態(tài)下的平滑運行和高力矩輸出、高精度的速度、力矩控制，以滿足焦化配煤工業(yè)的惡劣現(xiàn)場環(huán)境要求。它同時具有強大的通訊功能，其驅(qū)動通訊可以分為四種協(xié)議：Profibus-DP、USS、CAN、SIMObbbb。本例中是選擇CBP2通訊板來實現(xiàn)Profibus-DP開放式的現(xiàn)場總線的通訊控制。
基于綜合因素的考慮，本次配煤皮帶/圓盤給料機驅(qū)動單元選用SIMOVERT MASTERDRIVES全數(shù)字多功能技術的電壓源型變頻器SIEMENS 6SE70，該裝置具有結構緊湊、可靠性高、功率因數(shù)高、輸出紋波小、32位CPU全數(shù)字控制、故障自診斷處理、電機參數(shù)自動辨識、組態(tài)功能豐富等特點，功率單元采用IGBT組件，具有良好的驅(qū)動性能，它采用*的轉(zhuǎn)子磁場矢量控制策略，可以達到同直流傳動系統(tǒng)相媲美的動、靜態(tài)性能?？蓪崿F(xiàn)在低速狀態(tài)下的平滑運行和高力矩輸出、高精度的速度、力矩控制，以滿足焦化配煤工業(yè)的惡劣現(xiàn)場環(huán)境要求。它同時具有強大的通訊功能，其驅(qū)動通訊可以分為四種協(xié)議：Profibus-DP、USS、CAN、SIMObbbb。本例中是選擇CBP2通訊板來實現(xiàn)Profibus-DP開放式的現(xiàn)場總線的通訊控制。
MASTERDRIVES 6SE70變頻器部分參數(shù)設置如下：
參數(shù) | 設定值 | 說明 |
P100 | 3 | 控制方式 |
P101 | 380V | 電機額定電壓 |
P102 | 6.5/28A | 電機額定電流 |
P105 | 4/15KW | 電機額定功率 |
P107 | 50HZ | 電機額定頻率 |
P108 | 1400 | 電機額定轉(zhuǎn)速 |
P109 | 4 | 電機極數(shù) |
P130 | 10 | 無編碼器連接方式 |
P330 | 0 | 恒轉(zhuǎn)矩特性 |
P712 | 4 | PPO 4 |
P722 | 500 | 通信超時 |
P918 | 5～28 | Profibus-DP總線通訊站號 |
上述參數(shù)設定方法有以下幾種途徑：
•裝置自帶的參數(shù)設定器（PMU）
•操作面板（OP1S）
•計算機（帶SIMOVIS軟件）
•SIMATIC自動化單元（帶CBP2）
MASTERDRIVES 6SE70變頻器接線圖如下所示：
•裝置自帶的參數(shù)設定器（PMU）
•操作面板（OP1S）
•計算機（帶SIMOVIS軟件）
•SIMATIC自動化單元（帶CBP2）
MASTERDRIVES 6SE70變頻器接線圖如下所示：
圖8 ：圓盤變頻器驅(qū)動回路圖
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