Интегрированные системы проектирования и управления

 

 

Рис.2 Алгоритм запуска обжига

 

 

 

 

Рис. 3. Алгоритмы формирования аварийных  сигналов и вывода аварийных сообщений

 

Рис.4. Алгоритм формирования сигнала аварийной остановки

 

Рис.5. Алгоритм останова обжига 
Разработка программа на языке STEP7

 

 

Проект системы визуализации

 

Была построена следующая система визуализации с помощью пакета WinCC.

 

Рис.6. Главное окно (стартовое)

 

Рис.7. Окно трендов параметров ПИД-регулятора

Рис. 8 Окно трендов параметров печи

(положение задвижки газа, расход  газа, температура в пылевой камере)

 

1. Создание элементов  главного окна

 

Создал новый проект в WinCC, настроил соединение с Simatic S7-300. Создал необходимые теги.

 

 

Рис 9. Список тегов в WinCC

 

Создал новый кадр в графическом  редакторе WinCC.

В левой части окна WinCC Explorer [Проводника WinCC] щелкнул правой кнопкой мыши на "Graphics Designer [Графический дизайнер]". При этом откроется всплывающее меню.

Во всплывающем меню выбрал пункт "New Picture [Новый кадр]. При этом создался и отображен в правой части окна WinCC Explorer [Проводника WinCC] файл кадра. Назвал его MAIN.

 

Рис 10. Задание фонового цвета кадру

 

Разместил в поле окна необходимые  элементы и сконфигурировал их.

 

 

Рис 11. Конфигурирование часов (WinCC Digital/Analog clock)

 

 

Рис 12. Конфигурирование поля статического текста (Windows Objects – Static Text)

 

Рис 13. Конфигурирование кнопки «Вкл» для ручного режима

 

Рис 14. Конфигурирование кнопки «Откл» для ручного режима

 

 

Рис 15. Конфигурирование Поля ввода-вывода для задания ручного режима

 

Аналогично конфигурируются и  поля задания скорости вращения печи,

 

 

температуры выходных газов печи,

 

 

задания коэффициентов ПИД регулятора

 

 

 

Рис 16. Конфигурирование Полей ввода-вывода для задания коэффициентов ПИД-регулятора

 

Поля выходов каналов ПИД  регулятора:

 

Рис 17. Конфигурирование Полей вывода для значений каналов ПИД-регулятора

 

 

Рис 18. Конфигурирование Поля вывода для положения задвижки газа

Аналогично настраиваются поля вывода для:

- расхода газа

- Расхода воздуха

- Положения задвижки воздушного клапана

- Уровня извести в холодильнике

- отображения текущей температуры  печных газов

 

Для отображения трендов создаются  отдельные 2 кадра: Trends и Trends_pid. На них будут ссылаться следующие кнопки:

      

 

       

Рис 19. Конфигурирование кнопок переходов  к окнам отображения трендов

 

 

Рис 20. Конфигурирование кнопки запуска  системы

 

  

 

  

Рис 21. Конфигурирование кнопки остановки  системы

 

    

Рис 22. Конфигурирование Индикатора (элемент Bar) включения ручного режима

   

Рис 23. Конфигурирование Индикатора (элемент Bar) горения факела

 

 

 

 

Настроим параметры окна сообщений (WinCC Alarm Control)

 

Рис 24. Конфигурирование окна сообщений

 

Для осуществления отображения различных сообщений необходимо сначала задать параметры сообщений и условия, при которых они будут отображаться на экране. Это необходимо сделать с помощью инструмента Alarm Logging.

Система сообщений состоит из компонента проектирования и компонента исполнения:

Компонентом проектирования системы  сообщений является редактор Alarm Logging [Регистрация аварийных сообщений]. В редакторе Alarm Logging [Регистрация аварийных сообщений] определяются тип и содержание сообщения, а также события, при которых соответствующие сообщения отображаются на экране. Для отображения сообщений в Graphics Designer [Графическом дизайнере] есть специальный объект – вышеупомянутый WinCC Alarm Control [Окно отображения аварийных сообщений WinCC]. Создадим сообщения с помощью мастера «File – Select Wizard».

Рис 25. Связывание тега с определенным сообщением

 

 

В результате создал набор сообщений  различных типов

Рис 26. Окно Alarm Logging с созданными сообщениями

Среди них так называемые аналоговые (№4, 5, 6), выполняющие функции контроля предельных значений/ уставок (англ. limit value monitoring), с помощью них можно контролировать теги с тем, чтобы их значения оставались в определенном допустимом диапазоне.

Сначала необходимо выбрать тег  для создания аналоговых сообщений

 

Рис 27. Окна выбора тега и настройки границ в Analog Alarm

Созданные сообщения будут отображаться при выполнении указанных условий  и установки указанных для  каждого сообщения битов.

 

 

Рис 25. Конфигурирование элемента Bar для отображения уровня насыпи извести в холодильнике

 

Разместим на главном экране необходимые  для понятной визуализации объекты  из графических библиотек WinCC

 

 

Рис 26. Добавление шаблонов графических  объектов

Объекты, изображений которых нет  в библиотеках, рисуем с помощью  стандартных инструментов графического редактора.

В результате компоновки объектов получаем конечный экран

Рис 27. Окно графического редактора WinCC c готовым главным экраном

2. Создание элементов окна трендов параметров ПИД-регулятора

Для отображения трендов сначала необходимо назначить архивирование тегов, для которых будут строиться графики, с помощью раздела Tag Logging. Выбираем из контекстного меню Значка Archives пункт New и следуя инструкциям, создаем архивы для нужных тегов

 

Рис 28. Создание нового архива с помощью Tag Logging

 

Рис 29. Список созданных архивов

Теперь разместим в кадре Trends_pid помимо кнопки возврата на главную страницу (создается аналогично кнопкам перехода на окна трендов) элемент Online Trend Control.

В окне настроек указываем архивы тегов и название графика.

 

Рис 30. Окна настроек графиков

Аналогично создаем график для  значений каналов ПИД регулятора

 

Рис 31. Окна настроек графиков

В результате получим окно следующего вида:

Рис 32. Окно трендов параметров регулятора

 

 

3. Создание элементов окна трендов параметров печи

 

Разместим на кадре Trends помимо кнопки возврата на главную страницу (создается аналогично кнопкам перехода на окна трендов) элемент Online Trend Control.

Всего на кадре будет 3 поля для  графиков: для положения задвижки газа, расхода газа и температуры выходящих газов.

 

Рис 33. Создание и настройка окон трендов

 

Также разместим поле Online Table Control для отображения данных в табличной форме, для удобства вопсприятия.

  

Рис 34. Создание и настройка окон таблиц

 

Так же создал формы для отображения  трендов и таблицы для остальных  параметров. Итоговое окно выглядит следующим образом

 

Рис 35. Готовое окно кадра Trends

 

Приложение

Адрес	Описание
M 0.0	Вкл/выкл ручное управление задвижкой  газа
MD1	Температура отходящих газов (0-1100 0С)
MD5	Задание температуры отходящих  газов (0-1100 0С)
MD9	Вход MAN регулятора (0-100%)
MD13	Положение задвижки газа (0-100%)
MD17	Задание положения задвижки при  ручном управлении (для входа MAN)
MD21	Положение задвижки воздуха (0-100%)
MD25	Расход газа (0-4000 м3/ч)
MD29	Расход воздуха (0-50000м3/ч)
MD33	Уровень насыпи в холодильнике (0-100%)
MD38	Скорость вращения печи (0-1.34 об/мин)
M37.0	Кнопка «Пуск»
M37.1	Сигнал «Факел погас»
M37.2	Сигнал «Холодильник переполнен»
M37.3	Сигнал «Превышение допустимой температуры»
M37.4	Включение регулятора температуры
M37.5	Кнопка «Стоп»
M37.6	Аварийная остановка системы
M37.7	Разрешение проведения обжига (нет  аварий)
M50.2	Заслонки открыты