1、自动化系统集成与调试实训报告1自动化系统集成与调试实训报告本课程为自动化集成与调试，实际上就是让我们用 PLC 控制水箱打水。由于实训前接触过类似的程序与硬件，所以做起来相对简单。第一周实训，一开始长江老师让我们重新复习之前所学。我们组并没有急着开始做项目，而是认真的检查电源，传感器，变频器等硬件是否完好。然后再由徐同学与李同学完成硬件的接线，张组长则与吴同学完成程序的编写。一、接线图：S7-300 模拟量输入输出模块、S7-300 数字量输入输出模块、传感器以及变频器的接线（注意：用灰色细线将变频器 3 号端子接 PLC 数字量输出端子，变频器 7 号端子接 PLC 的 M 端，变频器 9
2、号端子接 PLC 模拟量输出端子，变频器 10 号端子接 PLC 模拟量 COM 端；用红、蓝、黑三种粗线将水箱抽水泵和变频器的 U、V、W、PE 端子对应接好） 。二、项目要求：我们所做的项目如下（一）项目一、PLC 控制变频器打水本项目总任务是通过 PLC、变频器控制水泵打水。任务一、G110 变频器参数设置及快速调试任务二、PLC 控制变频器打水的组态、编程及仿真任务三、S7-300 模拟量输出模块与接线任务四、现场实际调试与运行2（二）项目二、水箱液位的测量本项目总任务是通过 PLC、变频器控制实现水箱液位的测量任务一、水箱液位测量的组态、编程及仿真任务二、现场接线任务三、现场实际调试
3、与运行（三）项目三、水箱液位两位式调节本项目总任务是通过 PLC、变频器、传感器监测水位控制水泵打水，当测量值大于高限值，变频器停止，水泵停止打水；当测量值小于低限值，变频器启动，水泵打水，当测量值在高限值与低限值之间时，变频器保持原状态。任务一、水箱液位两位式调节的组态、编程及仿真运行任务二、水箱液位两位式调节现场实际调试与运行（四）项目四、水箱液位 PID 控制总任务是调用 PID 模块使变频器的频率自动调节任务一、了解 PID 调节的原理任务二、水箱液位 PID 控制的组态、编程及仿真任务三、水箱液位 PID 控制的现场接线任务四、箱液位 PID 控制的现场调试与运行（五）项目五 水箱液
4、位的 WinCC 监控通过 WinCC 的新建变量与 PLC S7-300 的程序地址的连接，达到用 WinCC 监控水箱水位的目的。任务一、WINCC 的新建工程及项目组态一、创建新项目二、组态变量任务二、创建过程画面并运行调试第一阶段：WinCC 控制变频器打水第二阶段：两位控制第三阶段：PID 控制第四阶段：变量记录一、过程值归档二、输出过程值归档第五阶段：报警记录一、组态报警二、组态模拟量报警（六）项目六、反馈控制系统1、负反馈控制系统：由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自 动 控 制 系 统 ，又称反 馈 控 制 系 统 。反馈控制系统是基于反 馈 原 理 建立的自 动 控 制
5、系 统 。所谓反馈原理，就是根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统自动化系统集成与调试实训报告3性能。在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。因此，反馈控制系统又称为闭 环 控 制 系 统 。反馈控制是自动控制的主要形式。反馈可分为负反馈和正反馈。前者使输出起到与输入相反的作用，使系统输出与系统目标的误差减小，系统趋于稳定；后者使输出起到与输入相似的作用，使系统偏差不断增大，使系统振荡，可以放大控制作用。负反馈是经典控制论中的术语。是指系统受到外界的和
6、内部的干扰时，系统能控制住干扰。或是消除干扰，或是把干扰控制在系统能够承受的范围内。反馈控制系统由控制器、执行器、被控对象和反馈环节组成（见图） 。图中带叉号的圆圈为比较环节，用来将输入与输出相减，给出偏差信号。这一环节在具体系统中可能与控制器一起统称为调 节 器 。以水箱打水控制为例，被控对象为水箱；控制器为 PLC；执行器为变频器；反馈环节为传感器；输出信号为实际水位；输入信号为设定水位；控制信号为电压；执行信号为频率。水箱打水反馈系统工作过程：首先设定水箱的水位值，如果实际水位低于或高于这个水位，那么就生成一个偏差值给 PLC，由 PLC 发出一个电压信号给 变频器，再由变频器发出一个频
7、率给水泵致使水泵开始打水或停止打水。2、水箱打水控制过程：当传感器检测到水位高或低时，通过模拟量输入 AI，将检测到 PIW256 的量传递给 FC105，经FC105 转化成数字量 MD8 信号送到 FB41，经过 FB41 处理后给出 MD100 信号到 FC106，FC106 又将数字4量转成模拟量给出 PQW256 信号到 AO，AO 输出一个 0-10V 的电压给变频器，从而控制变频器频率。由于张组长实力超群，前几个项目都按时并且按照老师的要求顺利完成。后面几个项目由于 PC 机的内存卡出了问题，完成的速度有所减缓，但是经过全组人员的努力还是把这难关攻克。不知不觉就来到了最后的项目，
8、再加上老师的新要求，项目难度加大，一时难倒了我们。然而张组长再次发挥神奇，还有长江老师的悉心指导，把程序做了出来。三、PLC 组态：自动化系统集成与调试实训报告5分析：在组态过程中，主站与从站所对应的 MPI 地址必须是不重复的。四、程序如下图：主站 PLC 程序6自动化系统集成与调试实训报告78从站 PLC 程序自动化系统集成与调试实训报告910五、I/O 分配表如下：主站I124.3 启动按钮I124.2 停止按钮PIW256 传感器实际液位测量从站I124.0 启动按钮PIW260 传感器实际液位测量最后一步是 WinCC 画面监控，画面选择的是李同学设计的柔和水蓝色界面，变量的连接则由
9、张组长来建立并联接。六、WinCC 无法激活解决办法：1、查看授权是否完整，如果授权缺失，请授权后再重新启动；2、不要将项目放在在中文目录下；自动化系统集成与调试实训报告113、检查安装的 s7 和 wincc 版本是否冲突；4、关闭杀毒软件，重新启动；5、服务器名称是否和计算机名相同；6、用项目移植器移植一下，再重新打开；7、WinCC5.x 使用时应该安装 Step75.2 安装盘内的 WinCC Hotfix 补丁；8、有时候把系统语言改成英语就 OK 了；9、重新安装一下 WinCC 就可以了；10、打开控制面板里 IMATIC WORKSTATION，STARTSERVER 后重新启
10、动即可；强制关闭后如何再次激活 WinCCWINCC 激活时常常会卡住，这是很常出现的问题，这个时候就需要在任务管理器中强制关闭激活画面。但是当再次打开 WIINCC 时就再也无法激活了，这个时候也无法复制 WINCC 的目录所以无法保存在 U 盘。由于我们学校电脑中重起电脑后系统就还原了，所以前面的工夫就白费了。解决方法在任务管理器中的进程选项卡中，将提示的正在使用的进程关闭。一般都是提示CCtextServer.exe 这个进程正在运行，在进程中关闭这个进程后就可以将程序复制到 U 盘了。然后重启电脑可以再次激活程序。七、WinCC 界面图：12八、变量连接图：九、实训总结：二周的自动化系
11、统集成与调试的实训就要马上过去了，期间，经过我们小组的不懈努力，终于完成了老师要求的实训项目。在实训的第一周，我们检查了电源，PLC，变频器，电机等元器件的好坏。其中，我们 PLC 用的是 CPU313C-2DP,我们的 PLC 的 DI/DO 模块没有连接好，所以我们找来螺丝刀进行维修，终于把 PLC给维修好。我们用简单的程序来验证 PLC 的每一个输入输出模块，发现加了 FC106 或 FC105 指令后，程序下载不进去，提示 PLC 内存卡的内存不够，于是我们找到了几张内存卡，发现只有同样是 CPU313C-2DP 的内存卡才能够使用。检查到最后，我们就只留下了 PLC 的电源、CPU（
12、自带 DI/DO） 、外部AI/AO 模块，然后我们连接好 PLC、变频器、水箱，调节好变频器的参数，控制水箱打水。接下来我们是进行现场总线的连接，我们先组态好主站、从站，然后用 PROFIBUS 线连接好主站与从站，将从站挂到主站上，然后建立好带 8 个字节的通信区，修改好下载方式。在从站程序中调用FC1、FC2 指令，用于主站与从站之间的通信。加入 PID 调节，程序编写好之后，连接好传感器，再进行下载，实现了水箱液位的测量、两位式调节，PID 控制。第二周，我们开始做 WINCC 的液位监控，先组建好变量，然后做好 WINCC 监控画面，连接好变量，实现了 WINCC 控制变频器打水，液位的调节，各种变量的变化情况。对过程值归档、输出过程值归档，做好报警记录。虽然只有二周的实训，但是我们学到了很多，以前对现场总线的认识不是特别清楚，经过实训后，让我们对以前所学的知识进行了一次大的汇总。在整个实训过程中，我们也遇到了许许多多的问题，在老师和同学的帮助下，我们克服各种困难，终于做好了实训项目。不知道问题要查阅资料，不断的与老师同学沟通，不断的思考，只要这样，才能更好的解决问题，才能不断的提升我们自己。
