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1、组态软件WinCC在无缝钢厂减径机监控系统中的应用组态软件WinCC在无缝钢厂减径机监控系统中的应用 ronggang 导语：结合实际的工程工程，介绍了在山西无缝钢管厂减径机中利用Siemens公司的WinCC组态软件、Profibus-DP现场总线技术和工业以太网技术设计实现了一个监控系统 摘 要：结合实际的工程工程，介绍了在山西无缝钢管厂减径机中利用Siemens公司的WinCC、Profibus-DP技术和技术设计实现了一个监控系统。通过施行获得了较好的监控效果。 关键词：WinCC;减径机;监控系统Abstract: Combined with the actual project,
2、this paper introduces an application example of Siemens WinCC configuration software, Profibus-DP fieldbus technology and Industrial Ethernet technology in monitoring system in Shanxi Seamless Steel Pipe Plant. This system achieves pretty good effect in practice.Key words: WinCC; reducing mill; moni
3、toring system 山西无缝钢管厂 219机组消费线选用了12机架三辊微张力减径机， 它采用了三辊式独立传动机构，分别用12台直流电机进展拖动控制，它的两个主要作用是减径和改变壁厚，即通过互相紧靠及串列的12机架序列使钢管的外径递减，同时利用该序列中轧制速度差在钢管上形成纵向拉应力即张力，通过控制张力的大小来使钢管壁厚按要求值变化。减径后的钢管外外表光洁、无划痕具有一定的真圆度，进一步进步了钢管外外表质量。 为了进步整个无缝钢管消费线的运行治理程度和自动化程度，进一步进步经济效益，本工程采用西门子的S7-300系列的为控制器，并以WinCC为开发了该厂减径机的监控系统。 1 减径机监控
4、系统构成 为了进步控制系统的可靠性，该监控系统采用“集中监测、分散控制的设计思想，采用PC、PLC分布式控制方式，上位机采用PC作为主机，其配置为：CPU为P4-2.0;内存为512M;硬盘为80G;操纵系统为WindowsXP，外接打印机，用于打印报表。在上位机运行WinCC组态软件，实现对各工况实时监控、数据归档和报表打印等功能。下位机选用S7-300PLC及编程工具STEP7，负责现场数据的收集、处理与对象的控制，将收集的数据通过逻辑运算、判定、变换后上传到PC机。为知足配置PROFIBUS-DP网络的需要，PC机配有CP5611通讯卡，负责上位PC机与下位机PLC之间的通讯1。此外采用
5、了PROFIBUS-DP总线电缆完成光滑站、液压站、高压水除磷站以及辊道电机变频器之间的连接，实现从站与主站的数据交换。监控系统构造如图1所示。 align=center图1 减径机控制系统构造图/align2 监控系统的设计 本监控系统采用组态软件WinCC，它是一个实用且与SIMATIC产品无缝连接的组态软件，可靠性高、实时性强、适用范围广、界面友好、功能强大，不同厂家消费的硬件设备都可以通过更换不同的驱动程序来方便地完成监控系统的组态。WinCC包括几个主要的功能编辑器：图形设计编辑器、全局脚本编辑器、变量存档编辑器、报警存档编辑器、报表设计编辑器、用户治理和工程平安编辑器。用户可以在其
6、友好的界面下进展组态、编程和数据治理，形成所需要的操纵画面、监控画面、控制画面、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线和打印报表等。该监控系统的设计包括：WinCC与PLC通讯系统的设计和监控画面的设计。 2.1 WinCC与PLC通讯系统的设计2 WinCC提供了1个支持多种网络协议和类型的SIMATIC S7 Protocol Suite的通讯驱动程序，通过它的通道单元提供与SIMATIC S7-300PLC的通讯。WinCC所有应用程序必须以WinCC变量的形式从变量治理器中恳求数据。这些WinCC应用程序包括图形运行系统、报警记录运行系统、变量记录运行系统等。WinCC变量治理器的任务是
7、从经过中取出恳求的变量值，这个经过通过集成在WinCC工程中的通讯驱动程序来完成。通讯驱动程序利用其通道单元构成WinCC与经过处理之间的接口，在很多情况下，到经过处理的基于硬件的连接是利用通讯处理器来实现的。WinCC通讯驱动程序使用通讯处理器来向PLC发送恳求消息。然后，通讯处理器将答复相应消息恳求的经过值发回WinCC。WinCC与PLC通讯构造如图2所示。 align=center图2 WinCC与PLC通讯构造图/align 该通讯详细实现的步骤如下： 1创立WinCC站与自动化系统间的物理连接：在控制面板中翻开“PG/PC对话框，设置参数完成访问点和通讯处理器之间的分配以及为Win
8、CC中相应的外部变量赋地址。 2在WinCC工程中添加适当的通道驱动程序：SIMATIC S7 Protocol Suite。 3在通道驱动程序适当的通道单元Profibus下建立与指定通讯伙伴的连接。 4在连接下建立变量，包括内部变量和外部变量。 2.2 监控画面的设计 为了更形象的反映现场设备的实际运行状况，将相应的设备以图形的方式显示在主画面中;以颜色、闪烁、款式等不同的对象属性作为区别设备的运行、故障、报警等不同的状态。为了进一步方便操纵人员随时查看系统的状态，在减径机监控主画面中设置了12台主电机的转速设定、转速反应、励磁电流反应和电枢电流反应，以及冷床区推进链电机的转速设定和辅助传
9、动辊道电机的转速设定。该监控主画面如下列图3所示： align=center图3 监控主画面/align 2.2.1 对减径机运行状态实时监控跟踪 启动WinCC，在其工程治理器中翻开图形编辑器，根据实际设计要求在WinCC的标准对象、智能对象和Windows对象的下拉列表框中选择需要的静态文本、输入输出域、应用和画面窗口以及功能按钮等。然后对选择的对象进展更名、复制、粘贴、定位和旋转等根本静态操纵，以及通过动态对话框、C动作或者VBS动作来实现对象属性的动态化。当减径机系统开场运行时,就可以通过WinCC的图形编辑器来完成对主传动直流电机、冷床推进链电机和辅助传动辊道电机的实际转速、电枢电流
10、、励磁电流进展实时的监控，并对其他一些重要的消费数据以及消费状态进展动态显示。 2.2.2 经过值归档组态 在归档的组态中，分为经过值归档和压缩归档两种类型，本工程中选择经过值归档组态，其目的是当减径机系统开场运行时来收集、处理和归档工业现场的经过数据。获得的这些经过数据以趋势曲线和表格的方式显示出来作为现场设备运行状态的治理和技术标准。在组态经过值归档时，考虑要归档的经过变量和存储位置以及是否设定归档备份和归档备份的目的途径。详细实现步骤如下3： 1在变量记录治理器中创立一个新的归档，添加要归档的变量。 2设置归档的属性。包括归档的常规信息和归档参数。 3设置归档变量的属性。包括归档变量的名
11、称、变量类型、收集类型等属性。 4创立和设置趋势图。选择WinCC在线趋势控件，并设置其属性，在“常规 和“曲线选项卡中分别输入趋势窗口标题以及添加趋势曲线图。 5激活变量记录运行系统。 2.2.3 报警组态 在实际消费现场，平安性是非常重要的，当在消费经过发生意外故障时，报警组态系统就会自动触发相应的报警信息，此信息会显示在报警记录表中，此外在减径机主操纵台上还装有蜂鸣报警器，一旦有报警或者故障信号就能在第一时间通知现场操纵人员，并快速做出相应的处理。报警组态的详细实现步骤为： 1在报警记录编辑器中选择报警消息块。 2组态报警消息和报警消息文本。包括设置消息种别、消息变量、消息位、状态位等属
12、性。 3组态报警消息的颜色。在监控画面中，不同类型消息的不同状态用不同的颜色表示，以便操纵人员快速的识别出报警类型和状态。 4组态报警事件窗口。在“对象选项板上选择报警控件，并根据需要对报警控件的属性进展设置。 5激活报警记录运行系统。 2.2.4 用户权限治理 WinCC本身具有一个先进的、强有力的、人性化的用户平安治理系统，为理解决好受权与平安性问题，需要通过WinCC的用户治理器对用户的使用权限进展相应的设置，在本系统中将用户权限分为3种：阅读用户、治理员用户、程序员用户，这样既能使不同类型的用户共同使用该系统，又能保证系统的平安治理。 3 完毕语 该无缝钢管消费线于2020年4月21日正式投产，消费理论说明，以西门子公司的WinCC软件平台为根底的监控系统实现了对减径机系统的实时控制与治理，具有故障响应快，操纵简单，组态画面丰富等特点，减少了工人的劳动强度，保证了无缝钢管消费的连续性，大大进步了消费效率。 参考文献： 1 S7-300/400PLC应用技术M.北京：机械工业出版社，2005. 2 苏昆哲.深化浅出西门子WinCC V6.0版M.北京：北京航空航天大学出版社，2004. 3 王晓远.工业组态软件WinCC在雨水泵站监控系统中的应用J.中国农村水利水电，2006年第12期：85-87.