目錄1.設計目的與要求 2
1.1設計目的 2
1.2設計要求 2
1.2設計要求3
2.系統結構設計 4
2.1 系統平台測試4
2.2控制方案 6
2.3系統結構 6
3.過程儀表選擇 7
3.1控制器：計算機 7
3.2液位感測器： 7
3.3 電磁流量感測器、電磁流量轉換器： 7
3.4電動調節閥： 7
4.系統組態設計 8
4.1 流程圖和組態圖 8
4.2 組態畫面 8
4.4 應用程式 9
4.4.1 pid演算法描述 9
4.4.2 應用程式 9
4.5 動畫連線 15
4.6 wincc 設計圖16
4.7 網路通訊17
5.結論 20
參考文獻 21
現場匯流排課程設計的目的是讓學生具備理論與實際相結合的應用能力，掌握一些先進的實踐技能，適應自動化領域對學生提出的具有實際技能的需要。學生圍繞要解決的實際問題，應獨立進行分析和研究，查閱、自學相關的文獻資料，確定技術路線和實施方案，進行系統設計和完成除錯，最後寫出課程設計報告。通過課程設計加深對專業知識的理解和綜合運用，鍛鍊實踐動手能力，增強分析和解決實際問題的能力，發揮創新能力，以及提高文件撰寫能力。
本設計在綜合應用多門學科知識的基礎上，運用組態王軟體和過程控制實驗裝置設計並除錯乙個液位單迴路過程控制系統。與驗證性實驗相比，它增加了設計過程和除錯過程，突破了以前只用別人設計好的實驗程式驗證和分析實驗結果的侷限。整個設計涉及組態軟體的選用、儀表的選型、系統的結構和程式設計，裝置連線與除錯執行等多方面的工作。
因此，通過此次設計，不但能培養我們靈活運用所學知識解決實際問題的能力和實驗技能，同時還能加深對新技術的認知和理解，既有利於進一步增強我們對過程控制這一學科的濃厚興趣，也為畢業設計打下良好基礎。具體目的包括：
1.培養根據課題需要選學參考書籍、查閱手冊和查詢文獻資料的能力；
2.學會方案比較和論證，初步掌握工業控制系統工程設計的基本方法；
3.加深對現場匯流排及典型的現場匯流排-profibus技術的理解；
4.提高可程式設計程控制器的設計能力，熟練掌握先進的s7-300 plc的程式開發和應用除錯能力；
5.提高控制系統監控介面的設計能力，熟練掌握西門子wincc組態軟體的應用開發方法。
6.熟悉現場匯流排裝置的除錯，以及現場匯流排控制系統的結構設計。
7.提高總結歸納、撰寫設計報告的能力，應當規範、有條理、充分、清楚地論述設計內容和除錯成果。
１.學生應根據專案的內容和要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計畫，運用所學的專業知識，進行演算法設計、硬體系統設計、軟體系統設計、創新方法或功能設計，完成系統的軟硬體除錯和聯調，並提交規範的設計報告，從而提高理論知識的工程應用能力。
２.為了保證課程設計按時圓滿完成，學生在課程設計期間應清楚和遵守以下要求：
1)遵守實驗室的各項規定，務必按規定的規程使用及除錯裝置。
2)每班分為3批，每批2-3人共用一套實驗裝置，分組情況見附錄1。
3)在實驗室設計除錯時間不少於32學時，按規定時間進入實驗室，時間安排見附錄１。
4)按時提交設計報告、準時參加抽查或答辯，成績評定標準見第五部分。
5)課程設計前做好預習，查詢資料，學習profibus基本概念、西門子plc基礎知識和程式設計技術、熟悉step7和wincc軟體的使用。實驗裝置手冊見電子文件。
6)在參考題目中選擇設計專案，也可以自選題目，參考題目見附錄2。
7)最終必須獨立完成1～2個完整的專案，並有創新的設計內容。
現場匯流排技術課程設計在thpcat-2型現場匯流排控制系統實驗平台上完成，實驗平台的系統組成結構如圖１所示。在該實驗平台上可以設計實現基於profibus現場匯流排的開關量及模擬量控制系統。監控物件包括模擬鍋爐、水箱、以及按鈕和彩燈。
軟體開發平台包括plc程式設計軟體step 7和監控組態軟體wincc。學生根據設計題目和要求在實驗平台上擇取硬體和軟體部件，完成設計任務和設計報告。
圖１ thpcat-2型現場匯流排控制系統實驗裝置結構圖
2.1實驗平台測試
通過完成基本設計目標，分別用乙個/兩個開關和乙個小燈來模擬走廊燈的開關過程，用梯形圖進行程式設計並聯絡使用wincc設計簡單的圖形介面。
走廊燈程式梯形圖
在上述梯形圖中，i0.4與i0.5分別代表繼電器的常開、常閉節點，即邏輯關係為：
當i0.4閉合時有效，i0.5斷開時有效。
上下兩行開關邏輯為「或」關係，同一條之路上邏輯關係為「與」。
上述邏輯實現的效果為：假設此走廊燈為某公寓上下閣樓的走廊燈，i0.4為樓梯下端開關，i0.
5為樓梯上端開關，當人要上樓或下樓時，均可通過樓梯兩端的開關實現「進入走廊時開燈，走出走廊時關燈」的要求。
上述程式的wincc設計介面
注釋：上圖中，「樓下開關」為i0.4，「樓上開關」為i0.5，「燈」為q3.0。
圖2-1 系統方框圖
基於被控物件是乙個時間常數較小的慣性環節，故本系統調節器的引數宜用階躍響應曲線法確定，控制方案選擇pi控制。
圖2-2 系統結構
如圖所示為液位單迴路控制系統的結構。系統的被控物件為下水箱，下水箱的液位作為被控變數。基於系統的控制任務是維持被控變數恆定不變，即在穩態時，它總等於設定值。
因此需要把液位經檢測變送後的訊號作為系統的反饋量，並採用pid調節器。
為滿足組態王軟體執行的流暢，計算機的配置一般不低於一下標準：
處理器：奔騰4主頻：1.8ghz
記憶體：512 m硬碟：40g
液位測量有很多種方式，本系統採用工業用的dbyg擴散矽壓力變送器，0.5級精度，二線制4-20ma標準訊號輸出。採用高品質、低功耗精密器件，穩定性、可靠性大大提高。
可方便地與其它ddz-iiix型儀表互換配置，並能直接替換進口同類儀表。校驗的方法是通電預熱15分鐘後，分別在零壓力和滿程壓力下檢查輸出電流。在零壓力下調整零電位器，使輸出電流為4ma,在滿程壓力下調整量程電位器，使輸出電流為20ma。
本感測器精度為0.5級，因為二線制，故工作時須串入24v直流電源。
採用工業用的lds-10s型電磁流量感測器與ldz-4型電磁流量轉換器配套使用，輸入訊號：0~0.4mv，輸出訊號：
4~20ma dc，允許負載電阻為0~750ω，基本誤差：輸出訊號量程的±0.5%。
其中lds-10s 型電磁流量感測器，公稱直徑10mm，流量0~0.3m3/h，壓力 1.6mpmax，4-20ma標準訊號輸出。
ldz-4型電磁流量轉換器輸入訊號為0~0.4mv，輸出訊號為4~20ma dc，允許負載電阻為0~750ω，基本誤差為輸出訊號量程的±0.5%。
電動調節閥對控制迴路流量進行調節。驅動電機執行平穩，體積小，力矩大，抗堵轉，控制精度高。控制單元與電動執行機構一體化，可靠性高、操作方便，並可與計算機配套使用，組成最佳調節迴路。
有輸入控制訊號4-20ma及單相電源即可控制運轉，實現對壓力、流量、溫度、液位等引數的調節，具有體積小，重量輕，連線簡單，洩漏量少的優點。本調節閥採用ps電子式直行程執行機構，4-20ma閥位反饋訊號輸出雙向向單座柱塞式閥芯，流量具有等百分比特性，直線特性，和快開特性，閥門採用柔性彈簧連線，可預置閥門關斷能力保證閥門的可靠關斷，防止洩露，效能穩定可靠，控制精度高，使用壽命長。
圖4-1 流程圖和組態圖
4.2 組態畫面
增量式pid演算法表示式為:
△ u(k)=u(k)-u(k-1)=p(1+i+d）*e(k)-p(1+2d)*e(k-1)+p*d*e(k-2)
=a01*e(k)-a11*e(k-1)+a21*e(k-2)
a01= p(1+i+d);a11= p(1+2d);a21=p*d
主頁面程式
l piw 0
t "kaiguanliang".diw_1
l piw 2
t "kaiguanliang".diw_2
l "kaiguanliang".dow_1
t pqw 0
l "kaiguanliang".dow_2
t pqw 2
an 3.3
jnb cs01
a 3.3
jnb tz20
現場匯流排報告
一 對現場匯流排的認識 1.現場匯流排的概述 1 現場匯流排的定義 在生產現場的測量控制裝置之間實現雙向 序列 多點數字通訊的系統稱為現場匯流排，也被稱為控制領域的計算機區域網。2 現場匯流排控制系統基本結構 3 現場匯流排的特性 開放性 互可操作與互換性 裝置智慧型化 徹底分散 現場環境適應性 系...
DCS現場匯流排
1.答 分散控制系統，又稱集散型控制系統，是以微型計算機為基礎的分散型綜合控制系統，是計算機 通訊 crt顯示和控制技術發展起來的產物，採用危險分散 控制分散，而操作和管理集中的設計思想，以及分層 分級和合作自治的結合形式，適應現代的工業生產和管理要求。2.答 答 運用分散控制和集中顯示 操作及管理...
DSP課設報告
dsp課程設 計報告 一 報告題目 利用gpio擴充套件led 燈動態顯示設計 二 實驗目的 利用ccs 軟體對 tms320f2812系列 dsp晶元進行編輯 編譯 鏈結 程式除錯 分析等工作，從而達到對ccs軟體的初步了解和應用。三 實驗器材 tds510usb 器及電源，tds510usb 器...