基于plc的音乐喷泉计.doc

1、中文摘要 在一些园林建筑、大型公共建筑设计中以及旅游建筑中，设计者经常把喷泉以一种艺术的形式融合在建筑物中，给人以自然之美。随着人们生活质量的不断提高，对事物的感观要求也在不断提高。音乐喷泉基本能满足以上要求。伴随着音乐的播放喷头有规律的喷水和彩灯有规律的亮灭（规律包括音乐的曲调和音乐声音的大小）,达到光控效果（白天灯不亮，夜晚灯有规律的亮灭）。完成输入/输出分析，完成硬件组态,编程元件地址，编写控制程序,调试控制程序,用WinCC监控。关键词 建筑 音乐喷泉 准确性 高速处理 毕业设计说明书（论文）外文摘要Title Responder PLC controlled intelligent

2、design AbstractIn a number of landscape architecture, the design of large public buildings and tourist buildings, designers often fountain in the form of an art integration in the building, giving to the beauty of nature. With the continuous improvement of the quality of life, and feel things have a

3、lso been improved. The musical fountain can basically meet the above requirements. Along with regular music player nozzle spray and lights a regular light off (the law, including the size of the music tunes and music sound), to achieve the control effect of light (day light does not shine, night lig

4、ht a regular light off) . Completion of the input / output analysis to complete the hardware configuration, the address of the program components, the preparation of the control procedures, and debugging control procedures and monitoring with WinCC. Keywords Musical Fountain, Building, Accuracy, Pre

5、cision, High-speed processing.目 次1 引言11.1 可编程控制器的发展史11.2 可编程控制器的主要原理和组成21.3 本人所做毕业设计的效果41.4 本人所做毕业设计的设备分布图51.5 本人毕业设计所做的内容72 S7-300系列PLC的配置及组态82.1 S7-300的系统组成简介82.2 S7-300的硬件组态82.3 本人所做音乐喷泉92.4 本人所做的音乐喷泉的PLC控制程序143 模拟软件S7-PLCSIM调试程序383.1 S7-PLC模拟软件S7-PLCSIM简介383.2 本人所做毕业设计的的调试404 WINCC视窗控制中心464.1 Wi

6、nCC的综述464.2 创建WinCC项目474.3 本人所做毕业设计的WinCC激活画面49结 论54致 谢55参 考 文 献561 引言可编程序控制器(PLC) 是一种新型的通用的自动控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,是功能加强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的PLC应用系统中，PLC往往是作为一个核心部件来使用，仅PLC方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。1.1 研究的

7、意义人们对生活品质不断追求的同时对喷泉的要求也在不断提高，不仅希望喷泉能集光、色、音于一身，给人以美感，还希望喷泉能不断改变形式时不用浪费太多人力物力，最大程度的节约成本。而可编程控制器就满足了人们的以上要求。可编程控制器是一种新型的具有极高可靠性的通用工业自动化控制装置。它以处理器为核心，有机的将微型计算机技术、自动化控制技术及通信技术融为一体，具有控制能力强可靠性高、配置灵活、编程简单、使用方便易于扩展等优点，是当今及以后工业控制的主要手段和重要的自动化控制设备。整合以上优势把这种技术应用在喷泉的控制上，将使喷泉的形式更复杂，带给观众的感觉更强烈。1.2 可编程控制器的发展史（1）可编程控

8、制器的由来PLC早期主要应用于工业控制，但随着技术的发展，其应用领域正在不断扩大 . 可编程控制器(Programmable Logical Controller)简称PC或PLC，是60年代末发明的工业控制器件，是美国数字公司(DEC )为美国通用公司(GM)研制开发并成功应用于汽车生产线上，可编程控制器自此诞生。随着计算机技术的飞速发展，PLC软硬件水平与规模也发生了质与量的变化，其控制技术也朝着智能化方向不断发展，同时推动了先进制造技术的相应发展。现代PLC已经成为真正的工业控制设备。（2）可控制编程器的发展虽然PLC 问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模、超大规模集成电路技术的

9、迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC 也迅速发展，其发展过程大致可分三个阶段：早期的PLC（60 年代末70 年代中期）早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器。这时的PLC 多少有点继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。它在硬件上以准计算机的形式出现，在I/O 接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力。在软件编程上，采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式梯形图。因此，早期的PLC 的性能要优于继电器控制装置，其优点包括

10、简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指使，能重复使用等。其中PLC 特有的编程语言梯形图一直沿用至今。中期的PLC（70 年代中期80 年代中后期）在70 年代微处理器的出现使PLC 发生了巨大的变化。美国，日本，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC 的中央处理单元（CPU）。这样，使PLC 的功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的

11、数据寄存器，使PLC 的应用范围得以扩大。近期的PLC（80 年代中后期至今）进入80 年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC 所采用的微处理器的当次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC 的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC 软、硬件功能发生了巨大变化。（3）可编程控制器的应用 自1969年第一台可控编程控制器问世以来，目前可编程控制器已经成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。 PLC所以被广泛应用，是由它的突出特点和优点的性能分不开的，为了满足工业生产对工业控制设备安全可靠的要求，PL

12、C采用了微电子技术，大量的开关动作由无触电的的半导体电路来完成，PLC选用的电子器件一般是工业机，有的甚至是军用机，平均无故障时间很长。PLC具有良好的环境适应性，可用于十分恶劣的工业现场。再电源瞬间断电的情况下仍可以正常工作，具有很强的的抗空间电磁干扰能力，可以抗峰值高达1000V、脉宽10us的矩形波空间电磁干扰，具有良好的抗震能力和抗冲击能力。一般对环境温度要求不高，在环境温度-2065度、相对湿度为35%-85%情况下仍可正常工作。1.3 可编程控制器的主要原理和组成（1）可编程控制器的主要原理CPU连续执行用户程序、任务的循环序列称为扫描，CPU的扫描周期包括读输入、执行程序、处理通

13、信请求、执行CPU自诊断测试及写输出等内容。PLC可被看成是在系统软件支持下的一种扫描设备。它一直周而复始地循环扫描并执行由系统软件规定好的任务。用户程序只是扫描周期的一个组成部分，用户程序不运行时，PLC也在扫描，只不过在一个周期中去除了用户程序和读输入、写输出这几部分内容。典型的PLC在一个周期中可完成以下5个扫描过程。自诊断测试扫描过程。为保证设备的可靠性，及时反应所出现的故障，PLC都具有自监视功能。自监视功能主要由时间监视器完成。WDT是一个硬件定时器，每一个扫描周期开始前都被复位。WDT的定时可由用户修改，一般在100200ms之间。其它的执行结果错误可由程序设计者通过标志位进行处

14、理。与网络进行通信的扫描过程。一般小型系统没有这一扫描过程，配有网络的PLC系统才有通信扫描过程，这一过程用于PLC之间及PLC与上位计算机或终端设备之间的通信。用户程序扫描过程。机器处于正常运行状态下，每一扫描周期内部包换扫描过程。该过程在机器运行中是可控的，即用户可以通过软件进行设定。用户程序的长短，会影响过程所用的时间.（2）可编程控制器的组成部分PLC与通用计算机没有什么区别，只是一台增强了I/O功能的可与控制对象方便连接的计算机。其完成控制的实质是按一定算法进行I/O变换，并将这个变换物理实现，应用于工业现场。输入寄存器输入寄存器可按位进行寻址，每一位对应一个开关量，其值反映了开关量

15、的状态，其值的改变由输入开关量驱动，并保持一个扫描周期。CPU可以读其值，但不可以写或进行修改。 输出寄存器输出寄存器的每一位都表明了PLC在下一个时间段的输出值,而程序循环执行开始时的输出寄存器的值,表明的是上一时间段的真实输出值。在程序执行过程中,CPU可以读其值,并作为条件参加控制,还可以修改其值,而中间的变换仅仅影响寄存器的值。只有程序执行到一个循环的尾部时的值才影响下一时间段的输出，即只有最后的修改才对输出接点的真实值产生影响。存储器存储器分为系统存储器和用户存储器。系统存储器存储的是系统程序，它是由厂家开发固化好了的，用户不能更改，PLC要在系统程序的管理下运行。用户存储器中存放的

16、是用户程序和运行所需要的资源，I/O寄存器的值作为条件决定着存储器中的程序如何被执行，从而完成复杂的控制功能。CPU单元CPU单元控制着I/O寄存器的读、写时序，以及对存储器单元中程序的解释执行工作，是PLC的大脑。 其它接口单元其它接口单元用于提供PLC与其它设备和模块进行连接通信的物理条件。1.4 本课题要完成的目标和主要任务（1）白天时，光控开关断开a控制者按下启动按钮SB0，内置播放器先启动；b 规定的一段时间后（延迟时间1S）外置播放器启动，同时水泵0，水泵8和水泵11；各水泵所连接喷头喷水，瀑布也同时呈现出来，外圈下水泵17按程序指令有序启动停止，形成与音乐曲调一致的效果；c内圈在

17、声控装置的作用下，在中等音响下即水泵9会启动，水泵10在较大音响才会启动。所呈现出来的效果是在低于中等音响环境时，水泵8启动，喷泉喷到高度H，在音乐声音超过中等音响时，水泵9启动，在8，9的共同工作下，喷泉喷到高度2H，在音乐声音超过较大音响条件下，水泵10启动，在水泵8，9，10的共同工作下，喷泉喷到高度3H。这样就呈现出这五个喷头随着音乐声响的大小，不断改变喷水的高度，达到喷泉随着音乐跳动的效果。d按下停止按钮SB1，所有内外设备停止工作。（2）夜晚时，光控开关闭合a控制者按下启动按钮SB0，内置播放器先启动，同时外圈喷头下（LED1a7a）灯亮，中心喷头下白灯（LED0）亮，内圈喷头下白

18、灯（LED组8）亮，瀑布背景白灯（LED组12）亮；b规定的一段时间后（延迟时间1）外置播放器启动，同时水泵0，水泵8和水泵11；各水泵所连接喷头喷水，瀑布也同时呈现出来，外圈下水泵17,中心喷头 下彩色(LED1b7b)灯，瀑布每格的彩色(LED1c7c)灯按程序指令有序启动停止，形成与音乐曲调一致的效果，与白天不同的是在各色灯光的映衬下，喷泉更加美观动人；c内圈在声控装置的作用下喷头的喷水效果同白天，灯光所呈现出来的效果是在低于中等音响环境时，内圈喷头下白灯（LED组8）亮，在音乐声音超过中等音响条时，白灯（LED组8）和黄灯（LED组9）亮，在音乐声音超过较大音响条件下，白灯（LED组8

19、）和黄灯（LED组9），红灯（LED组10）都亮。达到灯光随着音乐的声音从静音中等较大而呈现出白很白加黄白加黄加红的效果。d按下停止按钮SB1，所有内外设备停止工作。（3）音乐喷泉的工艺分布图红橙黄绿青蓝紫表示灯（喷头位于灯上，未画出）水泵11水泵1水泵2表示管道水泵3水泵4水泵5水泵6水泵7表示水泵水流分配装置，平均分配水流图1.1设备分布图表示灯，最上面的小圆白灯，下面中圆黄灯，最下面大圆红灯（喷头位于灯上，未画出）水泵10水泵9表示管道水泵8表示水泵水流分配装置，平均分配水流图1.2设备分布图水泵0表示灯（喷头位于灯上，未画出）白橙红紫色蓝色青色绿色黄色表示水泵表示管道图1.3设备分布图

20、1.5 本人毕业设计所做的内容（1）完成输入/输出分析 （2）完成硬件组态，编程元件地址分配（3）编写控制程序（4）调试控制程序（5）用WinCC监控2 S7-300系列PLC的配置及组态2.1 S7-300的系统组成简介S7-300系列的PLC是中型模板式PLC，各种模板（CPU模板、信号模板SM、功能模板FM、通信模板CP、电源模板PS等）及人机界面（HMI），可以根据控制要求进行广泛的组合和扩展。CPU314一个机架上最多只能再安装八个信号模块或功能模块，最多可以扩展为四个机架。中央处理单元总是在0机架的2号槽位上，1号槽安装电源模块，3号槽总是安装接口模块，槽号4至11，可自由分配信号

21、模块、功能块。（1）S7-300的结构特点采用集成的背板总线（Back-Plane Bus）采用DIN标准导轨，安装和更换模板方便硬件组态灵活机架扩展方便（2）S7-300的编程元件： 输入继电器I输出继电器Q 辅助继电器M（或称为位存储器）外部输入寄存器 PI 外部输出寄存器PQ 定时器T(共5种)计数器C (共3种)数据块寄存器DB本地数据寄存器L2.2 S7-300的硬件组态（1）S7-300的插槽地址S7-300的各个模板安装在机架的插槽上，不同的模板在插槽的安装位置是固定的。如果选择了电源模板PS307，必须安装在1号槽位上。CPU模板的安装位置紧挨着电源模板，安装在2号槽位上。用于

22、连接扩展机架的接口模板IM，安装在3号槽位上。各种信号模板SM，安装在4号11号槽位上。从4号槽位开始，CPU为信号模板分配IO地址，且根据信号模板的类型递增IO地址。如图2-1所示：图2.1 各插槽地址分配（2）S7-300数字量IO地址组态（3）S7-300模拟量IO地址组态（4）S7-300的机架组态电源模板PS307，必须安装在1号槽位上。CPU模板的安装位置紧挨着电源模板，安装在2号槽位上。用于连接扩展机架的接口模板IM，安装在3号槽位上。各种信号模板SM，安装在4号11号槽位上。2.3 本人所做音乐喷泉（1）输入/输出分析输入部分：启动按钮 SB0 声控开关1 SA1停止按钮 SB

23、1 声控开关1 SA2声控开关1 SA3输出部分：水泵0和水泵1及瀑布示意箭头 水泵1 水泵2 水泵3 水泵4 水泵5水泵6 水泵7水泵8 水泵9 水泵10 内圈白灯组内圈黄灯组 内圈红灯组 中心白灯及瀑布背景灯 内置音乐播放器 外置音乐播放器 中心红灯瀑布1 中心橙色灯瀑布2中心黄色灯瀑布3 中心绿色灯瀑布4 中心青色灯瀑布5 中心蓝色灯瀑布6 中心紫色灯瀑布7 （2）音乐喷泉的硬件组态由于本课题输入为5个，输出为23个，所以本课题的硬件组态如图2-2所示。图2.2 硬件组态图（3）本人所做毕业设计的I/O地址分配由于本课题输入为5个，输出为23个，根据喷泉的硬件组态，I/O的分配表如表2-

24、1所示。表2.1 I/O分配表输入电器元件I/O地址作用启动按钮 SB0I0.0整个系统的启动停止按钮 SB1I0.1整个系统的停止声控开关1 SA1I0.2声控装置的第一层反应（超过中等音响）装置声控开关2 SA2I0.3声控装置的第二层反应（超过较大音响）装置光控开关 SA3I0.4光控装置的反应装置，控制所有灯光的亮灭输出水泵0和水泵11及瀑布示意箭头Q4.0控制水泵0和水泵11的接触器KM1水泵1Q4.1控制水泵1的接触器KM2水泵2Q4.2控制水泵2的接触器KM3水泵3Q4.3控制水泵3的接触器KM4水泵4Q4.4控制水泵4的接触器KM5水泵5Q4.5控制水泵5的接触器KM6水泵6Q

25、4.6控制水泵6的接触器KM7水泵7Q4.7控制水泵7的接触器KM8水泵8Q5.0控制水泵8的接触器KM9水泵9Q5.1控制水泵9的接触器KM10水泵10Q5.2控制水泵10的接触器KM11内圈白灯组Q5.3控制内圈白灯组的接触器KM12内圈黄灯组Q5.4控制内圈黄灯组的接触器KM13内圈红灯组Q5.5控制内圈红灯组的接触器KM14中心白灯及瀑布背景灯Q5.6控制中心白灯及瀑布背景灯的接触器KM15内置音乐播放器Q5.7控制内置音乐播放器的接触器KM16外置音乐播放器Q6.0控制外置音乐播放器的接触器KM17中心红灯瀑布1Q6.1控制中心红灯瀑布1的接触器KM18中心红灯瀑布2Q6.2控制中心

26、红灯瀑布2的接触器KM19中心红灯瀑布3Q6.3控制中心红灯瀑布3的接触器KM20中心红灯瀑布4Q6.4.控制中心红灯瀑布4的接触器KM21中心红灯瀑布5Q6.5控制中心红灯瀑布5的接触器KM22中心红灯瀑布6Q6.6控制中心红灯瀑布6的接触器KM23中心红灯瀑布7Q6.7控制中心红灯瀑布7的接触器KM242.4 S7-300的指令系统及编程在STEP 7中，根据采用的程序编辑器（LADSTLFBD）不同，有梯形逻辑指令LAD，语句指令STL和功能块图指令FBD，位逻辑指令包含位逻辑运算指令、定时器指令、计数器指令和位测试指令等。可以使用位逻辑指令扫描布尔（BOOL）操作数的状态，通过“与（A

27、ND）”、“或（OR）”、“异或（XOR）”及其组合操作实现逻辑操作。逻辑操作结果（RLO）用于赋值、置位/复位布尔操作数，也控制定时器和计数器的运行。（1）位逻辑运算指令位逻辑运算指令是对“0”或“1”的操作数进行扫描，经过相应的位逻辑运算，将逻辑运算结果“0”或“1”送到状态字的RLO位。标准触点指令标准触点指令是指“与”及“与非”指令、“或”及“或非”指令、“异或”及“异或非” 指令 。标准触点：动合（常开）：常闭（动断）：输出指令：逻辑串输出指令（输出线圈）： 中间输出指令： 跳变沿检测指令RLO 跳变沿检测指令：RLO正跳沿检测 RLO负跳沿检测 （2）定时器指令接通延时定时器SD（

28、3）时钟存储器（Clock Memory）在S7系列PLC的CPU的位存储器M中，可以任意指定一个字节，如MB100，作为时钟脉冲存储器，当PLC运行时，MB100的各个位，能周期性地改变二进制值，即产生不同频率（或周期）的时钟脉冲。（4）计数器指令在S7-300的CPU的存储器中留有一块区域用于存储计数器的计数值，每个计数器需要2 byte，不同的CPU模板，用于计数器的存储区域也不同，最多允许使用64512个计数器。在S7-300中有3种计数器可供选择：如图2-3所示图2.3计数器（5）比较指令 比较指令用于对累加器2与累加器1中的数据进行比较。数据类型可以是整数、长整数或实数，但是要确保

29、进行比较的两个数据的类型相同。 应用比较指令的比较类型有：等于、不等于、大于、小于、大于等于、小于等于。如果比较的结果为真，则RLO为1，否则为0。2.4 本人所做的音乐喷泉的PLC控制程序下面为本课题的PLC程序 此处T50为上文所提及的延迟时间1，目的是为了克服控制过程中机械设备和电气设备（水泵电机）的延迟问题，时间可以在调试中设置。3 模拟软件S7-PLCSIM调试程序3.1 S7-PLC模拟软件S7-PLCSIM简介S7-PLCSIM模拟软件是在STEP-7环境下，不用连接任何S7系列的PLC（CPU或IO模板），而是通过仿真的方法运行和测试用户的应用程序。S7-PLCSIM提供了简单

30、的界面，可以用编程的方法（如改变输入的通断状态，输入值的变化）来监控和修改不同的参数，也可以使用变量表（VAT）进行监控和修改变量。（1）S7-PLCSIM的特性简介S7-PLCSIM的功能是很强的，可以使用STEP-7的所有工具监控和调整模拟PLC的性能，通过S7-PLCSIM，STEP-7的工作过程与真实的PLC相比，差别很小。 在SIMATIC Manager中的按钮可以自动接通或断开模拟过程。单击模拟按钮 ，可打开S7-PLCSIM软件及模拟的CPU，当S7-PLCSIM软件运行时，可自动地连接到模拟的CPU上。在模拟的CPU上运行程序，可代替S7-300或S7-400 的CPU模板。

31、通过创建变量表，可以存取模拟PLC的输入输出存储器、累加器和寄存器中的数据。也可以通过符号地址存取存储器数据。可以选择定时器自动运行，或者手动置位复位。可以对各个定时器进行单独复位或一起复位。同真实的CPU模板一样，在S7-PLCSIM中可以改变CPU的操作方式（STOP、RUN、RUN-P），另外在S7-PLCSIM中还提供了一个暂停（Pause）功能，允许用户暂停CPU工作，而不影响程序的状态。 可以利用模拟PLC的中断组织块OBs的功能测试程序特性。 通过对输入输出存储器、位存储器、定时器和计数器的操作，可以记录一系列的事件，并且可以回放使之自动进行程序测试。 （2）S7-PLCSIM的

32、使用方法打开“SIMATIC Manager”。选择菜单命令“Options”“Simulate Modules”，以启动S7-PLCSIM（默认的MPI地址为2）。S7-PLCSIM的窗口画面如图3-1所示。图3.1窗口画面打开要模拟的项目和程序。选择菜单命令“PLC”“Download”，将要模拟的程序块下载到模拟的PLC中。根据提示：Do you want to load the system data?（是否下载系统数据？），如果不想下载硬件配置到模拟的PLC中，选择“No”；如果想下载硬件配置到模拟的PLC中，选择“Yes”。 在S7-PLCSIM的窗口画面中，工具栏由三部分组成：

33、a标准工具栏 ，如图3-2所示图3.2 标准工具栏b插入观察对象工具栏，如图3-3所示图3.3 插入观察对象工具栏c各个图标的意义如下： ：插入输入变量：插入输出变量：插入位存储器：插入定时器：插入通用变量：插入嵌套堆栈 ：插入累加器和状态字：插入数据块地址寄存器：垂直插入通用的位变量dCPU模式工具栏，如图3-4所示图3.4 CPU模式工具栏e各个图标的意义如下： ：单次扫描。：连续扫描。：暂停。：下一次扫描。：复位程序中所有的定时器。eCPU操作开关观察对象这个操作开关与真实的CPU的操作开关的作用是相同的，可以进行运行（RUN）和停止（STOP）等操作，并且有对应的指示灯表示其工作状态。

34、如图4-5所示 图3.5 CPU操作开3.2 本人所做毕业设计的的调试调试过程：（1）白天控制者按下启动按钮SB0（I0.0打勾再去勾），内置播放器（Q5.7打勾）先启动。如图3-6所示：图3.6仿真图规定的一段时间后外置播放器启动(Q6.0打勾)，同时水泵0和水泵11 (Q 4.0打勾)，水泵8(Q5.0打勾)；外圈下水泵17(4.1Q4.7有序打勾再去勾)按程序指令有序启动停止，瀑布也同时呈现出来，形成与音乐曲调一致的效果。如图3-7所示：图3.7仿真图在音乐声音超过中等音响时，水泵9(Q5.1打勾)启动。如图3-8所示：图3.8仿真图在音乐声音超过较大音响条件下，水泵10(Q5.2打勾)

35、启动。如图3-9所示：图3.9仿真图（2）夜晚光控开关闭合（I0.4打勾），控制者按下启动按钮SB0(I0.0打勾再去勾)，内置播放器先启动（Q5.7打勾），同时外圈喷头下LED1a7a灯，中心喷头下白灯LED0和瀑布背景白灯LED组12亮，（以上全由Q5.6打勾表示），内圈喷头下白灯LED组8亮（Q5.3打勾）。如图3-10所示：图 3.10仿真图规定的一段时间后外置播放器启动（Q6.0打勾），同时水泵0，水泵11、（Q4.0打勾）和水泵8（Q5.0打勾）；各水泵所连接喷头喷水，瀑布也同时呈现出来，外圈下水泵17,中心喷头下彩色LED1b7b灯，瀑布每格的彩色LED1c7c 灯（Q6.1Q6

36、.7有序打勾再去勾）按程序指令有序启动停止，形成与音乐曲调一致的效果，与白天不同的是在各色灯光的映衬下，喷泉更加美观动人。如图3-11所示：图3.11仿真图内圈在声控装置的作用下喷头的喷水效果同白天，在音乐声音超过中等音响条时，水泵9(Q5.1打勾)启动，白灯LED组8（Q5.3打勾）和黄灯LED组9（Q5.4打勾）亮。如图3-12所示：图3.12仿真图在音乐声音超过较大音响条件下，水泵10(Q5.2打勾)启动，红灯LED组10（Q5.5打勾）也亮。如图3-13所示：图3.13仿真图按下停止按钮SB1（I0.1打勾再去勾），全部停止（QB的勾全部去掉）。如图3-14所示：图3.14仿真图4 W

37、inCC视窗控制中心WinCC是在PC基础上的操作员监控系统软件，WinCCV5.0+SP2具有控制自动化过程的强大功能和极高性能价格比的SCADA（监视控制与数据采集）级的操作监视系统。WinCC的显著特性就是全面开放，它很容易将标准的用户程序结合起来，建立人机界面，精确地满足生产实际要求。通过系统集成，可将WinCC作为其系统扩展的基础，通过开放接口开发自己的应用软件。4.1 WinCC的综述（1）Wincc的特点：可应用最新的软件技术；包括所有SCADA功能在内的客户-服务器系统；可灵活裁剪，由简单任务扩展到复杂任务；可由专用工业和专用工艺的选件和附件进行扩展；集成ODBC/SQL数据库

38、；开放API编程接口可以访问WinCC的模块；通过向导进行简易的在线组态；提供所有主要PLC系统的通信通道；具有与基于PC的控制器的SIMATIC WinAC的紧密接口；作为SIMATIC PCS7 过程控制系统中的操作员站。（2）WinCC功能一览WinCC浏览器：快速访问所有工程数据和全局设定的中心项目管理器。图形编辑器：通过使用全部图形对象，能自由进行可视化组态和操作，能方便地使用所有属性的动态结构。报表编辑：自由选择布局格式的报告系统，可按时间或时间记录信息，进行动作、归档，把当前数据的文件作为拥护报告或项目文件。用户管理器：用户及其访问权限的管理工具。通信通道：连接范围广泛的不同控制

39、器。标准接口：与其他Windous应用程序的开放集成。编程接口：具有单独访问WinCC(C-API)数据和功能的接口，可集成到特定的用户程序中。（3）SCADA系统的基础功能WinCC可以通过专用选件构成不同的SCADA系统。单用户系统：是基于单机系统的控制系统，自动化层采用点对点连接，通过过程总线和LAN联接，能通过基于Windows的网络连接办公系统。多用户系统：允许多个用户控制相同的控制系统，每个用户都可以看到其他用户的动作。 他采用客户服务器结构，最多允许16个客户机连接到一个服务器。（4） WinCC的组态WinCC资源管理器WinCC Explorer是WinCC的中央协调站，用于

40、项目管理所有的WinCC组件。WinCC Explorer支持的组态工具包括图画的生成、组态消息、过程植存档、报表系统、脚本建立、用户管理等。图形编辑器WinCC图形编辑器是一个向量的绘图程序，其功能包括准定位、排列、旋转和镜象、发送图形对象属性等.还能对对象进行编组。建立对象库，以及应用BMP 、WMF、EMF格式或通过OLE等引人或镶嵌在外部编辑图形和文本中。图形编辑器支持16层画面的组态，对于编组对象，可以不拆开编组对象就能直接修改组中的个别对象的属性。用户可以动态控制所有图形对象的外观，几何外行、颜色、样式等属性都可以通过变量或从脚本直接寻址来更改。已经生成的对象储存在对象库中，从对象

41、库可以随时调用对象。WinCC将对象库分为全局对象库和专用对象库，还提供一个功能库用语组态动作。全局对象库还包括各种各样的按主题分类的预制对象，而专门项目库是针对每个专门对象库建立的。当通过WinCC浏览器切换图形中的用户界面时，系统同时切换对象名称、对象组及用户定义的接口参数。对象库中的对象可以文件名的方式或以图标的方式列出，用户可以应用Windows的拖放操作，将用户组态到过程画面中。4.2 创建WinCC项目（1）启动WinCCWinCC可以运行在Windows 2000或Windows NT下单击Windows桌面的“开始”按扭，通过“SIMATIC”“ WinCC”“WindowsC

42、ontral Center”启动WinCC。（2）创建一个WinCC新项目第一次打开WinCC新项目时候，将出项对话框，有3个选项，默认为选择但用户项目，单击“确定”按扭。在弹出的对话框中定义新项目的名称和储存路径后，进入WinCC资源管理器。（3）添加PLC应用程序为了使WinCC 能够于PLC通信，需要选择PLC驱动程序，在此选择SIMATIC S7 PLC右击WinCC资源管理器的左边子穿口中的“变量管理器”。在弹出的菜单中，单击“添加新的驱动程序”选项在“添加新的驱动程序”对话框中，选择“SIMATIC S7协议集”，选择的驱动程序将出现在变量管理器的下面。创建一个新的连接，单击显示程

43、序前方的图标，将显示所有的可以同的通道单元。右击通道单元MPI，在弹出的菜单中，单击“新建驱动程序连接“选象。在输入新建的名称，如：SPS。单击“确定按钮”，完成性建的PLC应用程序的连接。（4）变量在WinCC中，用变量来表示真实值，如灌水的水位，或者表示在WinCC中 用来计算或模拟的内部值。过程变量位于PLC或类似于驱动器的存储器中。内部变量位于WinCC内，提供于PLC相同的功能存储单元，可以在计算中修改内部变量。 新建变量l 为建立和连接变量，首先通过双击“变量管理器“的方式打开MPI到SPS。l 右击“内部变量”选项，在弹出的菜单中，单击“新建变量”选项， 设置变量属性在 变量的对

44、话框中，变量名取为“Tanklevel”.l 在数据类型的列表中，选择“无符号16位数”。l 单击“确定”按扭。结束变量的设置过程。 指定在PLC 中的地址l 在“变量属性”对话框中，单击“选择”按扭，打开“地址属性”对话框。l 从变量的数据列表框中，选择数据区域“位存储器”。l 检查地址内型是否为“字”，设置MW“0”。（5）编辑过程画面 创建过程画面l 在WinCC资源管理器中，右击“画面编辑器”。l 在弹出菜单中，单击“新建画面”选项。l 选择新建画面。默认画面名称为“Newpdl.pdl”，显示在WinCC资源管理器的右边的窗口中。可以用两中方法打开画面：在WinCC资源管理器右边的子

45、窗口中，双击“SWMPL。PDL”，打开画面编辑器。在WinCC资源管理器右边的子窗口中，由右击SWMPL。PDL，在弹出的菜单中选项中=选择“打开画面”选项。在打开的画面编辑器中编辑自己想编辑的图画。（6）激活项目单击WinCC资源管理器“文件”菜单中“运行系统”，也可以单击WinCC资源管理器的工具栏中的“激活”按钮。经过一段时间装载后，将出现“WinCC运行系统”画面。4.3 本人所做毕业设计的WinCC激活画面（1）初状态，小椭圆表示灯，如图4-1所示：图4.1画面（2）先单击光控开关，再单击单击启动按钮，内置播放器先启动（内置播放器变绿），外圈彩色灯亮，内圈白灯组亮，中心白灯亮，瀑布背景白灯亮，如图4-2所示：图4.2画面（3）一段时间