Правила выполнения лабораторных работ
УДК 658.51 (07)
ББК 32.965я7
П69
Рекомендовано редакционно-издательским советом университета
Рецензенты:
О.А. Кан –член редакционно-издательского совета КарГТУ, канд. техн. наук, доцент;
Л.А. Авдеев – канд. техн. наук, доцент, зам. директора по внедрению новой техники и технологий предприятия «Углесервис» УД АО «АрселорМиттал Темиртау»;
Б.Н. Фешин– д-р техн. наук, проф. (КарГТУ)
П69 Практикум по автоматизации технологических процессов и производств. Часть 1: Учеб. пособие / И.В. Брейдо, Г.А. Эм, Е.В. Андреев, Д.А. Брюханов;Карагандинский государственный технический университет. – Караганда: Изд-во КарГТУ, 2009. – 83 с.
ISBN 9965-04-517-8
Учебное пособие представляет собой лабораторный практикум по автоматизации технологических процессов и производств.
Пособие предназначено для студентов специальностей 5B070200 – «Автоматизация и управление» и 5B071800 – «Электроэнергетика» при освоении ими ряда профилирующих дисциплин таких, как «Автоматизация типовых технологических процессов», «Прикладное программное обеспечение систем управления», «Автоматизация технических систем», а также может представлять интерес для преподавателей и студентов других технических специальностей.
УДК 658.51 (07)
ББК 32.965я7
ISBN© Карагандинский государственный технический университет, 2009
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Предисловие...................................................…..........………….……………… | |
| Правила выполнения лабораторных работ…………...……………………..... | |
| 1 Теоретические сведения и описание среды разработки Step7…………..... | |
| 1.1 Создание проекта в среде Step7…………………………………….…...... | |
| 1.2 Структура проекта………………………………………………………… | |
| 1.3 Написание программы в среде Step7…………………………………….. | |
| 1.4 Симуляция программы в среде Step7…………………………………..... | |
| Практическая работа №1 «Основы работы в STEP 7»……………………..... | |
| Лабораторная работа №1 «Разработка программы имитации комбинационной логики в среде Step 7»……………………………………... | |
| Лабораторная работа №2 «Разработка программы управления ТП в среде Step 7» …………………………………………………………………………... | |
| 2 Теоретические сведения и описание SCADA……………………………… | |
| 2.1 Описание SCADA WinCC………………………………………………... | |
| 2.2 Разработка проекта/конфигурирование в WinCC……………………..... | |
| 2.3 Теги и группы тегов……………………………………………………..... | |
| 2.4 Редактирование кадров процесса………………………………………… | |
| 2.5 Создание кнопки…………………………………………………………... | |
| 2.6 Конфигурирование кадра процесса………………..…………………….. | |
| 2.7 Создание динамического индикатора уровня заполнения……………... | |
| 2.8 Создание поля ввода/вывода и его динамизация……………………….. | |
| Практическая работа №2 «SCADA резервуара с водой»……………………. | |
| Лабораторная работа №3 «Основы работы в SCADA WinCC » …………… | |
| Лабораторная работа №4 «Разработка SCADA ТП в среде WinCC» ……… | |
| 3 Установка связи между проектами в Step 7 и SCADA WinCC. Совместная работа проекта в этих средах…………………………………..... | |
| 3.1 Работа в SIMATIC Manager……………………………………………..... | |
| 3.2 Конфигурирования SIMATIC PC Station ……………………………...... | |
| 3.3 Конфигурирование сети MPI…………………………………………….. | |
| 3.4 Создание логической схемы в STEP 7…………………………………... | |
| 3.5 Работа в WinCC…………………………………………………………… | |
| 3.6 Совместная работа проектов STEP 7 и WinCC…………………...…….. | |
| Практическая работа №3 «Резервуар с водой. Работа в STEP 7 и SCADA WinCC»……………………………………………………………………..…… | |
| Лабораторная работа №5 «Разработка SCADA АСУ ТП. Совместная симуляция проектов STEP 7 и SCADA WinCC »…………………………..... | |
| Приложение А. Варианты заданий для выполнения лабораторных работ…………..…………..…………..…………..…………..…………………. |
Предисловие
Важным этапом при подготовке специалистов в динамически развивающемся мире автоматизации, является использование в учебном процессе программных продуктов широко известных фирм. Качественная подготовка бакалавров в этой области невозможна без использования в процессе обучения современной и подчас дорогостоящей материальной базы и сопутствующего программного обеспечения. Решение данной проблемы может быть заключено в создании виртуальных имитаторов технологических процессов и объектов.
Описываемый в учебном пособии лабораторно – практический комплекс по автоматизации технологических процессов и производств представляет собой лабораторные практикумы и практические работы, проводимые в специализированных программных средах.
Диспетчерское управление и сбор данных (SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition) является основным и в настоящее время остается наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами) в жизненно важных и критичных с точки зрения безопасности и надежности областях. Именно на принципах диспетчерского управления строятся крупные автоматизированные системы в промышленности и энергетики, на транспорте, в космической и военной областях, в различных государственных структурах.
Система WinCC – Windows Control Center под управлением Microsoft Windows 2000 XP – является промышленным стандартом и лидером европейского рынка. То есть WinCC применяется в тех случаях, когда необходимо осуществлять управление заводом или оборудованием оптимально, говоря иными словами, если необходимо улучшить работоспособность и увеличить производительность.
Система STEP 7 является инструментальной средой для программирования в системе SIMATIC. Операционной платформой для среды были выбраны Windows 95/98 Microsoft или Windows NT Microsoft, чтобы пользователь STEP 7 мог в полной мере использовать знакомый ему интерфейс для стандартных ПК (оконная система, работает с манипулятором “ мышь”).
Для программирования блоков STEP 7 предназначены языки программирования, соответствующие международному стандарту DIN EN 6.1131-3: STL, LAD, FBD и поставляемый отдельно пакет SCL.
Алгоритм работы с виртуальным имитатором выглядит следующим образом: обучаемый студент выполняет проект, основываясь на технологическом задании в среде STEP 7, после чего строит мнемосхему для этого проекта в SCADA WinCC и симулирует проекты в той и другой среде. Далее к STEP 7 подключается виртуальный имитатор с расширенными возможностями контроля и управления технологическими параметрами.
Правила выполнения лабораторных работ
Подготовка к работе
Этап домашней подготовки (в рамках СРС) является одним из основных и включает:
а) ознакомление с описанием лабораторной работы и используемых аппаратных и программных средств;
б) изучение соответствующих разделов теоретической части дисциплины;
в) выполнение необходимых расчетов, таблиц, графиков;
г) подготовка соответствующих бланков и заготовок таблиц и графиков.
Выполнение работы
Перед выполнением работы проводится контроль степени подготовки, который включает отчет по предыдущей работе и проверку домашней подготовки. При этом материалы домашней подготовки должны иметься у каждого члена бригады студентов. Если материалы, представленные студентом, или его ответы на вопросы признаны преподавателем неудовлетворительными, студент к выполнению работы не допускается.
При выполнении работ с использованием лабораторного оборудования следует придерживаться следующих основных правил:
а) перед началом работы следует убедиться в рабочем состоянии учебного (лабораторного) оборудования;
б) приступить к выполнению лабораторной работы;
в) после выполнения лабораторного задания преподавателю предъявляются результаты проведенного эксперимента – работа считается выполненной только после утверждения черновика преподавателем;
г) по окончании работы должны быть выключены все источники питания и лабораторные стенды, приведено в порядок рабочее место.
При выполнении работ с использованием ПЭВМ необходимо соблюдать следующие правила:
а) занятие рабочего места допускается только с разрешения преподавателя;
б) перед выполнением работы следует удостовериться в рабочем состоянии учебного оборудования (монитора, клавиатуры и др.) и наличии соответствующей прикладной учебной программы (пакета прикладных программ);
в) во время работы запрещается изменение установок в прикладных учебных программах и программном обеспечении, установленном на учебных ПЭВМ;
г) после выполнения лабораторной работы преподавателю предъявляются результаты проведенного эксперимента – работа считается выполненной только после утверждения результатов преподавателем;
д) результаты выполненных работ необходимо сохранять на носителе информации индивидуального пользования (flash-карта, CD-RW, дискета и др.);
е) по окончании работы следует закрыть все использовавшиеся прикладные учебные программы и приложения, привести в порядок рабочее место.
Выполнение работ в учебных аудиториях регламентируется также соответствующей инструкцией по технике безопасности, ознакомление с которой подтверждается личной подписью студента.
Составление отчета
Отчет о выполненной работе в соответствии с действующими нормативами и стандартами оформляется каждым студентом самостоятельно. Отчет должен содержать:
а) цель работы, краткое объяснение методики расчета и расчетных формул;
б) результаты измерений и расчетов в виде таблиц, графиков, осциллограмм и т. п.;
в) анализ полученных результатов и выводы по работе.
Небрежно составленный отчет может явиться причиной, по которой студент не будет допущен к защите соответствующей работы.