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.