【正文】 戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的，通用層次的軟件工具。通用的組態(tài)軟件支持的種類非常多，如各種 PLC，PC 板卡，儀表，變頻器，模塊等設(shè)備，而且由于 PC 的硬件平臺(tái)性能強(qiáng)大，通用組態(tài)軟件的功能也很多，適用于大型的監(jiān)控系統(tǒng)中。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 5 頁(yè) 共 36 頁(yè) 隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求越來(lái)越高，種類繁多的控制設(shè)備和過(guò)程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無(wú)法滿足用戶的各種需求。其預(yù)設(shè)備的各種軟件模塊可以非常容易的實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，并能同時(shí)支持各種硬件廠家的計(jì)算機(jī) I/O 產(chǎn)品，與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟硬件的全部接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成。 （ 4） 可編程的命令語(yǔ)言。在工業(yè)信息化的項(xiàng)目中，如果涉及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，人們首先會(huì)考慮用組態(tài)軟件。 （ 3） 通用性。 中國(guó)主要開(kāi)發(fā)并使用較多的組態(tài)軟件有： （ 1） 世紀(jì)星組態(tài)軟件，由北京世紀(jì)長(zhǎng)秋科技有限公司開(kāi)發(fā)。主要應(yīng)用于公共信息的查詢、領(lǐng)導(dǎo)辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點(diǎn)歌點(diǎn)菜、多媒體教學(xué)、房地產(chǎn)預(yù)售等 。 對(duì)比較復(fù)查的系統(tǒng)我們都要對(duì) 系統(tǒng)的控制和運(yùn)行 進(jìn)行監(jiān)控，上面也介紹了人機(jī)界面和觸摸屏，從而如果把人 機(jī)界面和觸摸屏結(jié)合起來(lái)就起很大的作用，能給用戶在運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)能方便，簡(jiǎn)單的操作。 S7200 產(chǎn)品具有極高的性價(jià)比。 S7200 指令包括位邏輯指令，計(jì)數(shù)器，定時(shí)器。 3）質(zhì)量穩(wěn)定，安全可靠。 STEP7Micro/WIN 編程軟件為用戶提供了開(kāi)發(fā)，編輯和監(jiān)控的良好編程環(huán)境。精彩系列面板采用全新的高分辨率 16:9 寬屏液晶顯 示和先進(jìn)的工業(yè)設(shè)計(jì)理念，使設(shè)備操作變得更加輕松快捷，引領(lǐng)人機(jī)界面產(chǎn)品進(jìn)入高分辨率寬屏顯示時(shí)代。 LED 背光可以降低設(shè)備能耗，結(jié)合屏保功能最大 程度地延長(zhǎng)操作屏的使用壽命 。 當(dāng)采用 PPI 通訊時(shí)，通信速率高達(dá) 。高速的外部總線充分發(fā)揮處理器的強(qiáng)大性能 。 6） 先進(jìn)的工業(yè)設(shè)計(jì)理念 獨(dú)特的邊框倒角設(shè)計(jì)，讓操作屏的外觀更具流線型，給人以舒適感 。 這類電位差可導(dǎo)致數(shù)據(jù)電纜上出現(xiàn)高均衡電流，從 而毀壞接口。 鏈接 HMI 設(shè)備到 PC 有幾種方法： （ 1） 通過(guò) PC/PPI 接口將組態(tài) PC 與 Smart Panel 連接 操作步驟： 圖 PC/PPI 電纜連接 （ 2）通過(guò) USC/PPI 電纜進(jìn)行連接 連接步驟： 圖 USB/PPI 連接 a) 關(guān)閉 HMI 設(shè)備。 用戶也可以使用附件中 USB/PPI 電纜來(lái)代替 PC/PPI 電纜。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 11 頁(yè) 共 36 頁(yè) （ 3） 通過(guò)以太網(wǎng)接口將組態(tài) PC 與 Smart Panel 連接： 用以太網(wǎng)要注意： 以太網(wǎng)通信的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全性必須確保基于以太網(wǎng)的通信中的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全性。 a) 可以通過(guò) RS485/422 端口或以太網(wǎng)接口將 Smart Panel 與下列SIMATIC PLC 互連： ? SIMATIC S7200 和 S7200 CN ? SIMATIC S7200 SMART ? LOGO! 0BA7 b) Smart Panel 可以與下列第三方PLC 連接： ? 三菱 FX 系列 ? 歐姆龍 CP1H、 CP1L、 CP1EN 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 12 頁(yè) 共 36 頁(yè) WinCC Flexible 組態(tài)軟件介紹 SMATIC HMI 介紹 在工藝過(guò)程日趨復(fù)雜、對(duì)機(jī)器和設(shè)備功能的要求不斷增加的環(huán)境中，獲得最大的透明性對(duì)操作員來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。 因此，在操作員和 WinCC flexible（位于 HMI 設(shè)備端）之間以及 WinCC flexible 和 PLC 之間均存在一個(gè)接口。 2） 操作員對(duì)過(guò)程的控制 操作員可以通過(guò) GUI (圖形用戶界面 )來(lái)控制過(guò)程。 該功能使您可以記錄過(guò)程值序列，并檢索以前的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。 例如，可以一次性將這些參數(shù)從 HMI 設(shè)備下載到 PLC，以便改變產(chǎn)品版本進(jìn)行生產(chǎn) [8]。 它具有一些特點(diǎn)： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 13 頁(yè) 共 36 頁(yè) 1） 強(qiáng)大的組態(tài)功能， 可組態(tài)基于 Windows CE 的 SIMATIC HMI 設(shè)備、西門子的 C7 (人機(jī)界面與 S7—300 相 結(jié)合的產(chǎn)品 )、乃至 PC機(jī)（需要 WinCC flexible 高級(jí)版）。 5） 圖庫(kù)和操作對(duì)象豐富，供用戶使用，支持用戶自定義對(duì)象。 2） 它們都可用來(lái)組態(tài)西門子的操作面板或 PC 項(xiàng)目（ RunTime）。 3） 用 ProTool 開(kāi)發(fā)的組態(tài)項(xiàng)目可 通過(guò) WinCC flexible 的移植向?qū)Х浅：?jiǎn)便地轉(zhuǎn)換成 WinCC flexible 項(xiàng)目，這也體現(xiàn)了西門子對(duì)客戶的勞動(dòng)成果的高度重視和保護(hù)。但也可以組態(tài)基于 PC 的單用戶操作員站項(xiàng)目，與 WinCC 相比雖然功能有所不及，但對(duì)于簡(jiǎn)單的應(yīng)用來(lái)講卻具有極高的性價(jià)比。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 15 頁(yè) 共 36 頁(yè) 第 3 章 監(jiān)控程序設(shè)計(jì) 監(jiān)控程序設(shè)計(jì)的基本 思想 分揀系統(tǒng)工作流程 圖 工作流程圖 1） 上料機(jī)構(gòu) 圖 上料機(jī)構(gòu) 存放料臺(tái) 光電傳感器 警示燈 井式工件庫(kù) 工件 推料氣缸 安裝支架 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 16 頁(yè) 共 36 頁(yè) 在復(fù)位 指令 完成后， 點(diǎn)擊 “啟動(dòng)”按鈕， 料筒光電傳感器檢測(cè)到有工件以后，推料氣缸把 工件推出至存放料臺(tái) ， 如果 3 秒鐘后，料筒檢測(cè)光電傳感器仍未檢測(cè)到工件，則說(shuō)明料筒內(nèi)無(wú)物料，這時(shí)警示黃燈閃爍，放入物料后熄滅；機(jī)械手將工件取走后，推料氣缸縮回，工件下落，氣缸重復(fù)上一次動(dòng)作。 當(dāng)料槽一到位檢測(cè)傳感器檢測(cè)到金屬物料時(shí)，推料一氣缸動(dòng)作，將金屬物料推入一號(hào)料槽，料槽檢測(cè)傳感器檢測(cè)到有工件經(jīng)過(guò)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止 。 觸 摸 屏C P U寄存器端口P L C 主 機(jī)H M I 設(shè) 備執(zhí) 行部 分執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 圖 監(jiān)控程序原理 西門子 S7200 PLC 寄存器分類 因?yàn)? HMI 設(shè)備通過(guò)讀寫 PLC 的寄存器來(lái)控制和監(jiān)視系統(tǒng)，所以要清楚 PLC 的幾種寄存器的范圍和特點(diǎn) 1） 數(shù)字量輸入和輸出映象區(qū) （ 1） 輸入映象寄存器 （ I） 數(shù)字量輸入映象區(qū)是 S7200 CPU 為輸入端信號(hào)狀態(tài)開(kāi)辟的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū) ， 標(biāo)識(shí)符為 I。 c) 按 “ 字 ” 方式：從 IW0IW14， 一 共有 8 個(gè)字 。 （ 2）按 “ 字節(jié) ” 方式：從 QB0QB15，共有 16 個(gè)字節(jié) 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 19 頁(yè) 共 36 頁(yè) 2） 變量存儲(chǔ)器（ V）（相當(dāng)于內(nèi)輔繼電器） PLC 執(zhí)行程序過(guò)程中，會(huì)存在一些控制過(guò)程的中間結(jié)果，這些中間數(shù)據(jù)也需要用存儲(chǔ)器來(lái)保存。 （ 1）按 “ 位 ” 方式：從 ， 一 共有 40960 點(diǎn)。 （ 4）按 “ 雙字 ” 方式：從 VD0VD5116， 一 共有 1280 個(gè)雙字 。該區(qū)雖然叫位存儲(chǔ)器，但是其中的數(shù)據(jù)不僅可以是位、還可以是字節(jié)、字或雙字。 （ 4）按 “ 雙字 ” 方式：從 MD0MD28， 一 共有 8 個(gè)雙字 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 20 頁(yè) 共 36 頁(yè) 監(jiān)控程序設(shè)計(jì) 監(jiān)控程序總體設(shè)計(jì) 自 動(dòng) 控 制界 面報(bào) 警 列 表界 面監(jiān) 控 界 面數(shù) 據(jù) 統(tǒng) 計(jì)界 面開(kāi) 始 圖 程序界面 地址分配 表 地址分配 序號(hào) WinCC變量名 PLC地址 名稱及功能說(shuō)明 1 01_啟動(dòng) 啟動(dòng)按鈕 2 02_復(fù)位 復(fù)位按鈕 3 03_停止 停止按鈕 4 04_綠燈 綠燈亮 5 05_黃燈 黃燈閃亮 6 06_紅燈 紅燈亮 7 07_報(bào)警 報(bào)警提示 8 08_離散報(bào)警 MW 12 報(bào)警 9 10_金屬 VW 100 金屬料在料槽數(shù)量 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 21 頁(yè) 共 36 頁(yè) 10 11_白料 VW 200 白料料在料槽數(shù)量 11 12_黑料 VW 400 黑料料在料槽數(shù)量 12 13_總金屬 VW 0 分揀到金屬的總數(shù)量 13 14_總白料 VW 2 分揀到白料的總數(shù)量 14 15_總黑料 VW 4 分揀到黑料的總數(shù)量 15 16_金屬測(cè) 寄存器 16 17_白料 測(cè) 寄存器 17 18_黑料測(cè) 寄存器 18 20_上料 檢測(cè)到有物料 19 21_到料 物料到位 20 22_入料 入料分揀 21 23_基準(zhǔn) 基準(zhǔn)位信號(hào) 22 24_手基準(zhǔn)顯 寄存器 23 25_物料伸出 把物料推到位 24 30a_手上 VW 402 手抓到物料提升 25 30b_手上顯 手抓到物料提升顯示 26 31a_手收 VW 404 有物料，手臂縮回 27 31b_手收顯 有物料，手臂縮回顯示 28 32a_手送 VW 406 有物料，機(jī)械手轉(zhuǎn)到入料地方 29 32b_手送顯 有物料，機(jī)械手轉(zhuǎn)到入料顯示 30 33a_手伸出 VW 408 有物料，手臂伸出 31 33b_手伸出顯 有物料，手臂伸出顯示 32 34a_手下 VW 410 有物料，手爪下降 33 34b_手下顯 手爪下降顯示 34 35a_手回 VW 412 機(jī)械手回到基準(zhǔn)位置 35 35b_手回顯 機(jī)械手回到基準(zhǔn)位置顯示 36 36a_手回伸出 VW 414 手臂伸出爪料 37 36b_手回伸出顯 手臂伸出爪料顯示 38 37a_手回下 VW 416 手爪下降爪料 39 37b_手回下顯 手爪下降爪料顯示 40 38a_送料 VW 418 皮帶輸送 41 38b_送料顯 皮帶輸送顯示 42 40_自動(dòng) 自動(dòng)模式 43 41_手動(dòng) 手動(dòng)模式 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 22 頁(yè) 共 36 頁(yè) 自動(dòng)控制界面 在這界面中的功能主要是登錄進(jìn)入監(jiān)控程序和對(duì)分揀系統(tǒng)進(jìn)行控制包括：系統(tǒng)啟動(dòng)，復(fù)位，停止。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 23 頁(yè) 共 36 頁(yè) 過(guò)程選擇“顯示系統(tǒng)時(shí)間”。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí) 綠燈就亮， 缺料時(shí)警 示黃燈閃爍 ，在停止時(shí)紅燈亮，有報(bào)警信號(hào)紅燈就閃亮。用戶要在畫面上操作先要登錄到系統(tǒng)。 操作員的組權(quán)限選“監(jiān)視”； 工程師的組權(quán)限選“操作”，“管理”和“監(jiān)視”。三個(gè)用戶都設(shè)置密碼是： 123456。 3） I/O 域：用來(lái)顯示當(dāng)前料槽里面的物料數(shù)量。 模擬量報(bào)警 設(shè)置 了三個(gè)變量表示料槽里面的金屬物料，白色物料和黑色物料。在 WinCC Flexible 中組態(tài)離散量報(bào)警，用于監(jiān)視 PLC 中某一個(gè)特定位的狀態(tài)變化。 圖 運(yùn)行模擬器 （ 2）設(shè)計(jì)畫面 圖 模擬運(yùn)行界面 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 30 頁(yè) 共 36 頁(yè) 程序 下載 以設(shè)計(jì)好的組態(tài)程序可以傳輸?shù)? HMI 設(shè)備， 下載過(guò)程如下： 第一步：把 HMI 設(shè)備與電腦連接好，檢查通信通道。 以太網(wǎng)傳輸方式： 圖 用以太網(wǎng)傳輸 RS232/PPI 傳輸方式 圖 用 RS232/PPI 傳輸