【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 訊數(shù)據(jù)，并依據(jù)工程瀏覽器的動(dòng)畫設(shè)計(jì)顯示動(dòng)態(tài)畫面，實(shí)現(xiàn)人與控制設(shè)備的交互操作。 組態(tài)王與 I/O 設(shè)備組態(tài)王軟件作為一個(gè)開放型的通用工業(yè)監(jiān)控軟件，支持與國(guó)內(nèi)外常見的 PLC、智能模塊、智能儀表、變頻器、數(shù)據(jù)采集板卡等（如：西門子 PLC、莫迪康 PLC、歐姆龍 PLC、三菱 PLC等等）通過常規(guī)通訊接口（如串口方式、USB 接口方式、以太網(wǎng)、總線、GPRS 等）進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。組態(tài)王軟件與 I/O 設(shè)備進(jìn)行通訊一般是通過調(diào)用*.dll 動(dòng)態(tài)庫來實(shí)現(xiàn)的，不同的設(shè)備、協(xié)議對(duì)應(yīng)不同的動(dòng)態(tài)庫。工程開發(fā)人員無須關(guān)心復(fù)雜的動(dòng)態(tài)庫代碼及設(shè)備通訊協(xié)議，只須使用組態(tài)王提供的設(shè)備定義向?qū)?，即可定義工程中使用的 I/O 設(shè)備，并通過變量的定義實(shí)現(xiàn)與I/O設(shè)備的關(guān)聯(lián)，對(duì)用戶來說既簡(jiǎn)單又方便。 組態(tài)王的開放性組態(tài)王支持通過 OPC、DDE 等標(biāo)準(zhǔn)傳輸機(jī)制和其他監(jiān)控軟件（如：Intouch、Ifix、Wincc等）或其他應(yīng)用程序（如：VB、VC 等）進(jìn)行本機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)交互。 建立應(yīng)用工程的一般過程通常情況下，建立一個(gè)應(yīng)用工程大致可分為以下幾個(gè)步驟：第一步：創(chuàng)建新工程為工程創(chuàng)建一個(gè)目錄用來存放與工程相關(guān)的文件。第二步：定義硬件設(shè)備并添加工程變量 添加工程中需要的硬件設(shè)備和工程中使用的變量，包括內(nèi)存變量和 I/O 變量。第三步：制作圖形畫面并定義動(dòng)畫連接 按照實(shí)際工程的要求繪制監(jiān)控畫面并使靜態(tài)畫面隨著過程控制對(duì)象產(chǎn)生動(dòng)態(tài)效果。第四步：編寫命令語言 通過腳本程序的編寫以完成較復(fù)雜的操作上位控制。 第五步：進(jìn)行運(yùn)行系統(tǒng)的配置對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)記錄、網(wǎng)絡(luò)、用戶等進(jìn)行設(shè)置，是系統(tǒng)完成用于現(xiàn)場(chǎng)前的必備工作。第六步：保存工程并運(yùn)行完成以上步驟后，一個(gè)可以拿到現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的工程就制作完成了。 如何得到組態(tài)王的幫助組態(tài)王幫助文檔分組態(tài)王產(chǎn)品幫助文檔和 I/O 驅(qū)動(dòng)幫助文檔兩部分，可以通過如下幾種方法打開，方法一：?jiǎn)螕糇烂妗伴_始”－“所有程序”－“組態(tài)王 ”－“組態(tài)王文檔”，此選項(xiàng)中包括組態(tài)王幫助文檔、I/O 驅(qū)動(dòng)幫助文檔和使用手冊(cè)電子版、函數(shù)手冊(cè)電子版。方法二：在工程瀏覽器中單擊“幫助”菜單中的“目錄”命令，此幫助文檔中只包含組態(tài)王軟件幫助文檔。方法三：在工程瀏覽器中任何時(shí)候通過“F1”快捷鍵彈出組態(tài)王軟件幫助文檔。第四章 帶式輸送線PLC的控制 帶式輸送線PLC控制的運(yùn)行原理 帶式輸送線的工作流程本課題研究的帶式輸送線是將“出料倉”的物料經(jīng)過兩個(gè)傳送帶傳送到“入料倉”中，它的結(jié)構(gòu)圖如圖41所示。圖41 帶式輸送線的結(jié)構(gòu)圖圖41中的帶式輸送線分為正常起動(dòng)、正常停機(jī)、故障停機(jī)和故障后起動(dòng)四種情況?！俺隽祥yG”、“電機(jī)M1”和“電機(jī)M2”都按照各自的方式以一定的順序啟動(dòng)或關(guān)閉。1）帶式輸送線的正常起動(dòng)：在出料倉快要滿之前，一段傳送帶“電機(jī)M1”先起動(dòng)，為傳送物料做準(zhǔn)備；在檢測(cè)到出料倉滿了以后，“出料閥G”自動(dòng)開啟，物料會(huì)通過出料閥門卸到一段傳送帶上，隨著傳送帶的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行傳送；在出料閥門打開后5秒，二段傳送帶“電機(jī)M2”自動(dòng)起動(dòng)，物料將隨著二段傳送帶的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行傳送，最后將物料傳到入“料倉中”。根據(jù)傳送帶的控制要求：帶式輸送線正常起動(dòng)時(shí)的流程圖，如圖42所示。圖42 帶式輸送線正常起動(dòng)時(shí)的流程圖2）正常停機(jī)時(shí)為使帶式輸送線上不留物料，要求按照物料流動(dòng)方向按照一定的順序停止即：“出料閥G”先停止，經(jīng)過5秒一段傳送帶“電機(jī)M1”停止，再經(jīng)過5秒二段傳送帶“電機(jī)M2”停止，其流程圖如43所示。圖43 帶式輸送線正常停機(jī)時(shí)的流程圖3）帶式輸送線故障停機(jī)的工作流程：在輸送線出現(xiàn)故障時(shí)，為了避免危險(xiǎn)發(fā)生，讓“出料閥G”、一段傳送帶“電機(jī)M1”和二段傳送帶“電機(jī)M2”同時(shí)全部停止工作。其流程圖如圖44所示。圖44 帶式輸送線故障停機(jī)時(shí)的流程圖4）帶式輸送線故障消除后為使傳送帶上不留有物料，其啟動(dòng)順序?yàn)椋憾蝹魉蛶А半姍C(jī)M2”先起動(dòng)，過5秒一段傳送帶“電機(jī)M1”起動(dòng)，再過5秒“出料閥G”起動(dòng)。其流程圖如圖45所示。圖45 帶式輸送線故障消除后的流程圖 帶式輸送線的控制方式帶式輸送線為便于生產(chǎn)加工、維修、調(diào)整設(shè)置選擇開關(guān)工作方式，分為手動(dòng)和自動(dòng)操作，手動(dòng)運(yùn)行方式供維修用，即用按鈕對(duì)帶式輸送的每一種動(dòng)作進(jìn)行單獨(dú)控制。例如，當(dāng)選擇起動(dòng)或關(guān)閉“出料閥G”時(shí)，按下出料閥的起動(dòng)或關(guān)閉按鈕即可。帶式輸送線正常工作時(shí)一段傳送帶“電機(jī)M1”和二段傳送帶“電機(jī)M2”都起動(dòng)，而“出料閥G”是當(dāng)“出料倉”中的物料滿時(shí)起動(dòng)。帶式輸送線的自動(dòng)運(yùn)行方式有四種，分別為：正常起動(dòng)、正常停機(jī)、故障停機(jī)和故障后起動(dòng)。 PLC控制帶式輸送線的設(shè)計(jì)PLC程序設(shè)計(jì)：本階段就是根據(jù)控制對(duì)象和動(dòng)作流程對(duì)PLC進(jìn)行編程。首先把工藝流程分為若干個(gè)階段，確定每一階段的輸入信號(hào)和輸出要控制的設(shè)備，還有不同階段之間的關(guān)系，然后畫出流程圖，最后再進(jìn)行程序編制。PLC控制設(shè)備需要通過梯形圖實(shí)現(xiàn)，主要步驟有：控制要求分析、確定I/O設(shè)備、梯形圖編輯、程序仿真、畫面模擬等。設(shè)計(jì)過程如圖46所示。 控制要求的分析在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)之前，必須對(duì)工藝流程進(jìn)行細(xì)致的分析，詳細(xì)了解控制對(duì)象和控制要求，這樣才能真正明白自己要完成的任務(wù)，設(shè)計(jì)出令人滿意的控制系統(tǒng)。圖4圖4圖44和圖45為本機(jī)對(duì)帶式輸送線的控制要求。 確定I/O設(shè)備根據(jù)控制要求選擇合理的輸入設(shè)備（控制按鈕、開關(guān)等）和輸出設(shè)備（接觸器、繼電器等）。并根據(jù)選用的輸入/輸出設(shè)備的類型和數(shù)量，確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC，I/O分配如表41所示。圖 46 PLC控制設(shè)備的設(shè)計(jì)步驟表41 帶式輸送線的I/O分配表輸入設(shè)備輸出設(shè)備設(shè)備輸入點(diǎn)設(shè)備輸出點(diǎn)模擬檢測(cè)物料將要裝滿時(shí)“電機(jī)M1”起動(dòng)按鈕SB1出料閥門G電磁閥YV1模擬物料裝滿時(shí)“出料閥G”起動(dòng)按鈕SB2電機(jī)M1電磁閥YV2模擬出現(xiàn)故障按鈕SB3有效時(shí)電機(jī)M2電磁閥YV3模擬故障消除按鈕SB3無效時(shí)故障燈LED正常停機(jī)按鈕SB4“出料閥G”起動(dòng)按鈕SB5“電機(jī)M1”起動(dòng)按鈕SB6“電機(jī)M2”起動(dòng)按鈕SB7“出料閥G”關(guān)閉按鈕SB8“電機(jī)M1”關(guān)閉按鈕SB9“電機(jī)M2”關(guān)閉按鈕SB10輸入/輸出單元通常也稱為I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的連接部件。PLC通過輸入接口可以檢測(cè)被控對(duì)象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)；同時(shí)PLC又通過輸入接口將處理結(jié)果送給被控制對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)控制目的。 控制程序的設(shè)計(jì) 梯形圖的設(shè)計(jì)梯形圖是PLC圖形編程語言。梯形圖語言是在傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器等圖形表達(dá)符號(hào)的基礎(chǔ)上演變而來的。它與繼電器控制線路圖相似，繼承了傳統(tǒng)電器控制邏輯中使用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運(yùn)算方式和輸入輸出形式，具有形象、直觀、實(shí)用的特點(diǎn)。因此，這種編程語言為廣大電氣技術(shù)人員所熟知，是應(yīng)用最廣泛的PLC編程語言，也是PLC的第一編程語言。圖4—7 傳統(tǒng)繼電器控制電路和PLC梯形圖a：傳統(tǒng)繼電器控制線路圖 b：PLC梯形圖 編寫梯形圖的注意事項(xiàng)1）輸入/輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時(shí)器、記數(shù)器等器件的觸點(diǎn)可以多次重復(fù)使用，無需復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來減少觸點(diǎn)的使用次數(shù)。2）梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈終止于右母線。觸點(diǎn)不能放在線圈的右邊。如果需要任何時(shí)候都被執(zhí)行的程序段，可以通過特殊內(nèi)部常閉繼電器或一個(gè)沒有使用的內(nèi)部繼電器的常閉觸點(diǎn)來連接。3）在程序中，不允許同一編號(hào)的線圈兩次輸出。4）不允許出現(xiàn)橋式電路。程序的編寫順序應(yīng)按自上而下、從左至右的方式編寫。為了減少程序的執(zhí)行步數(shù)，程序應(yīng)為“左大右小，上大下小”。 梯形圖編譯環(huán)境STEP 7 Micro/WIN SP3 版是西門子能源與自動(dòng)化公司生產(chǎn)的一款軟件，它適用于Microsoft Windows 2000 Service Pack 3 或更新版本、Windows XP Home（家庭版）或 Windows XP Professional（專業(yè)版）等系統(tǒng)。它是一款發(fā)展比較成熟的軟件，他可以完成用戶程序工程的新建、打開、編譯、調(diào)試等功能，使用戶操作起來更為簡(jiǎn)便、快捷。STEP 7編程軟件主要功能：STEP 7編程軟件可以實(shí)現(xiàn)梯形圖或語句表的編程、編譯檢查程序、程序和數(shù)據(jù)的上載及下載、設(shè)置PLC的設(shè)定區(qū)、對(duì)PLC的運(yùn)行狀態(tài)或內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)試、打印程序清單、文檔管理等功能。圖48 STEP 7編程軟件界面STEP 7編程軟件界面的外觀如圖48所示。編程界面包括標(biāo)題欄、菜單欄、工具條、瀏覽條、符號(hào)表、梯形圖編譯窗口、指令樹、狀態(tài)欄、標(biāo)簽、輸出窗口，下面將簡(jiǎn)單介紹各部分的功能。 菜單欄 如圖49所示。圖49 菜單欄1）文件菜單可以完成文件的新建、打開、保存、打印、導(dǎo)出等操作。2）編輯菜單提供編輯程序用的各種工具，如剪切、復(fù)制、粘貼程序塊或數(shù)據(jù)塊的操作，以及查找、替換、插入和刪除等功能。3）查看菜單可以設(shè)置編譯軟件的環(huán)境，如可以設(shè)置為梯形圖、STL和FBD編譯環(huán)境，還可以設(shè)置工具條的顯示、組件的查看和設(shè)置框架等。4）PLC菜單可以實(shí)現(xiàn)與PLC聯(lián)機(jī)時(shí)的一些操作，如對(duì)程序進(jìn)行運(yùn)行、停止、全部編譯、清除、上電復(fù)位等。5）調(diào)試菜單可以對(duì)程序進(jìn)行首次掃描，多次掃描和開始狀態(tài)監(jiān)控等操作，從而對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。6）工具菜單用于設(shè)置PLC的型號(hào)和網(wǎng)絡(luò)配置工具、創(chuàng)建快捷鍵、以及改變梯形圖的顯示內(nèi)容。7）窗口菜單用于設(shè)置窗口的排放方式和顯示窗口。8）幫助（Help）菜單項(xiàng)可以方便地檢索各種幫助信息。標(biāo)題欄 如圖410所示。圖410 標(biāo)題欄標(biāo)題欄用于顯示軟件的名稱和工程文件的名稱。 工具條 如圖411所示。圖411 工具條工具條是將SEP 7編程軟件中最常用的操作以按鈕形式顯示，提供更加快捷的鼠標(biāo)操作?？梢杂谩安榭础辈藛沃械摹肮ぞ邫凇边x項(xiàng)來顯示或隱藏各種工具。 梯形圖編譯窗口 如圖412所示。圖412 梯形圖編譯窗口梯形圖編譯窗口用于梯形圖的編譯和修改。 瀏覽條 如圖413所示。圖413 瀏覽條瀏覽條包含兩塊內(nèi)容：查看和工具，查看欄可以查看程序塊、符號(hào)表、狀態(tài)表和數(shù)據(jù)塊等，工具欄可以打開指令向?qū)?、文本顯示向?qū)?、位置控制向?qū)Ш鸵蕴W(wǎng)向?qū)У纫幌盗邢驅(qū)А?指令樹 如圖414所示。圖414 指令樹指令樹是顯示工程文件的名稱、編譯梯形圖時(shí)所需各個(gè)指令的顯示區(qū)域和顯示各個(gè)程序段。 梯形圖的編譯用SEP 7編程軟件編制用戶程序可按以下步驟進(jìn)行：起動(dòng)SEP 7 軟件、建立新工程文件、繪制梯形圖、編譯程序和導(dǎo)出程序等。 起動(dòng)SEP 7軟件起動(dòng)該軟件的步驟：在桌面上找到STEP 7軟件的快捷方式，雙擊該快捷方式即可起動(dòng)該軟件，軟件起動(dòng)后的界面如圖415所示。圖415 SEP 7軟件起動(dòng)后的界面 建立新文件工程建立工程步驟：在打開SEP 7軟件后，按工具欄中的保存按鈕，將新工程保存到你所需的目錄下，并命名為你所需的工程的名字，保存界面如圖416所示。圖416 保存新工程界面1)在“保存路徑”中將新工程保存到你所需的路徑中。2)在“文件名”中將新工程命名為你所需的名字。3)在“保存類型中”設(shè)置新工程的類型。 繪制梯形圖本課題研究是帶式輸送線PLC的控制，主要是通過控制出料閥的電磁線圈和電動(dòng)機(jī)的線圈來控制閥門和傳送帶的。下面我們以控制電磁線圈“”得電5秒后失電為例，來簡(jiǎn)要說明SEP 7軟件的梯形圖編輯過程。1）找到“指令樹”中的 “位邏輯”，將其打開找到 “常開觸點(diǎn)”，并放到“編譯窗口”中的“網(wǎng)絡(luò)1中”，如圖417所示。圖417 設(shè)置常開觸點(diǎn)2） 將“指令樹”中“位邏輯”中的電磁線圈“”放入“網(wǎng)絡(luò)1”并將“指令樹”中“定時(shí)器”中的“接通延時(shí)定時(shí)器”命名為“T39”，時(shí)間設(shè)定為5秒后放入網(wǎng)絡(luò)1中，由于“”為常開按鈕，所以要并聯(lián)一個(gè)“”的常開觸點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)1中形成“”的自鎖，由于控制需要斷開“”所以要串聯(lián)一個(gè)中間繼電器“”在網(wǎng)絡(luò)1中，最后還要將電磁程序復(fù)位所以要串聯(lián)一個(gè)復(fù)位按鈕“”的常閉觸點(diǎn)于網(wǎng)絡(luò)1中與“”形成互鎖，并將網(wǎng)絡(luò)1注釋為“”，如圖418所示。圖418 起動(dòng)“”3）關(guān)閉“”梯形圖編輯，用定時(shí)器關(guān)閉“”，在網(wǎng)絡(luò)2中串聯(lián)T39的常開觸點(diǎn)和中間繼電器“”線圈，再并聯(lián) “”的常開觸點(diǎn)與“”形成自鎖于網(wǎng)絡(luò)2中，由于還要將程序復(fù)位所以串聯(lián)一個(gè)“”的長(zhǎng)閉觸點(diǎn)于網(wǎng)絡(luò)2中，將網(wǎng)絡(luò)2注釋為關(guān)閉“”，如圖419所示。圖419 關(guān)閉“”4）程序復(fù)位梯形圖編輯，按鈕“”為復(fù)位按鈕，所以將“”的常開觸點(diǎn)放入網(wǎng)絡(luò)3中，再串聯(lián)一個(gè)“”的常閉觸點(diǎn)（與 “”形成互鎖）和中間繼電器線圈“”，同時(shí)并聯(lián)一個(gè)“”的常開觸點(diǎn)與線圈“”形成自鎖，將網(wǎng)絡(luò)3注釋為程序復(fù)位，如圖420所示。圖420 程序復(fù)位上述內(nèi)容敘述了如何運(yùn)用SEP 7軟件進(jìn)行梯形圖編輯，并且?guī)捷斔途€的梯形圖已編程完畢詳見附錄1。 對(duì)梯形圖進(jìn)行仿真1）首先將已編好的程序按下工具欄中 “全部編譯按鈕”將程序進(jìn)行編譯，沒有錯(cuò)誤就可以將程序?qū)С?，?dǎo)出在“菜單欄”的“文件菜單”中，導(dǎo)出后將文件保存，如圖421所示。圖421 保存導(dǎo)出程序（A）保存路徑中，將導(dǎo)出的程序保存到桌面上。（B）文件名中，給導(dǎo)出的程序進(jìn)行命名。（C）保存類型，設(shè)置導(dǎo)出程序的保存類型。2）S7_200仿真軟件對(duì)程序進(jìn)行仿真。首先打開桌面上S7_200仿真界面的快捷方式將該軟件打開，打開后的界面如