【文章內(nèi)容簡介】 訊數(shù)據(jù)，并依據(jù)工程瀏覽器的動畫設(shè)計顯示動態(tài)畫面，實現(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)王軟件作為一個開放型的通用工業(yè)監(jiān)控軟件，支持與國內(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）進行數(shù)據(jù)通訊。組態(tài)王軟件與 I/O 設(shè)備進行通訊一般是通過調(diào)用*.dll 動態(tài)庫來實現(xiàn)的，不同的設(shè)備、協(xié)議對應(yīng)不同的動態(tài)庫。工程開發(fā)人員無須關(guān)心復(fù)雜的動態(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現(xiàn)與I/O設(shè)備的關(guān)聯(lián)，對用戶來說既簡單又方便。 組態(tài)王的開放性組態(tài)王支持通過 OPC、DDE 等標準傳輸機制和其他監(jiān)控軟件（如：Intouch、Ifix、Wincc等）或其他應(yīng)用程序（如：VB、VC 等）進行本機或者網(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，建立一個應(yīng)用工程大致可分為以下幾個步驟：第一步：創(chuàng)建新工程為工程創(chuàng)建一個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畫連接 按照實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象產(chǎn)生動態(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：進行運行系統(tǒng)的配置對運行系統(tǒng)、報警、歷史數(shù)據(jù)記錄、網(wǎng)絡(luò)、用戶等進行設(shè)置，是系統(tǒng)完成用于現(xiàn)場前的必備工作。第六步：保存工程并運行完成以上步驟后，一個可以拿到現(xiàn)場運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)動幫助文檔兩部分，可以通過如下幾種方法打開，方法一：單擊桌面“開始”－“所有程序”－“組態(tài)王 ”－“組態(tài)王文檔”，此選項中包括組態(tài)王幫助文檔、I/O 驅(qū)動幫助文檔和使用手冊電子版、函數(shù)手冊電子版。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、正常停機、故障停機和故障后起動四種情況?！俺隽祥yG”、“電機M1”和“電機M2”都按照各自的方式以一定的順序啟動或關(guān)閉。1）帶式輸送線的正常起動：在出料倉快要滿之前，一段傳送帶“電機M1”先起動，為傳送物料做準備；在檢測到出料倉滿了以后，“出料閥G”自動開啟，物料會通過出料閥門卸到一段傳送帶上，隨著傳送帶的運轉(zhuǎn)進行傳送；在出料閥門打開后5秒，二段傳送帶“電機M2”自動起動，物料將隨著二段傳送帶的運轉(zhuǎn)進行傳送，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時的流程圖，如圖42所示。圖42 帶式輸送線正常起動時的流程圖2）正常停機時為使帶式輸送線上不留物料，要求按照物料流動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M1”停止，再經(jīng)過5秒二段傳送帶“電機M2”停止，其流程圖如43所示。圖43 帶式輸送線正常停機時的流程圖3）帶式輸送線故障停機的工作流程：在輸送線出現(xiàn)故障時，為了避免危險發(fā)生，讓“出料閥G”、一段傳送帶“電機M1”和二段傳送帶“電機M2”同時全部停止工作。其流程圖如圖44所示。圖44 帶式輸送線故障停機時的流程圖4）帶式輸送線故障消除后為使傳送帶上不留有物料，其啟動順序為：二段傳送帶“電機M2”先起動，過5秒一段傳送帶“電機M1”起動，再過5秒“出料閥G”起動。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，分為手動和自動操作，手動運行方式供維修用，即用按鈕對帶式輸送的每一種動作進行單獨控制。例如，當選擇起動或關(guān)閉“出料閥G”時，按下出料閥的起動或關(guān)閉按鈕即可。帶式輸送線正常工作時一段傳送帶“電機M1”和二段傳送帶“電機M2”都起動，而“出料閥G”是當“出料倉”中的物料滿時起動。帶式輸送線的自動運行方式有四種，分別為：正常起動、正常停機、故障停機和故障后起動。 PLC控制帶式輸送線的設(shè)計PLC程序設(shè)計：本階段就是根據(jù)控制對象和動作流程對PLC進行編程。首先把工藝流程分為若干個階段，確定每一階段的輸入信號和輸出要控制的設(shè)備，還有不同階段之間的關(guān)系，然后畫出流程圖，最后再進行程序編制。PLC控制設(shè)備需要通過梯形圖實現(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)計過程如圖46所示。 控制要求的分析在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)之前，必須對工藝流程進行細致的分析，詳細了解控制對象和控制要求，這樣才能真正明白自己要完成的任務(wù)，設(shè)計出令人滿意的控制系統(tǒng)。圖4圖4圖44和圖45為本機對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)備輸入點設(shè)備輸出點模擬檢測物料將要裝滿時“電機M1”起動按鈕SB1出料閥門G電磁閥YV1模擬物料裝滿時“出料閥G”起動按鈕SB2電機M1電磁閥YV2模擬出現(xiàn)故障按鈕SB3有效時電機M2電磁閥YV3模擬故障消除按鈕SB3無效時故障燈LED正常停機按鈕SB4“出料閥G”起動按鈕SB5“電機M1”起動按鈕SB6“電機M2”起動按鈕SB7“出料閥G”關(guān)閉按鈕SB8“電機M1”關(guān)閉按鈕SB9“電機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)場之間的連接部件。PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對被控對象進行控制的依據(jù)；同時PLC又通過輸入接口將處理結(jié)果送給被控制對象，以實現(xiàn)控制目的。 控制程序的設(shè)計 梯形圖的設(shè)計梯形圖是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、繼電器等圖形表達符號的基礎(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)、邏輯運算方式和輸入輸出形式，具有形象、直觀、實用的特點。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1）輸入/輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時器、記數(shù)器等器件的觸點可以多次重復(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。觸點不能放在線圈的右邊。如果需要任何時候都被執(zhí)行的程序段，可以通過特殊內(nèi)部常閉繼電器或一個沒有使用的內(nèi)部繼電器的常閉觸點來連接。3）在程序中，不允許同一編號的線圈兩次輸出。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便、快捷。STEP 7編程軟件主要功能：STEP 7編程軟件可以實現(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PLC的運行狀態(tài)或內(nèi)存數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和測試、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。編程界面包括標題欄、菜單欄、工具條、瀏覽條、符號表、梯形圖編譯窗口、指令樹、狀態(tài)欄、標簽、輸出窗口，下面將簡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菜單可以實現(xiàn)與PLC聯(lián)機時的一些操作，如對程序進行運行、停止、全部編譯、清除、上電復(fù)位等。5）調(diào)試菜單可以對程序進行首次掃描，多次掃描和開始狀態(tài)監(jiān)控等操作，從而對程序進行調(diào)試。6）工具菜單用于設(shè)置PLC的型號和網(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）菜單項可以方便地檢索各種幫助信息。標題欄 如圖410所示。圖410 標題欄標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操作?？梢杂谩安榭础辈藛沃械摹肮ぞ邫凇边x項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、編譯梯形圖時所需各個指令的顯示區(qū)域和顯示各個程序段。 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行：起動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SEP 7軟件起動該軟件的步驟：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該軟件，軟件起動后的界面如圖415所示。圖415 SEP 7軟件起動后的界面 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機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”，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“定時器”中的“接通延時定時器”命名為“T39”，時間設(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“”的常開觸點在網(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)一個復(fù)位按鈕“”的常閉觸點于網(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“”3）關(guān)閉“”梯形圖編輯，用定時器關(guān)閉“”，在網(wǎng)絡(luò)2中串聯(lián)T39的常開觸點和中間繼電器“”線圈，再并聯(lián) “”的常開觸點與“”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“”的長閉觸點于網(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“”的常開觸點放入網(wǎng)絡(luò)3中，再串聯(lián)一個“”的常閉觸點（與 “”形成互鎖）和中間繼電器線圈“”，同時并聯(lián)一個“”的常開觸點與線圈“”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)容敘述了如何運用SEP 7軟件進行梯形圖編輯，并且?guī)捷斔途€的梯形圖已編程完畢詳見附錄1。 對梯形圖進行仿真1）首先將已編好的程序按下工具欄中 “全部編譯按鈕”將程序進行編譯，沒有錯誤就可以將程序?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仿真軟件對程序進行仿真。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