【文章內(nèi)容簡介】 的右面為3號槽，對于信號模塊、功能模塊和通信處理器沒有插槽限制，也就是說，他們可以插到任何一個槽位。接口模塊IM360和IM361用來在機架之間傳遞總線。IMS接口代表發(fā)送，IMR接口代表接受，接口模塊必須安裝到特定的插槽（3號槽）。選擇兩層機架之間的電纜長度時，IM360/IM361的多層組態(tài)之間的最大長度為10m，采用IM365的兩層之間的最大長度為1m，經(jīng)濟型的接口模塊IM365支持擴展一層機架，擴展機架上不需要電源模塊，由于IM365不提供K總線，所以擴展機架上只能安裝SM模塊，不能安裝FM和CP模塊。組態(tài)硬件是STEP7軟件的一項重要功能，是對PLC硬件模塊的參數(shù)進行設置和修改。組態(tài)硬件包括兩部分內(nèi)容，即組態(tài)硬件模塊設置參數(shù)。組態(tài)硬件模塊：在STEP7軟件的“硬件配置”工具中模擬真實的PLC硬件系統(tǒng)，將電源、CPU、信號模塊、功能模塊、通信處理模塊以及分布式I/O模塊等硬件設備安裝到表示機架的組態(tài)表中。設置參數(shù)：對PLC硬件模塊屬性以及網(wǎng)絡通信參數(shù)等進行設置。如設置CPU的中斷系統(tǒng)，設置SM模塊的I/O地址，設置網(wǎng)絡通信速率及各站地址等。在SIMATIC Manger的“文件”下拉菜單中點擊“新建”，或者點擊工具欄中的按鈕“新建”，彈出新建項目的對話框，輸入項目名稱，選擇存儲路徑。選中項目名，在“插入”下拉菜單中點擊“站點”，選擇與工程項目所使用的CPU類型相匹配的站點。選中項目名，單擊鼠標右鍵彈出下拉菜單，選擇“對象屬性”，打開設置窗口，激活“可以在任何Windows語言設置（中性語言）下打開”如圖24所示。圖24項目屬性設置 用戶可以選擇不同的接口設備實現(xiàn)編程器和PLC之間通信，如PC/MPI適配器、CP5613卡等。通信前，需要在“SIMATIC Manger”中設置接口類型及參數(shù)，方法是在“SIMATIC Manger”的“選項”下拉菜單中，點擊“設置PG/PC”接口，在彈出的對話框中選擇當前使用的接口，點擊“屬性”可以設置通信地址和傳輸速率，設置如圖25所示。圖25 通信接口設置在“SIMATIC Manager”窗口中選中“站點”，雙擊“硬件”圖標啟動“組態(tài)硬件”應用程序，點擊工具欄中的按鈕“目錄”打開“硬件目錄”窗口，依次安裝機架、電源模塊（PS）、CPU、信號模塊（SM）等模塊。本論文選用的電源模塊為“PS 307 2A”,CPU模塊為“CPU 3152 PN/DP”,信號模塊為“DI8/DO8DC24V/”，最后的硬件配置如圖26所示。 圖26 硬件配置點擊硬件配置工具欄中的按鈕“保存和編譯”將設置的模塊參數(shù)和地址的組態(tài)存盤并創(chuàng)建系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊SDB，SDB保存在CPU的“塊”文件夾中。這樣可以方便的更換CPU模塊，只需要將系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊下載到新的CPU模塊即可，無需重新組態(tài)。如果“保存和編譯”時出現(xiàn)問題，可以使用“站點”下拉菜單中的“一致性檢查”命令，檢查硬件配置中是否有錯誤，在一致性檢查期間發(fā)現(xiàn)的所有錯誤會顯示在窗口中。 點擊硬件組態(tài)窗口工具欄中“下載到模塊”，在出現(xiàn)的對話框中點擊“視圖”查看當前CPU地址，在“可訪問的節(jié)點”窗口中選擇CPU的地址，將CPU的硬件參數(shù)下載到CPU中。 第三章 PROFIBUS網(wǎng)絡 PROFIBUS網(wǎng)絡概述PROFIBUS(Process Filed Bus)是現(xiàn)場級通信網(wǎng)絡，作為工廠數(shù)字通信的基礎，溝通生產(chǎn)過程現(xiàn)場及控制設備之間及其與更高控制管理層之間的聯(lián)系，用于制造自動化、過程自動化、樓宇自動化等領(lǐng)域的現(xiàn)場智能設備之間中小數(shù)據(jù)量的實時通信?，F(xiàn)場通信網(wǎng)絡如圖31所示。 圖31 現(xiàn)場通信網(wǎng)絡現(xiàn)場總線被廣泛的應用，自然有它的優(yōu)勢所在。它的優(yōu)點是：、調(diào)試簡便，節(jié)省硬件安裝費用現(xiàn)場總線系統(tǒng)的接線十分簡單，一對雙絞線上可以連接多個設備，因而，電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少，連線設計與接頭校對的工作量大大減少。、設備更換和系統(tǒng)擴充方便由于現(xiàn)場設備具有自診斷和簡單故障處理的能力，并通過數(shù)字通信將相關(guān)的診斷維護信息傳送到上位監(jiān)控設備，用戶可以查詢所有設備的運行和診斷維護信息。能夠早期分析故障原因并快速排查，縮短了維護停工時間，同時，由于系統(tǒng)結(jié)化，連線簡單而減少了維護工作量。都支持PROFIBUS協(xié)議，這樣就可以在一個企業(yè)中由用戶根據(jù)產(chǎn)品的性能和價格選擇不同場上提供的設備來集成系統(tǒng)，不會為系統(tǒng)集成中不兼容的協(xié)議、接口而一籌莫展，避免了集成過程中的自主球按完全掌握在用戶手中。4．提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了故障停機時間由于現(xiàn)場總線設備的智能化、數(shù)字化，與模擬信號相比，從根本上提高了測量與控制的準確度，并能在部件、甚至網(wǎng)絡故障的情況下獨立工作。同時，由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化，設備與連線減少，現(xiàn)場儀表內(nèi)部功能加強，大大提高了控制系統(tǒng)的容錯能力和可靠性。1. PROFIBUS的通信協(xié)議PROFIBUSDP（Distributed Peripheral，分布式外設）使用了ISO/OSI網(wǎng)絡的第一層和第二層，這種精簡的結(jié)構(gòu)保證了數(shù)據(jù)的高速傳送，用于PLC與現(xiàn)場分布式I/O設備之間的實時、循環(huán)數(shù)據(jù)通信。（1）總線連接器PROFIBUS的電氣接口為RS485接口，總線連接器使用9針D型連接器，D型連接器插座連接總線站，D型連接器插頭與總線電纜相連。其D型連接器的針腳分配見如表31所示。表31 9針D型連接器的針腳分配引腳號信號規(guī)定1Shield屏蔽/保護地2M2424V輸出電壓的地3RxD/TxDP接收數(shù)據(jù)/傳輸數(shù)據(jù)陽極（+）4CNTRP中繼器控制信號（方向控制）5DGND數(shù)據(jù)傳輸勢位（對地5V）6VP終端電阻P的供給電壓，（P5）7P24輸出電壓24V8RxD/TxDN接收數(shù)據(jù)/傳輸數(shù)據(jù)因陰極（）9CNTRN中繼器控制信號（方向控制） （2）RS485中繼器如果一條PROFIBUS網(wǎng)絡上超過了32個站點或者網(wǎng)絡傳輸距離需要擴展時，就要使用RS485中繼器實現(xiàn)網(wǎng)絡斷的隔離和擴展。RS485如圖32所示。圖32 RS485中繼器RS485中繼器是一個有源的網(wǎng)絡具有信號放大和再生的功能，需要占用一個站的地址，在一條PROFIBUS網(wǎng)絡上最多可以安裝9個RS485中繼器。一類DP主站：一類DP主站是系統(tǒng)的中央控制器可以主動的、周期的與其他的從站進行數(shù)據(jù)交換，同時也可以被動地與二類主站進行通信。下列設備可以作為一類DP主站：1）集成了DP接口的PLC，例如CPU315DP、CPU3152 PN/DP。2）沒有集成DP接口的CPU加上DP主站功能的通信處理器（CP）。3）插有PROFIBUS網(wǎng)卡的PC，例如WinAC控制器。用軟件功能選擇PC做一類主站或是做編程監(jiān)控的二類主站。二類DP主站：二類DP主站是DP網(wǎng)絡中的編程、診斷和管理設備可以非周期性地與其他主站和DP從站進行進行組態(tài)、診斷、參數(shù)化和數(shù)據(jù)交換。下列設備可以做二類DP主站：PC加PROFIBUS網(wǎng)卡可以做二類主站。西門子公司為其自動化產(chǎn)品設計了專用的編程設備，不過現(xiàn)在一般都用通用的PC和STEP7編程軟件做編程，用PC和Wincc組態(tài)軟件做監(jiān)控操作站。 DP從站是進行輸入信息采集和輸出信息發(fā)送的外圍設備，它與組態(tài)它的DP主站進行交換數(shù)據(jù)，可以向該主站報告本地診斷中斷和過程中斷。DP從站可以是分布式I/O模塊、支持DP接口的傳動裝置、其他支持DP接口的I/O或智能設備(S7200)。西門子公司的分布式I/O模塊為ET200系列。（1）組態(tài)PROFIBUSDP主站在STEP7中創(chuàng)建一個新項目插入S7300主站，進入硬件組態(tài)窗口，組態(tài)主機架模塊，裝入CPU3152PN/DP時，新建一個Ethernet并設好IP地址，最后的設置如圖33所示。圖33 以太網(wǎng)的建立在導軌上雙擊“MPI/DP”打開屬性對話框，在接口類型中選擇PROFIBUS，單擊“屬性”，新建一個PROFIBUS主站，建立完畢后如圖34所示。 圖34 PROFOIBUS 主站（2）組態(tài)從站以ET200M為例組態(tài)從站：在右邊的產(chǎn)品目錄窗口中打開“PROFIBUSDP”選擇ET200M型號，用鼠標拖到網(wǎng)線，出現(xiàn)“十字”時，松開鼠標，會彈出從站模塊屬性對話框，設置從站地址，在子網(wǎng)窗口中選中“PROFIBUS（1）”，將ET200M從站掛到網(wǎng)線上。鼠標選中ET200M從站，在窗口下方從站列表中插入I/O信號模塊，設置地址時，從站地址不可以與主站及其他從站的地址沖突，必須是唯一的。完成后如圖35所示。 圖35 PROFIBUS 從站完成硬件組態(tài)后，按工具欄中的鍵保存和編譯組態(tài)參數(shù)，按鍵將硬件組態(tài)參數(shù)下載到CPU。CPU集成了DP端口組成的PROFIBUSDP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡，主站對從站的訪問就像直接訪問自己機架上的I/O的模塊一樣，按照組態(tài)時設定的地址編寫相應的程序。以CP3425為例作為主站：CP3425是S7300系列的PROFIBUS通信模塊，帶有PROFIBUS接口，可以作為PROFIBUSDP的主站或從站，但是不能同時作為主站或從站，而且只能在S7300的中央機架上使用，若是系統(tǒng)中米內(nèi)有選用集成DP接口的S7300CPU，那么在進行PROFIBUSDP的網(wǎng)絡配置時，可以選用CP3425作為DP主站。使用CP3425作主站，S7300CPU與從站的通信是通過CP3425的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)完成的。所有從站的I/O地址可以不受CPU的I/O區(qū)限制,除了I/O區(qū)，還可以對應到M存儲器或數(shù)據(jù)塊。通信時，需要調(diào)用STEOP7程序庫中的CP通信程序FC1和FC2。（3）組態(tài)CP3425主站 在STEP7中創(chuàng)建一個新項目，插入S7300站點，進入硬件組態(tài)窗口，組態(tài)中央機架、電源模塊、CPU模塊、I/O模塊、和CP3425，重新分配中央機架I/O模塊的地址。如圖36所示。圖36 CP342主站裝入CP3425時，會出現(xiàn)PROFIBUS屬性設置窗口，選擇主站的DP地址，點擊“新建”一個PROFIBUS網(wǎng)絡，在網(wǎng)絡屬性中選擇網(wǎng)路的傳輸速度和網(wǎng)絡的種類。雙擊6號槽的“CP3425”模塊，打開“CP3425”接口模塊的屬性配置窗口，在“工作模式”標簽中選擇“DP主站”模式，在“地址”標簽中，設置CP3425的通信地址，該地址在調(diào)用FC1和FC2時要用到。組態(tài)從站：CP3425作為主站，組態(tài)從站的方法與上面介紹的相同，但是要注意從站配置的I/O模塊的地址必須保持默認值，不能修改。因為該地址對應的是從站I /O模塊在CP3425數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的地址，并不是CPU的I/O地址，不會與CPU的I/O地址相沖突。 第四章 觸摸屏的使用在工藝過程日趨復雜、對機器和設備功能的要求不斷增加的環(huán)境中，獲得最大的透明性對操作員來說至關(guān)重要。人機界面(HMI)提供了這種透明性。由此而衍生出觸摸屏。人機界面（Humanmachine Interface,簡寫HMI，又稱用戶界面或使用者界面）：是人與計算機之間傳遞、交換信息的媒介和對話接口，是工業(yè)控制系統(tǒng)的重要組成部分。是指人和機器在信息交換和功能上接觸或互相影響的領(lǐng)域或稱界面所說人機結(jié)合面，信息交換，功能接觸或互相影響，指人和機器的硬接觸和軟接觸，此結(jié)合面不僅包括點線面的直接接觸，還包括遠距離的信息傳遞與控制的作用空間?，F(xiàn)在大量運用在工業(yè)與商業(yè)上，簡單的區(qū)分為“輸入”（Input）與“輸出”（Ouput）兩種，輸入指的是由人來進行機械或設備的操作，如把手、開關(guān)、門、指令(命令)的下達或保養(yǎng)維護等，而輸出指的是由機械或設備發(fā)出來的通知，如故障、警告、操作說明提示等，好的人機接口會幫助使用者更簡單、更正確、更迅速的操作被控設備。人機界面具備以下特點：● 過程可視化 ● 操作員對過程的控制 ● 顯示報警 ● 歸檔過程值和報警 ● 過程值和報警記錄 ● 過程和設備的參數(shù)管理 觸摸屏可以連接可編程序控制器（PLC）、變頻器、直流調(diào)速器、儀表等工業(yè)控制設備，利用顯示屏顯示，通過輸入單元（如觸摸屏、鍵盤、鼠標等）寫入工作參數(shù)或輸入操作命令，實現(xiàn)人與機器信息交互的數(shù)字設備,由硬件和軟件兩部分組成。