【文章內(nèi)容簡介】 的右面為3號(hào)槽，對(duì)于信號(hào)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(gè)槽位。接口模塊IM360和IM361用來在機(jī)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(hào)槽）。選擇兩層機(jī)架之間的電纜長度時(shí)，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(jì)型的接口模塊IM365支持?jǐn)U展一層機(jī)架，擴(kuò)展機(jī)架上不需要電源模塊，由于IM365不提供K總線，所以擴(kuò)展機(jī)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(xiàng)重要功能，是對(duì)PLC硬件模塊的參數(shù)進(jìn)行設(shè)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(shè)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(shí)的PLC硬件系統(tǒng)，將電源、CPU、信號(hào)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(shè)備安裝到表示機(jī)架的組態(tài)表中。設(shè)置參數(shù)：對(duì)PLC硬件模塊屬性以及網(wǎng)絡(luò)通信參數(shù)等進(jìn)行設(shè)置。如設(shè)置CPU的中斷系統(tǒng)，設(shè)置SM模塊的I/O地址，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)通信速率及各站地址等。在SIMATIC Manger的“文件”下拉菜單中點(diǎn)擊“新建”，或者點(diǎn)擊工具欄中的按鈕“新建”，彈出新建項(xiàng)目的對(duì)話框，輸入項(xiàng)目名稱，選擇存儲(chǔ)路徑。選中項(xiàng)目名，在“插入”下拉菜單中點(diǎn)擊“站點(diǎn)”，選擇與工程項(xiàng)目所使用的CPU類型相匹配的站點(diǎn)。選中項(xiàng)目名，單擊鼠標(biāo)右鍵彈出下拉菜單，選擇“對(duì)象屬性”，打開設(shè)置窗口，激活“可以在任何Windows語言設(shè)置（中性語言）下打開”如圖24所示。圖24項(xiàng)目屬性設(shè)置 用戶可以選擇不同的接口設(shè)備實(shí)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(shè)置接口類型及參數(shù)，方法是在“SIMATIC Manger”的“選項(xiàng)”下拉菜單中，點(diǎn)擊“設(shè)置PG/PC”接口，在彈出的對(duì)話框中選擇當(dāng)前使用的接口，點(diǎn)擊“屬性”可以設(shè)置通信地址和傳輸速率，設(shè)置如圖25所示。圖25 通信接口設(shè)置在“SIMATIC Manager”窗口中選中“站點(diǎn)”，雙擊“硬件”圖標(biāo)啟動(dòng)“組態(tài)硬件”應(yīng)用程序，點(diǎn)擊工具欄中的按鈕“目錄”打開“硬件目錄”窗口，依次安裝機(jī)架、電源模塊（PS）、CPU、信號(hào)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(hào)模塊為“DI8/DO8DC24V/”，最后的硬件配置如圖26所示。 圖26 硬件配置點(diǎn)擊硬件配置工具欄中的按鈕“保存和編譯”將設(shè)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(shí)出現(xiàn)問題，可以使用“站點(diǎn)”下拉菜單中的“一致性檢查”命令，檢查硬件配置中是否有錯(cuò)誤，在一致性檢查期間發(fā)現(xiàn)的所有錯(cuò)誤會(huì)顯示在窗口中。 點(diǎn)擊硬件組態(tài)窗口工具欄中“下載到模塊”，在出現(xiàn)的對(duì)話框中點(diǎn)擊“視圖”查看當(dāng)前CPU地址，在“可訪問的節(jié)點(diǎn)”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(luò) PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)概述PROFIBUS(Process Filed Bus)是現(xiàn)場級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)，作為工廠數(shù)字通信的基礎(chǔ)，溝通生產(chǎn)過程現(xiàn)場及控制設(shè)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(dòng)化、過程自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域的現(xiàn)場智能設(shè)備之間中小數(shù)據(jù)量的實(shí)時(shí)通信。現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)如圖31所示。 圖31 現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線被廣泛的應(yīng)用，自然有它的優(yōu)勢(shì)所在。它的優(yōu)點(diǎn)是：、調(diào)試簡便，節(jié)省硬件安裝費(fèi)用現(xiàn)場總線系統(tǒng)的接線十分簡單，一對(duì)雙絞線上可以連接多個(gè)設(shè)備，因而，電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少，連線設(shè)計(jì)與接頭校對(duì)的工作量大大減少。、設(shè)備更換和系統(tǒng)擴(kuò)充方便由于現(xiàn)場設(shè)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(hù)信息傳送到上位監(jiān)控設(shè)備，用戶可以查詢所有設(shè)備的運(yùn)行和診斷維護(hù)信息。能夠早期分析故障原因并快速排查，縮短了維護(hù)停工時(shí)間，同時(shí)，由于系統(tǒng)結(jié)化，連線簡單而減少了維護(hù)工作量。都支持PROFIBUS協(xié)議，這樣就可以在一個(gè)企業(yè)中由用戶根據(jù)產(chǎn)品的性能和價(jià)格選擇不同場上提供的設(shè)備來集成系統(tǒng)，不會(huì)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(jī)時(shí)間由于現(xiàn)場總線設(shè)備的智能化、數(shù)字化，與模擬信號(hào)相比，從根本上提高了測(cè)量與控制的準(zhǔn)確度，并能在部件、甚至網(wǎng)絡(luò)故障的情況下獨(dú)立工作。同時(shí)，由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化，設(shè)備與連線減少，現(xiàn)場儀表內(nèi)部功能加強(qiáng)，大大提高了控制系統(tǒng)的容錯(cuò)能力和可靠性。1. PROFIBUS的通信協(xié)議PROFIBUSDP（Distributed Peripheral，分布式外設(shè)）使用了ISO/OSI網(wǎng)絡(luò)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(shè)備之間的實(shí)時(shí)、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(hào)信號(hào)規(guī)定1Shield屏蔽/保護(hù)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(hào)（方向控制）5DGND數(shù)據(jù)傳輸勢(shì)位（對(duì)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(hào)（方向控制） （2）RS485中繼器如果一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)上超過了32個(gè)站點(diǎn)或者網(wǎng)絡(luò)傳輸距離需要擴(kuò)展時(shí)，就要使用RS485中繼器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)斷的隔離和擴(kuò)展。RS485如圖32所示。圖32 RS485中繼器RS485中繼器是一個(gè)有源的網(wǎng)絡(luò)具有信號(hào)放大和再生的功能，需要占用一個(gè)站的地址，在一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)上最多可以安裝9個(gè)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(dòng)的、周期的與其他的從站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，同時(shí)也可以被動(dòng)地與二類主站進(jìn)行通信。下列設(shè)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(luò)中的編程、診斷和管理設(shè)備可以非周期性地與其他主站和DP從站進(jìn)行進(jìn)行組態(tài)、診斷、參數(shù)化和數(shù)據(jù)交換。下列設(shè)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(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)了專用的編程設(shè)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(jìn)行輸入信息采集和輸出信息發(fā)送的外圍設(shè)備，它與組態(tài)它的DP主站進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，可以向該主站報(bào)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(dòng)裝置、其他支持DP接口的I/O或智能設(shè)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(gè)新項(xiàng)目插入S7300主站，進(jìn)入硬件組態(tài)窗口，組態(tài)主機(jī)架模塊，裝入CPU3152PN/DP時(shí)，新建一個(gè)Ethernet并設(shè)好IP地址，最后的設(shè)置如圖33所示。圖33 以太網(wǎng)的建立在導(dǎo)軌上雙擊“MPI/DP”打開屬性對(duì)話框，在接口類型中選擇PROFIBUS，單擊“屬性”，新建一個(gè)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(hào)，用鼠標(biāo)拖到網(wǎng)線，出現(xiàn)“十字”時(shí)，松開鼠標(biāo)，會(huì)彈出從站模塊屬性對(duì)話框，設(shè)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(biāo)選中ET200M從站，在窗口下方從站列表中插入I/O信號(hào)模塊，設(shè)置地址時(shí)，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(luò)，主站對(duì)從站的訪問就像直接訪問自己機(jī)架上的I/O的模塊一樣，按照組態(tài)時(shí)設(shè)定的地址編寫相應(yīng)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(shí)作為主站或從站，而且只能在S7300的中央機(jī)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(jìn)行PROFIBUSDP的網(wǎng)絡(luò)配置時(shí)，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(duì)應(yīng)到M存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)塊。通信時(shí)，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(gè)新項(xiàng)目，插入S7300站點(diǎn)，進(jìn)入硬件組態(tài)窗口，組態(tài)中央機(jī)架、電源模塊、CPU模塊、I/O模塊、和CP3425，重新分配中央機(jī)架I/O模塊的地址。如圖36所示。圖36 CP342主站裝入CP3425時(shí)，會(huì)出現(xiàn)PROFIBUS屬性設(shè)置窗口，選擇主站的DP地址，點(diǎn)擊“新建”一個(gè)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)屬性中選擇網(wǎng)路的傳輸速度和網(wǎng)絡(luò)的種類。雙擊6號(hào)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(biāo)簽中選擇“DP主站”模式，在“地址”標(biāo)簽中，設(shè)置CP3425的通信地址，該地址在調(diào)用FC1和FC2時(shí)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(rèn)值，不能修改。因?yàn)樵摰刂穼?duì)應(yīng)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(huì)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(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)操作員來說至關(guān)重要。人機(jī)界面(HMI)提供了這種透明性。由此而衍生出觸摸屏。人機(jī)界面（Humanmachine Interface,簡寫HMI，又稱用戶界面或使用者界面）：是人與計(jì)算機(jī)之間傳遞、交換信息的媒介和對(duì)話接口，是工業(yè)控制系統(tǒng)的重要組成部分。是指人和機(jī)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(jī)結(jié)合面，信息交換，功能接觸或互相影響，指人和機(jī)器的硬接觸和軟接觸，此結(jié)合面不僅包括點(diǎn)線面的直接接觸，還包括遠(yuǎn)距離的信息傳遞與控制的作用空間?，F(xiàn)在大量運(yùn)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(jìn)行機(jī)械或設(shè)備的操作，如把手、開關(guān)、門、指令(命令)的下達(dá)或保養(yǎng)維護(hù)等，而輸出指的是由機(jī)械或設(shè)備發(fā)出來的通知，如故障、警告、操作說明提示等，好的人機(jī)接口會(huì)幫助使用者更簡單、更正確、更迅速的操作被控設(shè)備。人機(jī)界面具備以下特點(diǎn)：● 過程可視化 ● 操作員對(duì)過程的控制 ● 顯示報(bào)警 ● 歸檔過程值和報(bào)警 ● 過程值和報(bào)警記錄 ● 過程和設(shè)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(shè)備，利用顯示屏顯示，通過輸入單元（如觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo)等）寫入工作參數(shù)或輸入操作命令，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器信息交互的數(shù)字設(shè)備,由硬件和軟件兩部分組成。