【正文】 14 新建 HMI站 （ 2） HMI 與 CPU 連接 在項目管理界面，選中 STEP 7 項目名稱“ HMI”，然后雙擊右邊的“ MPI（ 1） ”圖標(biāo)，進入網(wǎng)絡(luò)組態(tài)（ NetPro）界面進行設(shè)置 [17]。在設(shè)置過程中一定要注意地址的一一對應(yīng)，設(shè)置完成后的界面如圖 15 所示。 在圖 15 中，單擊保存編譯鍵，進行保存和編譯，沒有錯誤出現(xiàn)，則可進行下一步的創(chuàng)建。 圖 15 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)畫面 （ 3）進入 HMI 畫面組態(tài) 下面以本次設(shè)計的運行頁畫面為例描述。運行頁畫面如圖 16 所示。 在運行頁畫面中，由指示燈、按鈕組成。指示燈作為監(jiān)控系統(tǒng)的運行指示，按鈕可以控制物料分揀系統(tǒng)的開始、停止、緊急停車的運行，切換畫面按鈕可以用來切換系統(tǒng)的不同畫面。指示燈及按鈕可以在工具中找到 ，而讓它們做出相應(yīng)的動作則需要變量連基于 S7300 PLC物料分揀系統(tǒng)的軟件設(shè)計 15 接和動畫連接。 圖 16 運行頁畫面 返回按鈕為切換畫面時使用，啟動、停止和緊急停車鍵為操作系統(tǒng)時使用。返回按鈕連接如圖 17 所示。 在運行頁畫面中的啟動、停止、緊急停車按鈕和指示燈為物料分揀系統(tǒng)工作時使用，其連接需要使用變量。在 Wincc Flexible 軟件中可以使用兩種類型的變量：外部變量和內(nèi)部變量。 外部變量是 HMI 設(shè)備和 PLC 進行數(shù)據(jù)交換的媒介。在 Wincc Flexible 中創(chuàng)建一個外部變量，必須為其指定與 PLC 程序中相同的地址，這樣 HMI 設(shè)備和 PLC 可以訪問 同一映像寄存器，實現(xiàn) HMI 設(shè)備與 PLC 之間的通信。 圖 17 返回按鈕連接圖 內(nèi)部變量存貯在 HMI 設(shè)備的內(nèi)存中，不能直接與 PLC 通信。因此，只有這臺 HMI 設(shè)備能夠?qū)?nèi)部變量進行讀寫訪問。 基于 S7300 PLC物料分揀系統(tǒng)的軟件設(shè)計 16 本次設(shè)計中 STEP 7 中的變量可以被 Wincc Flexible 直接使用。下面僅對指示燈的連接為例介紹。其連接圖如圖 18 所示。 圖 18 指示燈連接圖 在同一站點中使用變量更方便，在 Wincc Flexible 中不需要再次建立變量，使用STEP 7 中的變量與 Wincc Flexible 建立連接后， Wincc Flexible 中會自動生成變量。 HMI 與 PLC 的連接和傳送 在調(diào)試 HMI 時， HMI 與 PLC 連接有很多方法，如表 3 所示。 表 3 HMI與 PLC連接方法 種類 HMI PLC 1 HMISIM （ HMI仿真系統(tǒng)） 2 HMI Runtime（ HMI運行系統(tǒng)） PLCSIM （ PLC仿真系統(tǒng)） 3 HMI Runtime（ HMI運行系統(tǒng)） CPU3152DP （ PLC有型實物） 4 TP170B （ HMI有型實物） CPU3152DP （ PLC有型實物） 第 1 種“ HMISIM”， 只能仿真 HMI 畫面的一些功能。 第 2 種“ HMI Runtime”與“ PLCSIM”，這種方法使用比較方便，不受硬件設(shè)施限制，但是它不能完成項目的實際控制任務(wù)。 第 3 種“ HMI Runtime”與“ CPU3152DP”，這種方法可以使 HMI 的選擇多樣化，“ HMIRuntime”系統(tǒng)在計算機上完成，“ CPU3152DP”是有型實體，可以完成項目的控制任務(wù)。但是，它無法長期在工業(yè)現(xiàn)成工作，只能暫時完成項目的控制任務(wù)。“ HMI Runtime”與“ CPU3152DP”通信是通過 PC/PG 的編程電纜完成的。 第 4 種“ TP170B”與“ CPU3152DP”，這種方式代表著很多工業(yè)現(xiàn)場的控制方式?！?TP170B”與“ CPU3152DP”通信可以通過 MPI 方式，也可以通過 DP 方式 [18]。 本次設(shè)計運用的是第 3 種控制方案，此方案運用方便、靈活。只要稍加修改即可在實際工業(yè)中使用。 基于 S7300 PLC物料分揀系統(tǒng)的軟件設(shè)計 17 本次設(shè)計的運行畫面如圖 1圖 20 所示。 圖 19 物料分揀系統(tǒng)主畫面 圖 20 物料分揀系統(tǒng)運行畫面 在系統(tǒng)運行狀態(tài)下，可以使用切換畫面按鈕切換到不同的畫面，監(jiān)控系統(tǒng)的運行情況，使用系統(tǒng)控制按鈕控制系統(tǒng)的運行。 西門子 HMI 功能強大，其 具體使用情況請讀者根據(jù)自己的使用情況查閱相關(guān)資料。 基于 S7300 PLC物料分揀系統(tǒng)的軟件設(shè)計 18 結(jié)束語 物料分揀系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用可實現(xiàn)對不同的物料進行 連續(xù)、大批量地分揀，分揀誤差率低且勞動強度大大降低，可顯著提高勞動生產(chǎn)率。其特點使得物料分揀系統(tǒng)越來越得到重視和應(yīng)用，其未來的應(yīng)用 領(lǐng)域和前景將更加寬廣。本設(shè)計完成的主要工作為以下幾點： （ 1）對目前的物料分揀系統(tǒng)進行研究分析，對比各種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及使用情況，設(shè)計了使用氣動機械手為操作平臺的系統(tǒng)； （ 2）運用 S7300 PLC 為控制核心，使用其模塊 PS、 CPU、 SM321（ DI）、 SM322（ DO）。同時圍繞外部硬件進行程序的構(gòu)思； （ 3）使用 STEP 7 軟件 編寫程序，并進行離線仿真，其調(diào)試已達到控制目的； （ 4） 通過 Wincc Flexible 軟件設(shè)計 上位機界面和功能， 完成上位機對系統(tǒng)的控制； （ 5）通過軟、硬件的整體調(diào)試實現(xiàn)了物料分揀系統(tǒng)的功能，并經(jīng)過實際運行驗證了其可行性。 經(jīng)過本次設(shè)計，使我對本專業(yè)有了更深一層的理解，而且將大學(xué)所學(xué)的知識又系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)了一次，使自己具備了一定獨立思考問題、解決實際問題的能力。 基于 S7300 PLC物料分揀系統(tǒng)的軟件設(shè)計 19 參考文獻 [1] 蓋曉華，張平洋，吳向前，楊超 .氣動機械手的自動控制和上位機監(jiān)控 設(shè)計 [J].工業(yè)控制計算機，2021,23（ 10） :4346 [2] 崔保春，單鵬 .基于 PLC的物料分揀控制的設(shè)計 [J].科技信息， 2021（ 32） :228 [3] 萬理想，丁保華，徐軍，胡明 .PLC 在物料分揀機械手控制中的應(yīng)用 [J].煤礦機械， 2021,28（ 4） :192194 [4] 李海雯 .基于 PLC的物料分揀系統(tǒng)設(shè)計 [J].電工技術(shù)， 2021（ 6） :4748 [5] 張淑紅，王熙雛 .基于 PLC的機械手物料分選裝置的控制 [J].廣西輕工業(yè)， 2021,26（ 12） :5355 [6] 西門子 PLC S7300模塊中文選型手冊 .2021 [7] 徐建英 .空氣壓縮機 [M].北京：中國鐵道出版社， [8] 譚海艷 .直聯(lián)式空氣壓縮機的維護保養(yǎng) [J].高校理科研究， 2021（ 12） :108109 [9] 王良，李鴻 .色標(biāo)傳感器工作原理初探 [J].中國井礦鹽， 2021,39（ 6） :2830 [10] 廖常初 .S7300/400 PLC 應(yīng)用教程 [M].北京：機械工業(yè)出版社， [11] 劉華波，何文雪 .西門子 S7300/400 PLC 編程與應(yīng)用 [M].北京：機械工業(yè)出版社， [12] 廖常初 .S7300/400 PLC 應(yīng)用技術(shù) [M].北京：機械工業(yè)出版社， [13] 胡建 .西門子 S7300/400 PLC 工程應(yīng)用 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [14] 秦緒平，張萬忠 .西門子 S7系列可編程控制器應(yīng)用技術(shù) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [15] Li Dong lin. English in Automatic Control[M].Harbin： Harbin Institute of Technology Press， [16] 吳迎春，徐連強，張家驊 .觸摸屏和 PLC 在物料分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].機械制造與自動化，2021,41（ 2）： 171173 [17] D Beal， E Bianchi， L Dozio. Real Time Application Interface[J].Linux Journal,2021（ 4） :1937 [18] 張運剛，宋小春 .PLC職業(yè)技能培訓(xùn)及視頻精講 —— 西門子 STEP 7 [M].北京：人民郵電出版社， 基于 S7300 PLC物料分揀系統(tǒng)的軟件設(shè)計 20 基于 S7300 PLC物料分揀系統(tǒng)的軟件設(shè)計 21 基于 S7300 PLC物料分揀系統(tǒng)的軟件設(shè)計 22 基于 S7300 PLC物料分揀系統(tǒng)的軟件設(shè)計 23 基于 S7300 PLC物料分揀系統(tǒng)的軟件設(shè)計 24 基于 S7300 PLC物料分揀系統(tǒng)的軟件設(shè)計 25 基于 S7300 PLC物料分揀系統(tǒng)的軟件設(shè)計 26 基于 S7300 PLC物料分揀系統(tǒng)的軟件設(shè)計 27