【正文】 口方式進行通訊時，亞控公司（組態(tài)王）提供了自由口通訊的初始化程序（組態(tài)王光盤中提供此程序）；使用 PPI 協(xié)議相對最簡單，這也是國產(chǎn)軟件中最多的驅動； S7200 使用 Modbus 協(xié)議進行通訊時，亞控公司提供了 PLC(MODBUS)通訊的初始化程序（組態(tài)王光盤中提供此程序）；上述三種都需要使用 PC/PPI 硬件電纜，經(jīng)濟上比較實惠；當然具體配置可以參考在線 幫助；使用 MPI 協(xié)議需要上位機安裝 MPI 通訊卡（ CP5611 或者CP5613），成本相對高一些；當然還可以使用 DP 協(xié)議，那 PLC 還需要配置 EM277 作為 DP從站來配置，價格也相對更高。如果是簡單的小系統(tǒng)，使用 PPI 協(xié)議就足夠了。因此本系統(tǒng)采用組態(tài)王 與 PLC200 的 PPI 通訊協(xié)議。 (1) 用組態(tài)王 和 PLC200 建立 PPI 通訊 PPI(PointtoPoint)是西門子專為 S7200 系列開發(fā)的一個通訊協(xié)議，為主 /從協(xié)議，PC 機為主站， S7200 為從站。該方式下有兩種硬件連接方法，一種是 使用 PPI 電纜將 PC機串口和 S7200 的通訊口相連，采用串行通訊方式。另一種是 PC 機通過 CP5611 通訊卡與 S7200 相連。在第一種方式下，使用 PLC 編程軟件 STEP 7Micro/WIN32 安裝通訊硬件，在“ SET PG/PC Interface”對話框中配置 PC/PPI cable,選擇 Interface Parameter Assignment 為 PPI，并設置 PPI 參數(shù)默認值 ,雙擊通訊框中得刷新圖標后建立與 S7200 的通信連接。在第二種方式下，將 CP5611 卡安裝在 PC 機的插槽中，用連接帶纜將 CP5611卡與 S7200 的 PORT 口相連，安裝 STEP 7Micro/WIN32 和 STEP 7 +ServicePack5(或STEP 7 +ServicePack 2)，運行 PG/PCinterface para meterisation，將用戶界面配置為 CP5611 (PPI)方式。這兩種方式的上位機組態(tài)王的設置基本相同，首先使用“設備配置向導” 定義外部設備，分別選擇西門子 S7200 系列 PPI 通信和西門子 S7200 系列通訊卡通信，并設定如下通信參數(shù) :波特率 9600bps,數(shù)據(jù)位 8 位，停止位 1 位，偶校驗。在設定 PLC 地址時，兩種方式有所不同，前者將 PLC 地址設為默認地址 2。后者采用“ PLC地址 .2”地址格式，小數(shù)點前的數(shù)字為有效地址 PLC 的地址 (即站號 )，小數(shù)點后為數(shù)字 2，所設定的地址范圍為 ～ ，其中 PLC 的地址可通過編程軟件 STEP 7Micro/WIN 設組態(tài)王 COM 組件 計算機 外部設備 動畫顯示線程 驅動設備 4 驅動設備 3 驅動設備 2 驅動設備 1 數(shù)據(jù)采集線程 歷史記錄線程 其他線程 模塊 PLC 智能儀表 其他工控設備 控制學院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 28 頁 共 45 頁 濟南大學畢業(yè)設計專用紙 置來實現(xiàn)。 在組態(tài)王的“數(shù)據(jù)字典”中定義相關變量，選擇變量類型為 I/O 型，并選擇連接設備，指定所訪問的寄存器名及寄存器類型。注意，組態(tài)王只支持 V 寄存器，如果要監(jiān)控 Q、 I、M 寄存器，可以先在 PLC 程序 中將 Q、 I、 M 寄存器傳至 V 寄存器，組態(tài)王通過對 V 寄存器的操作來實現(xiàn)對 Q、 I、 M 寄存器的監(jiān)控。另外，組態(tài)王不支持直接以 I/O 離散變量的定義，需以字節(jié) (BYTE)形式存取，每一 BYTE類型 (8個 BIT位 )對應 8個開關量的輸入或輸出狀態(tài)，即 BYTE 的 0~7 位分別對應輸入或輸出的 0~7 開關量通道，如果要顯示或控制某一開關量通道的狀態(tài)，可以使用組態(tài)王提供的 BIT()或 BITSET()函數(shù)進行取位或置位。在制作好的監(jiān)控畫面中，將畫面的圖素與定義的變量建立“動畫連接”，在 TouchVew 中運行，即可建立實時通信，得到一個 反映工業(yè)現(xiàn)場的監(jiān)控畫面。 按照上述過程，結合本次設計內容，把建立 PPI 通訊的過程通過圖片一步步加以詳細說明。打開組態(tài)王 后，將西門子 PLC200 上電，用 RS232 通過 PLC200 的編程口，把電腦和 PLC 連接起來，定義組態(tài)王設備 PLC\西門子 \S7200 系列 \PPI。主界面如圖 32 所示。 圖 32 組態(tài)王定義設備 按照組態(tài)王定義設備的要求進行設置，將所選設備設置為：生產(chǎn)廠家：西門子；設備名稱： S7200 系列；通訊描述： PPI。然后對所安裝設備進行邏輯名稱設置；如圖 33 所示。 控制學院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 29 頁 共 45 頁 濟南大學畢業(yè)設計專用紙 圖 33 對設備進行邏輯名稱設定 設定好設備邏輯名稱后，單擊“下一步”選擇串口號，電腦一般采用 COM1 口通訊，PLC 與電腦相連接的 RS232 也是通過 COM1 口經(jīng)行通訊的，因此本機通訊設定為 COM1，不使用虛擬串口（ GPRS）因此不用設定。如圖 34 所示。 圖 34 選擇串口號 串口號選擇好后，單擊“下一步”進行設備地址設置， 設備地址格式為：由于 S7200 系列 PLC 的型號不同，設備地址的范圍不同，所以對于某一型號設備的地址范圍， 請見相關硬件手冊。組態(tài)王的控制學院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 30 頁 共 45 頁 濟南大學畢業(yè)設計專用紙 設備地址要與 PLC 的 PORT 口設置一致 .PLC 默 認地址為 2。 如圖 35 所示。 圖 35 設備地址設定 設備地址設定為 2，單擊“下一步”進行通訊參數(shù)設定，在組態(tài)王中的添加的設備為S7200，設備地址為 2，嘗試恢復間隔為 30 秒，最長恢復時間 24 小時，使用動態(tài)優(yōu)化。如圖 36 所示。 圖 36 通訊參數(shù)設定 控制學院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 31 頁 共 45 頁 濟南大學畢業(yè)設計專用紙 通訊參數(shù)設置完后，單擊“下一步”就出現(xiàn)您所設定的所有通訊信息，如圖 37 所示。 圖 37 信息總結 所有通訊信息設置完畢后，可以對此次通訊設置經(jīng)行測試，右擊組態(tài)王中的 S7200設備選擇進 行測試：在通訊參數(shù)選項中：設備地址 2，波特率 9600，數(shù)據(jù)位 8，偶校驗，停止位 1，通訊超時 1000 毫秒，采樣頻率 1000 毫秒。如圖 38 所示。 圖 38 串口設備測試：通訊參數(shù)設置 控制學院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 32 頁 共 45 頁 濟南大學畢業(yè)設計專用紙 通訊參數(shù)設置完畢后，選擇設備測試選項，如圖 39 所示。 圖 39 串口設備測試：設備測試 將設備測試中的寄存器選為 M，數(shù)據(jù)類型選為 Bit，單擊“添加”加入你所要測試的組態(tài)變量，就可以測試出現(xiàn)在的設置是否已經(jīng)將組態(tài)與西門子 PLC200 通過 PPI 協(xié)議連接起來。 組態(tài)軟件中的硬件驅動參數(shù)設置完成后，在數(shù)據(jù)變 量中添加組態(tài)和硬件相連接的變量，形成變量數(shù)據(jù)庫。建立數(shù)據(jù)庫的方式：單擊數(shù)據(jù)詞典，在單擊新建則出現(xiàn)圖 49 所示，在對話框中輸入變量名，以及變量屬性，連接的設備以及數(shù)據(jù)類型，和數(shù)據(jù)的開放性即DDE 接口，以及數(shù)據(jù)的安全設置。 見圖 310 所示。 控制學院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 33 頁 共 45 頁 濟南大學畢業(yè)設計專用紙 圖 310 組態(tài)監(jiān)控變量數(shù)據(jù)庫建立 數(shù)據(jù)庫是 “ 組態(tài)王 ” 最核心的部分。在運行時，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送達生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)。因此，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。數(shù)據(jù)庫中變量的集合形象地稱為 “ 數(shù)據(jù)詞典 ” ，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細信息。在組態(tài)王軟件中數(shù)據(jù)庫分為實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。 自動樣品提取凈化集成裝置系統(tǒng)控制界面設計 本監(jiān)控系統(tǒng)能夠完成對 樣品制備系統(tǒng) 的監(jiān)控，通過生動、形象的組態(tài)畫面來實時監(jiān)控設備的運轉情況， 系統(tǒng) 中某些設備的控制和數(shù)據(jù)圖表的繪制會需要用腳本來完成。 （ 1） “登陸系統(tǒng) ”畫面 該監(jiān)控系統(tǒng)一方面完成對設備和 運行 數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，另一方面還要完成對 操作人員信息的采集，如登陸時間、登陸者姓名、所做實驗等。登陸畫面如圖 311 所示。 控制學院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 34 頁 共 45 頁 濟南大學畢業(yè)設計專用紙 圖 311 登陸系統(tǒng)界面 (2) 點擊控制系統(tǒng)進入按鈕，進入設備狀態(tài)畫面，見圖 312。 在設備狀態(tài)畫面顯示有整個樣品粉碎和注射泵控制系統(tǒng)主要設備，包括粉碎機、注射泵、機械臂等，可監(jiān)視它們實時的工作狀態(tài)以及液位和流量變化；在遠程模式下可在此畫面直接對設備如粉碎機、加液泵、機械臂等進行上位控制?？刂茖W院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 35 頁 共 45 頁 濟南大學畢業(yè)設計專用紙 圖 312 設備狀態(tài)界面 （ 3） 試管設置界面 本系統(tǒng)實現(xiàn)對 16 個試管中的樣品經(jīng)行批處理，通過本界面可以選擇需要樣品處理的試管，見圖 313 所示。 控制學院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 36 頁 共 45 頁 濟南大學畢業(yè)設計專用紙 圖 313 試管設置界面 （ 4） 方法編輯界面 方法是 一個 參 數(shù) 集合，而對于批處理器，一個 方法 可能被用來描述批處理過程中的不同步驟。用戶 利用方法 可以在控制過程中得心應手，提高效率。比如當 檢驗 過程需要大量的控制變量參數(shù)時，如果一個接一個地設置這些變量參數(shù)就會耽誤時間，而使用 方法 ，則可以一次設置大量的控制變量參數(shù)，滿足生產(chǎn)過程的需要。 在此界面中可以為選擇的試管編輯新方法、調用以前保存的方法、試管中的樣品、操作人等。見圖 314 所示。 控制學院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 37 頁 共 45 頁 濟南大學畢業(yè)設計專用紙 圖 314 方法編輯界面 方法 操作界面可以進行配方的處理，包括配方的設定、配方的信息的編輯及裝載、保存，還有前一條配方的信息及后一條 配方的信息的處理。 （ 5） 菜單功能 本操作系統(tǒng)就有 Windows 標準的菜單操作功能，用戶能很快的使用本操作系統(tǒng)。用戶可以通過菜單完成按鈕完成的功能。見圖 315 所示。 控制學院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 38 頁 共 45 頁 濟南大學畢業(yè)設計專用紙 圖 315 系統(tǒng)菜單功能 （ 6） 參數(shù)設置界面 系統(tǒng)設備的運行參數(shù)是通過上位機組態(tài)界面來設置。通過組態(tài)界面與 PLC 的連接達到遠程控制的目的。見圖 316 所示。 控制學院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 39 頁 共 45 頁 濟南大學畢業(yè)設計專用紙 圖 316 參數(shù)設置界面 （ 7）報表界面 數(shù)據(jù)報表是反應運行過程中的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等，并對數(shù)據(jù)進行記錄的一種重要形式。是控制過程必不可少的一個部分。它既能反映系統(tǒng)實時的生產(chǎn)情況，也能對長期 的生產(chǎn)過程進行統(tǒng)計、分析，使管理人員能夠實時掌握和分析生產(chǎn)情況。見圖 317 所示。 控制學院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 40 頁 共 45 頁 濟南大學畢業(yè)設計專用紙 圖 317 報表界 （ 8）設備運行狀態(tài)報警界面 通過報警界面可以判斷每個設備的運行狀態(tài)及故障點和故障原因。見圖 318 所示。 圖 318 報警界面 （ 9）打印界面 在打印界面中可以設置打印的格式、紙張類型及打印預覽等等。見圖 319 所示。 控制學院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 41 頁 共 45 頁 濟南大學畢業(yè)設計專用紙 圖 319 打印界面 （ 10）模擬系統(tǒng)運行界面 模擬系統(tǒng)運行界面可以模擬實際設備的運行狀態(tài)、運行時的參數(shù)等等。通過模擬系統(tǒng)運行界面操作人員可以方便的控制整套系統(tǒng)的運行狀況。見圖 320 所示。 圖 320 模擬系統(tǒng)運行界面 控制學院 氣升 0701 班學生 趙延平 畢業(yè)設計 第 4