【正文】 故障復位按鈕、計數(shù)值清零按鈕及各種指示燈等。 圖62 控制面板自動化生產(chǎn)線模型設(shè)計了手動和自動兩種工作模式。手動模式時用于設(shè)備的調(diào)試和計數(shù)統(tǒng)計值的復位。自動模式下允許啟動生產(chǎn)線運行。控制系統(tǒng)中包含緊急情況的處理以及故障診斷與顯示報警功能。當設(shè)備發(fā)生故障時，按下急停按鈕，停止設(shè)備的一切運行。1）在手動模式下，可以通過點動按鈕使傳送帶電動機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，于調(diào)試設(shè)備。2）在手動模式下，可以通過復位按鈕對技術(shù)值進行清零。3）在手動模式下，可以通過選擇開關(guān)設(shè)置下位（PLC）控制或上位（HMI）控制。 1）在自動模式下，按下啟動按鈕，系統(tǒng)啟動，電動機正轉(zhuǎn)，傳送帶運行。2）空瓶子到達灌裝位置時，電動機停轉(zhuǎn)，灌裝閥門打開。3）灌裝時見到，灌裝閥門關(guān)閉，電動機正轉(zhuǎn)，傳送帶繼續(xù)運行。4）在自動模式下，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止，電動機不轉(zhuǎn)，傳送帶停止運行。控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)工件計數(shù)統(tǒng)計，包括毛坯數(shù)、正品數(shù)和廢品數(shù)。正品數(shù)顯示在控制面板上的數(shù)碼管上。灌裝液罐的液位由模擬量液位傳感器進行監(jiān)視。液位低于下限時，要打開進料閥門，液位高于上限時，要關(guān)閉進料閥門。當設(shè)備發(fā)生故障時，控制系統(tǒng)能夠立即響應，控制面板上相應的故障指示燈會閃亮，故障排除后，按下故障復位按鈕，生產(chǎn)線才能自動運行。根據(jù)設(shè)計要求以及現(xiàn)有的硬件條件，PLC為S7300，電源模塊為PS 307 2A、CPU模塊為CPU3152PN/DP、I/O模塊為DI8D/O824V/，網(wǎng)絡(luò)通信模式為現(xiàn)場總線模式網(wǎng)絡(luò)，確定硬件后進行現(xiàn)場的接線和硬件的組態(tài)。其中硬件接線圖如圖63和64所示。 圖63數(shù)字量輸入和輸出模塊硬件接線圖 圖64數(shù)字量輸入/輸出模塊8DI/8DO的接線圖1. 主程序的OB1的編寫以及解釋如下：程序段1：系統(tǒng)在運行前允許選擇工作模式，當手動/=0時，=1手動工作模式指示燈亮。 程序段2：當手動/=1時，=1自動模式指示燈亮。程序段3：當急停按鈕沒有按下，手動模式時調(diào)用手動運行程序FC20。程序段4：當急停按鈕沒有按下，自動模式時調(diào)用急停運行程序FC30。程序段5：按下急停按鈕時，調(diào)用急停運行程序FC10。2．手動運行程序FC20的解釋如下： 程序段1:按下正轉(zhuǎn)點動按鈕，電動機正轉(zhuǎn)。程序段2：按下反轉(zhuǎn)點動按鈕時，電動機反轉(zhuǎn)。：程序段1：按下啟動按鈕，系統(tǒng)運行指示燈亮。程序段2：按下啟動按鈕系統(tǒng)運行指示燈亮后，電動機開始正轉(zhuǎn)，傳送帶運行。程序段3：在自動運行模式下，防止電動機反轉(zhuǎn)。程序段4：當系統(tǒng)運行到灌裝工位，電動機停止運轉(zhuǎn)，灌裝閥門打開，定時器開始定時控制灌裝時間。程序段5：當系統(tǒng)運行到滿瓶工位20s還沒檢測到空瓶的話系統(tǒng)停止運行，否則系統(tǒng)繼續(xù)運行。 程序段6：系統(tǒng)運行時進行計數(shù)統(tǒng)計，調(diào)用計數(shù)統(tǒng)計程序FC41。：程序段1：統(tǒng)計空瓶數(shù)。程序段2：統(tǒng)計滿瓶數(shù)。 程序段3：統(tǒng)計廢品數(shù)（空瓶數(shù)滿瓶數(shù)）。程序段4：將廢品的整數(shù)轉(zhuǎn)換成實數(shù)。程序段5：將廢品整數(shù)轉(zhuǎn)換成實數(shù)。程序段6：計算廢品率。 （1）建立新的連接本論文觸摸屏和PC機的通信方式為串行通信，在觸摸屏一章已經(jīng)詳細介紹了觸摸屏參數(shù)的設(shè)置，線面介紹項目中的通信參數(shù)的設(shè)置。在項目視圖中點擊“項目名”→“通信” →“連接”鼠標右擊選擇“添加連接” 打開通信連接編輯器窗口如圖64所示。此時在工作區(qū)顯示的就是“連接”畫面的標簽。觸摸屏和PLC連接的窗口如圖65所示。圖65觸摸屏與PLC連接的編輯器窗口（2）組態(tài)通信參數(shù) 1）更改連接的名稱：雙擊新建連接的名稱，可以鍵入新的連接的名稱，本論文是S7300與HMI的通信，為了將連接記憶的方便，可以將連接命名為“CPU 3152PN/DP”。2）選擇通信驅(qū)動程序：HMI與自動化控制系統(tǒng)之間的通信依靠通信驅(qū)動程序來實現(xiàn)，在“通信驅(qū)動程序”欄中，點擊下拉按鈕，在下拉菜單中列出了軟件支持的所有通信驅(qū)動程序，因為本項目要實現(xiàn)S7300型的PLC與觸摸屏的通信，所以此時選擇“SIMATIC S7 300/400”。3）設(shè)置觸摸屏參數(shù)因為觸摸屏和PLC通過RS485通信，所以選擇接口類型為“IF1B”。通信的傳輸速率必須和STEP7中組態(tài)的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率保持一致，配置文為“標準的”。變量系統(tǒng)是組態(tài)軟件的重要組成部分。灌裝自動化生產(chǎn)線的運行狀況通過變量實時地反映在觸摸屏的過程畫面中，操作人員在觸摸屏上發(fā)布的指令通過變量傳送給生產(chǎn)現(xiàn)場。因此，在組態(tài)畫面之前，首先定義變量。啟動Wincc flexible，雙擊窗口的“變量”，將打開變量編輯器如圖66所示。圖66 變量編輯器窗口 本項目的外部變量如表61所示。表61 外部變量表在Wincc flexible中的畫面是由畫面編輯器來組態(tài)的。雙擊項目視圖中的“添加畫面”在工作區(qū)會出現(xiàn)觸摸屏的外形畫面，項目默認的名稱為“畫面1”，用鼠標將畫面頂部的粗線向下拖動，將觸摸屏分為上下兩部分，上面的部分為固定部分，用于顯示時間，下面的部分為基本區(qū)域，如圖67所示。 圖67Wincc flexible畫面窗口雙擊項目視圖中“畫面”文件夾中的“模板”，然后單擊工具欄中的“增強對象”中的“報警窗口”和“報警指示器”，將其放入畫面模板中的基本區(qū)域，調(diào)整大小后如圖68所示。 圖68 模板畫面在報警窗口的屬性視圖的“常規(guī)”對話框中選擇選項如圖69所示。圖69 報警窗口常規(guī)設(shè)置在報警窗口的屬性視圖的“屬性”的“顯示”對話框中設(shè)置窗口的顯示狀態(tài)，設(shè)置如圖610所示。圖610報警窗口顯示設(shè)置組態(tài)“報警指示器”的屬性，激活“常規(guī)”中的全部報警類別，在“事件”的屬性中選中“閃爍時單擊”如圖611和612所示。 圖611報警指示器常規(guī)設(shè)置 圖612報警指示器設(shè)置經(jīng)過分析，灌裝自動化生產(chǎn)線系統(tǒng)需要設(shè)置7個過程監(jiān)控畫面，在項目視圖“畫面”文件夾中添加7個畫面，分別命名為初始畫面、運行畫面、參數(shù)設(shè)置畫面、物料混合畫面、趨勢視圖畫面、用戶管理畫面、和配方設(shè)置畫面?！霸O(shè)備設(shè)置”文件夾中的“設(shè)備設(shè)置”進行設(shè)置，選擇“初始畫面”為起始畫面，初始畫面設(shè)置如圖613所示。圖613初始畫面設(shè)備設(shè)置窗口 在初始畫面中放置文本、圖形、和畫面切換按鈕使用工具窗口中的簡單對象，點擊“文本域”輸入“灌裝自動化生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)”，點擊“圖形視圖”插入一張圖片，點擊工具中的“按鈕”將六個按鈕拖入畫面中，輸入相應的文本，設(shè)置每個按鈕的屬性，最后的初始畫面完成后如圖614所示。圖614初始畫面窗口在運行畫面中放置畫面切換按鈕、灌裝生產(chǎn)線圖形、顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)的I/O域，工作狀態(tài)指示燈、控制設(shè)備運行的啟停按鈕、顯示液位的棒圖和一些文本信息。運行畫面組態(tài)完畢后如圖615所示。 圖615 運行畫面在物料混合畫面中放置兩個原料液罐、一個混料液罐、管道和閥門、攪拌器、顯示液位值的棒圖和I/O域以及一些文本信息。物料混合畫面如圖616所示。 圖616物料混合畫面 在生產(chǎn)線運行過程中，為了適應不同的工藝流程，操作人員需要輸入一些設(shè)定的參數(shù)，例如：在設(shè)備運行期間、過程值控制的上下限值等。在本論文中，為了使生產(chǎn)線適應灌裝大小不同規(guī)格的瓶子，需要相應修改灌裝時間的參數(shù)。灌裝小瓶子時時間為5s，組態(tài)完畢的畫面如圖617所示。圖617參數(shù)設(shè)置畫面趨勢是變量在運行時的值的圖形表示，趨勢圖是一種動態(tài)顯示原件，以曲線的形式連續(xù)顯示過程數(shù)據(jù)。一個趨勢視圖可以同時顯示多個不同的趨勢，根據(jù)控制任務的要求，可以將混料設(shè)備的液罐液罐2與混料罐的實際液位通過趨勢視圖同時顯示出來。趨勢視圖如圖618所示。圖618趨勢視圖 如果已經(jīng)將Wincc flexible 的項目集成在STEP7 中，就可以用Wincc flexible的模擬器來模擬HMI設(shè)備，用STEP7的仿真軟件S7PLCSIM來模擬與HMI設(shè)備連接的S7300CPU。這種模擬比較接近真實系統(tǒng)的運行狀態(tài)，而且不需要HMI和PLC的硬件設(shè)備。在SIMMATC管理器中，啟動S7PLCSIM仿真器，使CPU處于運行狀態(tài)。在Wincc flexible的項目組態(tài)界面，通過單擊工具欄上的圖標或者從菜單中選擇“項目” →“編輯器”→“啟動系統(tǒng)運行”，啟動Wincc flexible模擬器進行系統(tǒng)的模擬仿真。同時啟動兩個模擬啟動器進行調(diào)試，如圖619所示。圖619調(diào)試窗口在PLC模擬器中，=0，使系統(tǒng)為“手動運行”，=1，選擇“上位控制”模式，=1使系統(tǒng)處于“自動運行模式”，在觸摸屏畫面中點擊“啟動”按鈕，系統(tǒng)運行指示燈亮，電機開始運行，=1，空瓶計數(shù)器加1，當瓶子到達灌裝位置時，=1，傳送帶停止運行，灌裝閥門打開，開始灌裝，當灌裝過程結(jié)束后，電機開始繼續(xù)運行，到達滿瓶位置時，=1，滿瓶計數(shù)器加1，最后瓶子達到終端位置，灌裝過程就這樣循環(huán)運行。其運行結(jié)果如圖620 所示。圖620調(diào)試結(jié)果 附錄 實物照片 4 參考文獻[1] ,.[2] 西門子（中國）,.[3] ,.[4] 張運剛,宋小春,—,2007.[5] ,. [6] :微計算機信息雜志出版社, 2002.[7] ,2000年.[8] ,2003.[9] 陽憲惠．現(xiàn)場總線技術(shù)及其應用．北京：清華大學出版社,1999.[10] ,2003.[11] PROFIBUS技術(shù)資料及相關(guān)產(chǎn)品..[12],2010 致 謝經(jīng)過我的不懈努力，我的畢業(yè)設(shè)計論文終于如期完成，這也意味著我的大學生活即將結(jié)束。在此，我衷心的感謝方老師在我的大學期間給予的指導、支持和幫助，方老師那種嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、淵博的學識和對學術(shù)的執(zhí)著深深的影響著我。同時我還要感謝我的任課老師在我的學習和生活中的指引和幫助，使我度過了一個豐富而充實的大學生活，是他們教會了我專業(yè)知識，是他們教會了我如何做人做事，使我樹立了正確的人生觀、世界觀和價值觀。在我離開校園踏入社會后，我將謹記老師的教誨，不斷學習，不斷進步，早日成為一個對社會有用的人。再一次由衷的表達我對老師們的謝意，并希望老師為社會培養(yǎng)出更多的優(yōu)秀的人才。論文的寫作的過程就是一個再學習的過程，是總結(jié)大學所學專業(yè)知識的過程。基于PROFIBUS的PLC、變頻器和觸摸屏的綜合研