【正文】 見圖 320 所示。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計 第 41 頁 共 45 頁 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)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(shè)備的運行狀態(tài)、運行時的參數(shù)等等。 圖 318 報警界面 （ 9）打印界面 在打印界面中可以設(shè)置打印的格式、紙張類型及打印預(yù)覽等等。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計 第 40 頁 共 45 頁 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計專用紙 圖 317 報表界 （ 8）設(shè)備運行狀態(tài)報警界面 通過報警界面可以判斷每個設(shè)備的運行狀態(tài)及故障點和故障原因。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?qū)崟r掌握和分析生產(chǎn)情況。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計 第 39 頁 共 45 頁 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計專用紙 圖 316 參數(shù)設(shè)置界面 （ 7）報表界面 數(shù)據(jù)報表是反應(yīng)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。通過組態(tài)界面與 PLC 的連接達到遠程控制的目的。見圖 315 所示。 （ 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)。見圖 314 所示。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(shè)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(shè)置大量的控制變量參數(shù)，滿足生產(chǎn)過程的需要。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計 第 36 頁 共 45 頁 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計專用紙 圖 313 試管設(shè)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。 在設(shè)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(shè)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(shè)備如粉碎機、加液泵、機械臂等進行上位控制。登陸畫面如圖 311 所示。 自動樣品提取凈化集成裝置系統(tǒng)控制界面設(shè)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(shè)備的運轉(zhuǎn)情況， 系統(tǒng) 中某些設(shè)備的控制和數(shù)據(jù)圖表的繪制會需要用腳本來完成。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)。 見圖 310 所示。 組態(tài)軟件中的硬件驅(qū)動參數(shù)設(shè)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。 圖 38 串口設(shè)備測試：通訊參數(shù)設(shè)置 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計 第 32 頁 共 45 頁 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計專用紙 通訊參數(shù)設(shè)置完畢后，選擇設(shè)備測試選項，如圖 39 所示。 圖 37 信息總結(jié) 所有通訊信息設(shè)置完畢后，可以對此次通訊設(shè)置經(jīng)行測試，右擊組態(tài)王中的 S7200設(shè)備選擇進 行測試：在通訊參數(shù)選項中：設(shè)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 36 所示。 如圖 35 所示。 圖 34 選擇串口號 串口號選擇好后，單擊“下一步”進行設(shè)備地址設(shè)置， 設(shè)備地址格式為：由于 S7200 系列 PLC 的型號不同，設(shè)備地址的范圍不同，所以對于某一型號設(shè)備的地址范圍， 請見相關(guān)硬件手冊。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 共 45 頁 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計專用紙 圖 33 對設(shè)備進行邏輯名稱設(shè)定 設(shè)定好設(shè)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(shè)定為 COM1，不使用虛擬串口（ GPRS）因此不用設(shè)定。 圖 32 組態(tài)王定義設(shè)備 按照組態(tài)王定義設(shè)備的要求進行設(shè)置，將所選設(shè)備設(shè)置為：生產(chǎn)廠家：西門子；設(shè)備名稱： S7200 系列；通訊描述： PPI。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(shè)備 PLC\西門子 \S7200 系列 \PPI。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。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。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(shè)定的地址范圍為 ～ ，其中 PLC 的地址可通過編程軟件 STEP 7Micro/WIN 設(shè)組態(tài)王 COM 組件 計算機 外部設(shè)備 動畫顯示線程 驅(qū)動設(shè)備 4 驅(qū)動設(shè)備 3 驅(qū)動設(shè)備 2 驅(qū)動設(shè)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(shè)備 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 共 45 頁 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計專用紙 置來實現(xiàn)。這兩種方式的上位機組態(tài)王的設(shè)置基本相同，首先使用“設(shè)備配置向?qū)А? 定義外部設(shè)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(shè)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(shè)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。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。因此本系統(tǒng)采用組態(tài)王 與 PLC200 的 PPI 通訊協(xié)議。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁 共 45 頁 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計專用紙 圖 31 組態(tài)王與外部設(shè)備通訊示意圖 組態(tài)王和 PLC200 的通訊有多種方式，比如：自由口協(xié)議、 PPI 協(xié)議、 Modbus 協(xié)議、MPI 協(xié)議；使用自由口方式進行通訊時，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(qū)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。組態(tài)王與 I/O 設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換采用五種方式 :串行通訊方式、 DDE方式、板卡方式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點方式、人機接口卡方式。組態(tài)王的驅(qū)動程序采用 ActiveX 技術(shù)，每一驅(qū)動都是一個 COM 對象，這種方式使驅(qū)動和組態(tài)王構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，從而保證運行系統(tǒng)的高效率，如圖 414 所示。在開發(fā)過程中，只需根據(jù)工程瀏覽器提供的“設(shè)備配置向?qū)А?，一步步完成連接過程，即可實現(xiàn)組態(tài)王和相應(yīng)外部設(shè)備驅(qū)動的連接。 S7200 PLC 與 組態(tài)王 的 PPI 通信 在制作 PLC 的監(jiān)控畫面之前，我們需要將組態(tài)王與 PLC 連接起來。 使用組態(tài)王 ，用戶無須具備計算機編程的知識，就可以在短時間內(nèi)輕而易舉地完成一個運行穩(wěn)定，功能全面，維護量小并且具備專業(yè)水準的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)工作。 組態(tài)王 是 一 套基于 Windows 平臺的，用于快速構(gòu)造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。 TouchVew 是“組態(tài)王”軟件的實時運行環(huán)境，用于顯示畫面開發(fā)系統(tǒng)中建立的動畫圖形畫面，并負責(zé)數(shù)據(jù)庫與 I/O服務(wù)程序的數(shù)據(jù)交換 ,通過實時數(shù)據(jù)庫管理從一組工業(yè)控制對象采集到的各種數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成報警、歷史記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并可生成歷史數(shù)據(jù)文件。 ProjManager 用于新建工程、工程管理，并能對已有工程進行搜索、備份及有效恢復(fù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)字典的導(dǎo)入和導(dǎo)出。見圖 26 所示 圖 26 Output Parameters 設(shè)置界面 基于組態(tài)王 的上位機監(jiān)控軟件的設(shè)計 組態(tài)王 簡介 “組態(tài) 王”是在 PC 機上建立工業(yè)控制對象人機接口的一種智能軟件包，它以 Windows 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 共 45 頁 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計專用紙 98/Windows 2021/ Windows 中文操作系統(tǒng)作為其操作平臺，具有圖形功能完備，界面一致友好，易學(xué)易用的特點。見控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 共 45 頁 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計專用紙 圖 25 所示。見圖 24 所示。 圖 23 模擬運行曲線界面 在此對話框中你可以查看電機的加速時間，減速時間、勻速運行時間、指令總的運行時間、總的運行距離等。在上面的對話框中設(shè)置電機要走的距離、速度、加速度、減速度、正反向等等，設(shè)置完參數(shù)后通過選擇 Analysis 選項卡，控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 共 45 頁 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計專用紙 可以查看電機的運行曲線。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 共 45 頁 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計專用紙 圖 21 驅(qū)動器硬件設(shè)置界面 (2) 程序舉例 單擊程序功能選擇對話框中的 彈出如下對話框，見圖 22 所示。 智能步進電機驅(qū)動器的控制過程 （ 1） 智能步進電機驅(qū)動器的硬件設(shè)置見圖 21。編寫具體的 PLC程序如下： 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 共 45 頁 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計專用紙 清洗泵控制子程序是由兩個定時器來實現(xiàn)脈沖輸出的，輸出點定義為 。 清洗泵控制的子程序設(shè)計 加液完成后為了防止交叉污染需要對加液針進行清洗 ， 本系統(tǒng)采用單作用式氣動隔膜泵（內(nèi)置電磁閥型 /氣控型）。 （ 2） 發(fā)送初始化命令 : 當注射泵出現(xiàn)活塞驅(qū)動能力過載、閥驅(qū)動能力過載、活塞不允許移動時只能接收初始化命令。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 共 45 頁 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計專用紙 加液過程中注射泵可能會出現(xiàn)錯誤狀態(tài)，例如活塞不允許移動、加液泵堵塞、活塞驅(qū)動過載、閥過載、活塞不允許移動、命令溢出等等。在 ATCH中設(shè)置發(fā)送完成中斷，最后開全局中斷。首先，設(shè)置通信的波特率（如果選擇 PLC通信口是 port0口，則在 SMB30中設(shè)置，如果選擇的通信口是 port1口，則在 SMB130中設(shè)置。 （ 2）發(fā)送加液子程序 : 本系統(tǒng)中利用 S7200 通信，來達到對注射泵的程序控制。目的是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化編程。 程序舉例： Z25IS30A1195OS12A0R 注射量為 5ml Z25IS20A5630OS20A0IS20A4510OS20A0R 注射量為 45ml Z25gIS20A5630OS20A0G3R 注射量為 75ml Z25gIS20A5630OS12A0G3IS20A4510OS12A0R 注射量為 95ml S7200 PLC 與注射泵之間采用 RS485 的通信方式，考慮到通信協(xié)議的問題，采用S7200PLC 的自由口通信協(xié)議，將注射泵程序轉(zhuǎn)