【正文】 ...................................................16 人機界面組態(tài)任務(wù) .................................................................................................................................................16 實時數(shù)據(jù)庫 .............................................................................................................................................................17 組態(tài)控制畫面的設(shè)計 .............................................................................................................................................17第六章 系統(tǒng)聯(lián)調(diào) ...............................................................................................................................24致 謝 ..................................................................................................................................................25參考文獻 ............................................................................................................................................26江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計報告3基于觸摸屏及 PLC 的貼面熱壓機控制系統(tǒng)設(shè)計摘要：本文設(shè)計了貼面熱壓機控制系統(tǒng),采用了西門子 S7200 為控制器,利用 PLC 控制、人機界面監(jiān)控技術(shù)、標準 MODBUS 通信技術(shù)等來控制貼面熱壓機控制系統(tǒng)。完成了木板的傳送，切割，壓制等控制。在整個過程中，觸摸屏可進行實時監(jiān)控，并對工藝參數(shù)設(shè)定，報警信息的顯示及記錄。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計算機技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱 PC。 PLC 的特點與應(yīng)用領(lǐng)域PLC 系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴展容易，以開關(guān)量控制為其特長；也能進行連續(xù)過程的 PID 回 路控制；并能與上位機構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如 DDC 和 DCS 等，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。正是 PLC 的這些特點使得 PLC 被廣泛的應(yīng)用在鋼鐵、石油、電力、建材、機械、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂的各個行業(yè)。是指人和機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結(jié)合面，信息交換，功能接觸或互相影響，指人和機器的硬接觸和軟觸，此結(jié)合面不僅包括點線面的直接接觸，還包括遠距離的信息傳遞與控制的作用空間?，F(xiàn)在大量運用在工業(yè)與商業(yè)上，簡單的區(qū)分為“輸入” （Input）與“輸出” （Output）兩種，輸入指的是由人來進行機械或設(shè)備的操作，如把手、開關(guān)、門、指令（命令）的下達或保養(yǎng)維護等，而輸出指的是由機械或設(shè)備發(fā)出來的通知，如故障、警告、操作說明提示等，好的人機接口會幫助使用者更簡單、更正確、更迅速的操作機械，也能使機械發(fā)揮最大的效能并延長使用壽命，而目前市面上所指的人機接口則多界狹義的指在軟件人性化的操作接口上。熱壓系統(tǒng)升溫快，加熱系統(tǒng)、導(dǎo)熱系統(tǒng)輕精心分段設(shè)計，熱耗能低、導(dǎo)熱均勻機構(gòu)設(shè)地合理，配件加工精密度高，工藝參數(shù)調(diào)整范圍寬，控制過程設(shè)計合理，能滿足各種貼面生產(chǎn)的工藝要求。 貼面熱壓機結(jié)構(gòu)圖貼面熱壓機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 21 所示。對于本系統(tǒng)而言，先由升降臺將木板升起，再由滾筒傳送木板，經(jīng)過除塵機構(gòu)除塵，再由傳送帶把木板送至下一個升降臺，升降臺升起，木板由進出板一體機壓制，出來之后刮邊，最后由移載機將木板升起，檢測質(zhì)量，然后把優(yōu)劣木板分別放到正品升降臺，次品升降臺。系統(tǒng)具有手動和自動控制。在手動狀態(tài)，按工藝流程按下啟動按鈕，對應(yīng)其電機啟動。在自動狀態(tài)，按下啟動按鈕，整個系統(tǒng)就可以自動進行木板的加工。實現(xiàn)壓力的控制，使其在設(shè)定值上下波動?？梢詫崿F(xiàn)對整個工作過程的實時監(jiān)控。硬件的設(shè)計，包括 PLC 的選型、HMI 觸摸屏的選擇，等的選擇等。程序設(shè)計，包括系統(tǒng)的工作過程分析和程序設(shè)計框圖，I\O 的分配，PLC 程序的編寫，控制程序的清單及注釋。 貼面熱壓機 PLC 的選型 西門子 S7 的家族 編程控制器系列包括小型 PLC（S7200）系列，中低性能系列（S7300）和中高性能系列（S7400） 。 S7200 的分類S7200 PLC 是小型模塊式的 PLC，整機 I\O 點數(shù)從 1040 點，在小型自動化設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。第一代產(chǎn)品 CPU 模塊為 CPU 21X，主機都可進行擴展，它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置基 于 MCGS 的 貼 面 熱 壓 機 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計7的 CPU 單元：CPU 21CPU 21CPU 215 和 CPU 216。它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的 CPU 單元：CPU 22CPU 22CPU 224 和 CPU 226，除 CPU 221 之外，其他都可加擴展模塊。模擬量 I\O 擴展模塊：EM23EM232 和 EM235。（3）功能模塊：EM253（定位模塊） 、SIWAREX MS(稱重模塊)。本文采用新型 6ES7 2162BD230XB8， 24 輸入/16 輸出共 40 字量 I/O 點，可連接7 個擴展模塊，有兩個模擬電位器，路數(shù)字量 I/O 點或 38 路模擬量 I/O 點，1024bytes字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間，有兩個 RS485 通信口，單項高速脈沖輸出頻率提高到180K，2 相高速計數(shù)器頻率提高到 80K，有 PID 自整定功能。 I\O 模塊的選型選擇 I\O 模塊之前，應(yīng)確定哪些信號需要輸入給 PLC，哪些負載由 PLC 驅(qū)動，是數(shù)字量還是模擬量，是直流量還是交流量以及電壓的等級，是否有特殊的要求，例如快速響應(yīng)等，并建立響應(yīng)的表格。選擇 I\O 模塊時，I\O 點數(shù)一般應(yīng)留有一定的裕量，以備今后系統(tǒng)改進或擴充時使用，本設(shè)計采用EM223CN。 貼面熱壓機系統(tǒng) HMI 的選擇 mcgsTpc 人機界面組成人機界面產(chǎn)品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存儲單元等。根據(jù)人機界面的產(chǎn)品等級不同，處理器可分別選用 8 位、16 位、32 位的處理器。使用者都必須先使用人機界面的畫面組態(tài)軟件制作“工程文件” ，再通過 PC 機和人機界面產(chǎn)品的 USB 口、網(wǎng)口或U 盤，把組建好的“工程文件”下載到人機界面中運行。具有操作控制、狀態(tài)監(jiān)控、報表和曲線顯示、數(shù)據(jù)存儲、報表打印、網(wǎng)絡(luò)通訊、視頻監(jiān)控等眾多工控計算機的高端功能。顯示屏尺寸從 7 寸、 寸、12 寸再到 15 寸，為用戶提供專業(yè)全方位的解決方案。 的選型本設(shè)計選擇觸摸屏型號的時候應(yīng)該考慮到觸摸屏的串口數(shù)量，以及屏的尺寸、價格等。24DC 供電，65535 色真彩，支持位圖等。 其他元件的選擇變頻器：本文采用 BP5,BP4?；?于 MCGS 的 貼 面 熱 壓 機 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計9 貼面熱壓機系統(tǒng)的開發(fā)平臺PC PLC HMIUSB 連接線 串口連接線圖 36 開發(fā)設(shè)備通信線路連接如圖 36 所示，開發(fā)過程中搭建的開發(fā)框架平臺為：HMI 觸摸屏與 PLC 之間用接口連接線連接。觸摸屏檢測裝置安裝在顯示器的顯示表面，用于檢測用戶的觸摸位置，在將該處的信息傳送給觸摸屏控制器。他同時能接收 PLC 發(fā)來的命令并加以執(zhí)行，如動態(tài)的顯示開關(guān)量和模擬量等。PLC 在執(zhí)行用戶程序時所需輸入繼電器、輸出繼電器的數(shù)據(jù)取自于 I\O 映像區(qū)，而不直接與外部設(shè)備發(fā)生關(guān)系。PLC 通過反復(fù)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。通過 HMI 觸摸屏上按鍵與變量建立連接，按下觸摸屏上的按鍵，觸摸屏控制器做出反應(yīng)，給 PLC 發(fā)出信號，然后 PLC 做出反應(yīng)，驅(qū)動各自控制的內(nèi)部繼電器動作。如圖 51 所示。表 41 I\O 的分配 PLC 電氣控制接線圖PLC 及各模塊的接線圖如圖 42 所示。（3）網(wǎng)絡(luò) 12 為主程序中對各子程序的調(diào)用。柜 1（子程序） （1）原位指示中，網(wǎng)絡(luò) 4 為進出板一體機的原位指示?；?于 MCGS 的 貼 面 熱 壓 機 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計15（3）溫度控制程序中，網(wǎng)絡(luò) 2 為內(nèi)部設(shè)定的溫度參數(shù)到模擬量輸出的轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)對于壓機溫度的控制。送料電機江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計報告 16 第五章 貼面熱壓機 HMI 組態(tài)設(shè)計 人機界面組態(tài)任務(wù)根據(jù)控制系統(tǒng)任務(wù)要求，設(shè)計如圖 51 與圖 52 上位機界面。在圖 52 中可以對溫度以及壓力的進行設(shè)定，并且參數(shù)設(shè)定畫面和其他畫面可以切換。江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計報告 18 圖 53 實時數(shù)據(jù)庫圖 組態(tài)控制畫面的設(shè)計 驅(qū)動的添加：進入設(shè)備窗口，依次從設(shè)備工具窗口中添加通用串口父設(shè)備,西門子_S7200PPI 驅(qū)動。圖 56 設(shè)備驅(qū)動屬性的設(shè)定設(shè)備通道的添加:與 PLC 通訊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫,需要添加設(shè)備通道,可在設(shè)備編輯窗口中添加通道，要注意添加設(shè)備通道的地址要與 PLC 實際地址相同。圖 58 變量的新建組態(tài)畫面的新建: 在用戶窗口中新建窗口，選擇右側(cè)的新建窗口。在選擇工具中選擇需要組態(tài)的構(gòu)件。圖 511 構(gòu)件可見性的設(shè)定水平/垂直移動動畫構(gòu)件參數(shù)設(shè)定:該系統(tǒng)中涉及很多木板及升降臺的水平/垂直移動，在構(gòu)件屬性中勾選水平/垂直移動。進入窗口，組態(tài)畫面的編輯增加組態(tài)畫面設(shè)置窗口的填充顏色，名字等屬性的設(shè)定江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計報告 22 圖 510 水平/垂直移動動畫構(gòu)件參數(shù)設(shè)定水平/垂直移動動畫腳本的編寫:語句如下 If j50 then j=j+1如果要提高木板移動的速率，可以將把 j 加的值增大。可根據(jù)需要添加多個用戶和用戶組。以上設(shè)置完成后還需要一個觸發(fā)條件。密碼的修改，使用函數(shù)!ChangePassword( )，運行時可以彈出密碼修改的對話框。 例如 1升降機上升的條件就是上升 1 為 1，到條件滿足后 1升降機就上升，當(dāng)上升到位后將上升 1 清零，同時也將平移 1 置 1 觸發(fā)下一個動作水平移動 1。對于這一點，系統(tǒng)中有一個判斷的變量，在前一塊木板被吸起后就判斷，沒有就不給下一塊木板觸發(fā)信號。為了體現(xiàn)出這一點，本系統(tǒng)中就采用了多塊構(gòu)件分工序來表現(xiàn)，執(zhí)行到該工序時就讓該木板可見，其他時間不可見。第六章 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)組態(tài)畫面與程序設(shè)計完成后，按照下列步驟進行調(diào)試：編譯、下載程序于 PLC 中，若編譯不成功需對程序作進一步修改。建立觸摸屏與 PLC 的通信設(shè)置，選擇其波特率，校驗方式及串口方式等?；?于 MCGS 的 貼 面 熱 壓 機 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計25圖 61 步驟 1 組態(tài)界面操作：（1）通過組態(tài)界面菜單設(shè)定壓機的壓強和溫度的設(shè)定；（2）手動的控制設(shè)備的運行；（3）界面會適時更新系統(tǒng)時間。按下啟動按鈕后，首先進入手動狀態(tài)，回至組態(tài)界面進一步操作。按下停止按鈕各電機與閥順序停止工作，此時指示燈都順序變?yōu)榛疑?。?謝這份畢業(yè)