【正文】 ...................................................16 人機(jī)界面組態(tài)任務(wù) .................................................................................................................................................16 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) .............................................................................................................................................................17 組態(tài)控制畫面的設(shè)計(jì) .............................................................................................................................................17第六章 系統(tǒng)聯(lián)調(diào) ...............................................................................................................................24致 謝 ..................................................................................................................................................25參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................26江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告3基于觸摸屏及 PLC 的貼面熱壓機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：本文設(shè)計(jì)了貼面熱壓機(jī)控制系統(tǒng),采用了西門子 S7200 為控制器,利用 PLC 控制、人機(jī)界面監(jiān)控技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn) MODBUS 通信技術(shù)等來控制貼面熱壓機(jī)控制系統(tǒng)。完成了木板的傳送，切割，壓制等控制。在整個(gè)過程中，觸摸屏可進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)工藝參數(shù)設(shè)定，報(bào)警信息的顯示及記錄。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)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(jī)械或生產(chǎn)過程。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)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(jiǎn)稱 PC。 PLC 的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域PLC 系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長(zhǎng)；也能進(jìn)行連續(xù)過程的 PID 回 路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如 DDC 和 DCS 等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動(dòng)化。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。正是 PLC 的這些特點(diǎn)使得 PLC 被廣泛的應(yīng)用在鋼鐵、石油、電力、建材、機(jī)械、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂的各個(gè)行業(yè)。是指人和機(jī)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(jī)結(jié)合面，信息交換，功能接觸或互相影響，指人和機(jī)器的硬接觸和軟觸，此結(jié)合面不僅包括點(diǎn)線面的直接接觸，還包括遠(yuǎn)距離的信息傳遞與控制的作用空間?，F(xiàn)在大量運(yùn)用在工業(yè)與商業(yè)上，簡(jiǎn)單的區(qū)分為“輸入” （Input）與“輸出” （Output）兩種，輸入指的是由人來進(jìn)行機(jī)械或設(shè)備的操作，如把手、開關(guān)、門、指令（命令）的下達(dá)或保養(yǎng)維護(hù)等，而輸出指的是由機(jī)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(jī)接口會(huì)幫助使用者更簡(jiǎn)單、更正確、更迅速的操作機(jī)械，也能使機(jī)械發(fā)揮最大的效能并延長(zhǎng)使用壽命，而目前市面上所指的人機(jī)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(jì)，熱耗能低、導(dǎo)熱均勻機(jī)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(jì)合理，能滿足各種貼面生產(chǎn)的工藝要求。 貼面熱壓機(jī)結(jié)構(gòu)圖貼面熱壓機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 21 所示。對(duì)于本系統(tǒng)而言，先由升降臺(tái)將木板升起，再由滾筒傳送木板，經(jīng)過除塵機(jī)構(gòu)除塵，再由傳送帶把木板送至下一個(gè)升降臺(tái)，升降臺(tái)升起，木板由進(jìn)出板一體機(jī)壓制，出來之后刮邊，最后由移載機(jī)將木板升起，檢測(cè)質(zhì)量，然后把優(yōu)劣木板分別放到正品升降臺(tái)，次品升降臺(tái)。系統(tǒng)具有手動(dòng)和自動(dòng)控制。在手動(dòng)狀態(tài)，按工藝流程按下啟動(dòng)按鈕，對(duì)應(yīng)其電機(jī)啟動(dòng)。在自動(dòng)狀態(tài)，按下啟動(dòng)按鈕，整個(gè)系統(tǒng)就可以自動(dòng)進(jìn)行木板的加工。實(shí)現(xiàn)壓力的控制，使其在設(shè)定值上下波動(dòng)。可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工作過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。硬件的設(shè)計(jì)，包括 PLC 的選型、HMI 觸摸屏的選擇，等的選擇等。程序設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)的工作過程分析和程序設(shè)計(jì)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(jī) 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(jī) I\O 點(diǎn)數(shù)從 1040 點(diǎn)，在小型自動(dòng)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(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置基 于 MCGS 的 貼 面 熱 壓 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)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(kuò)展模塊。模擬量 I\O 擴(kuò)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(diǎn)，可連接7 個(gè)擴(kuò)展模塊，有兩個(gè)模擬電位器，路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 38 路模擬量 I/O 點(diǎn)，1024bytes字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，有兩個(gè) RS485 通信口，單項(xiàng)高速脈沖輸出頻率提高到180K，2 相高速計(jì)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(hào)需要輸入給 PLC，哪些負(fù)載由 PLC 驅(qū)動(dòng)，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(jí)，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(shí)，I\O 點(diǎn)數(shù)一般應(yīng)留有一定的裕量，以備今后系統(tǒng)改進(jìn)或擴(kuò)充時(shí)使用，本設(shè)計(jì)采用EM223CN。 貼面熱壓機(jī)系統(tǒng) HMI 的選擇 mcgsTpc 人機(jī)界面組成人機(jī)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(chǔ)單元等。根據(jù)人機(jī)界面的產(chǎn)品等級(jí)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(jī)界面的畫面組態(tài)軟件制作“工程文件” ，再通過 PC 機(jī)和人機(jī)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(jī)界面中運(yùn)行。具有操作控制、狀態(tài)監(jiān)控、報(bào)表和曲線顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表打印、網(wǎng)絡(luò)通訊、視頻監(jiān)控等眾多工控計(jì)算機(jī)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(jì)選擇觸摸屏型號(hào)的時(shí)候應(yīng)該考慮到觸摸屏的串口數(shù)量，以及屏的尺寸、價(jià)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(jī) 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)9 貼面熱壓機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)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(tái)為：HMI 觸摸屏與 PLC 之間用接口連接線連接。觸摸屏檢測(cè)裝置安裝在顯示器的顯示表面，用于檢測(cè)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(shí)能接收 PLC 發(fā)來的命令并加以執(zhí)行，如動(dòng)態(tài)的顯示開關(guān)量和模擬量等。PLC 在執(zhí)行用戶程序時(shí)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(shí)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(hào)，然后 PLC 做出反應(yīng)，驅(qū)動(dòng)各自控制的內(nèi)部繼電器動(dòng)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(duì)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(jìn)出板一體機(jī)的原位指示?；?于 MCGS 的 貼 面 熱 壓 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)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(shí)現(xiàn)對(duì)于壓機(jī)溫度的控制。送料電機(jī)江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 16 第五章 貼面熱壓機(jī) HMI 組態(tài)設(shè)計(jì) 人機(jī)界面組態(tài)任務(wù)根據(jù)控制系統(tǒng)任務(wù)要求，設(shè)計(jì)如圖 51 與圖 52 上位機(jī)界面。在圖 52 中可以對(duì)溫度以及壓力的進(jìn)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(jì)報(bào)告 18 圖 53 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)圖 組態(tài)控制畫面的設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)的添加：進(jìn)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(dòng)。圖 56 設(shè)備驅(qū)動(dòng)屬性的設(shè)定設(shè)備通道的添加:與 PLC 通訊,實(shí)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(shí)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(dòng)動(dòng)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(tái)的水平/垂直移動(dòng)，在構(gòu)件屬性中勾選水平/垂直移動(dòng)。進(jìn)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(jì)報(bào)告 22 圖 510 水平/垂直移動(dòng)動(dòng)畫構(gòu)件參數(shù)設(shè)定水平/垂直移動(dòng)動(dòng)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(dòng)的速率，可以將把 j 加的值增大?？筛鶕?jù)需要添加多個(gè)用戶和用戶組。以上設(shè)置完成后還需要一個(gè)觸發(fā)條件。密碼的修改，使用函數(shù)!ChangePassword( )，運(yùn)行時(shí)可以彈出密碼修改的對(duì)話框。 例如 1升降機(jī)上升的條件就是上升 1 為 1，到條件滿足后 1升降機(jī)就上升，當(dāng)上升到位后將上升 1 清零，同時(shí)也將平移 1 置 1 觸發(fā)下一個(gè)動(dòng)作水平移動(dòng) 1。對(duì)于這一點(diǎn)，系統(tǒng)中有一個(gè)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(hào)。為了體現(xiàn)出這一點(diǎn)，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(shí)就讓該木板可見，其他時(shí)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(jì)完成后，按照下列步驟進(jìn)行調(diào)試：編譯、下載程序于 PLC 中，若編譯不成功需對(duì)程序作進(jìn)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(yàn)方式及串口方式等?；?于 MCGS 的 貼 面 熱 壓 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)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(jī)的壓強(qiáng)和溫度的設(shè)定；（2）手動(dòng)的控制設(shè)備的運(yùn)行；（3）界面會(huì)適時(shí)更新系統(tǒng)時(shí)間。按下啟動(dòng)按鈕后，首先進(jìn)入手動(dòng)狀態(tài)，回至組態(tài)界面進(jìn)一步操作。按下停止按鈕各電機(jī)與閥順序停止工作，此時(shí)指示燈都順序變?yōu)榛疑Ｖ?謝這份畢業(yè)