工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信及組態(tài)技術(shù)-5-4

組態(tài)王軟件在自動(dòng)生產(chǎn)線中的應(yīng)用知識(shí)目標(biāo)：1.掌握組態(tài)王軟件的具體使用方法；2.掌握組態(tài)王軟件在自動(dòng)生產(chǎn)線的應(yīng)用；能力目標(biāo)：

3.能夠完成組態(tài)王工程的創(chuàng)建；4.能夠利用組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的監(jiān)控界面；學(xué)習(xí)目標(biāo)

自動(dòng)生產(chǎn)線可通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)控制功能，組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)則通過(guò)讀取PLC中的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。本任務(wù)使用組態(tài)王軟件完成以下要求：1.如何與采集、控制設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；2.使來(lái)自設(shè)備的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)圖形畫面上的各元素關(guān)聯(lián)起來(lái)；3.處理數(shù)據(jù)報(bào)警及系統(tǒng)報(bào)警；4.存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢。任務(wù)描述任務(wù)實(shí)施創(chuàng)建新工程新建設(shè)備新建變量畫面開發(fā)與命令語(yǔ)言設(shè)計(jì)組態(tài)調(diào)試生產(chǎn)線調(diào)試一、創(chuàng)建新工程創(chuàng)建新工程雙擊桌面快捷圖標(biāo)“組態(tài)王6.60”，啟動(dòng)組態(tài)王工程管理器，如圖1所示。選擇菜單“文件”下“新建工程”或直接單擊“新建圖標(biāo)”，出現(xiàn)新建工程向?qū)?duì)話框。選擇路徑，輸入名稱

“供生產(chǎn)線監(jiān)控”，該工程名稱同時(shí)將被作為當(dāng)前工程的路徑名稱；單擊【完成】。選擇文件／設(shè)為當(dāng)前工程，可將新建工程設(shè)為當(dāng)前工程，定義的工程信息會(huì)出現(xiàn)在工程管理器的信息表格中圖1工程管理器的界面圖2工程瀏覽器界面

雙擊“生產(chǎn)線監(jiān)控”工程，進(jìn)入組態(tài)王工程瀏覽器，如圖2所示。一、創(chuàng)建新工程圖3PLC設(shè)備選擇對(duì)話框二、新建設(shè)備本任務(wù)使用西門子公司的S7-200PLC，PLC與組態(tài)王的通信協(xié)議采用PPI。具體的設(shè)備配置過(guò)程如下。1）在組態(tài)王“工程瀏覽器”的左側(cè)選中“設(shè)備”，之后在右側(cè)雙擊“新建”圖標(biāo)，運(yùn)行“設(shè)備配置向?qū)А?。接著如圖3所示的設(shè)備選擇對(duì)話框，依次選擇“PLC”、“西門子”、“S7-200系列”、“PPI”，單擊“下一步”。圖4“邏輯名稱”對(duì)話框

2）為外部設(shè)備命名一個(gè)名稱“S7_200”，如圖4所示，單擊“下一步”。圖5選擇計(jì)算機(jī)串口地址

圖6設(shè)置與PLC通信地址3）根據(jù)計(jì)算機(jī)的串口地址選擇連接串口，比如選擇COM1，如圖5所示，單擊“下一步”；繼續(xù)彈出“設(shè)備地址設(shè)置”對(duì)話框，如圖6所示，單擊“下一步”。圖7通信參數(shù)設(shè)置

圖8PLC設(shè)備設(shè)置完成對(duì)話框4）通信故障恢復(fù)參數(shù)設(shè)為“默認(rèn)”即可，單擊“下一步”，如圖7所示。5）單擊“完成”。設(shè)備定義完成后，就可以在工程瀏覽器右側(cè)看到新建的外部設(shè)備“S7200”。如圖8所示。圖9COM1通信口設(shè)置界面6）在工程瀏覽器的目錄顯示區(qū)，用鼠標(biāo)左鍵單擊大綱項(xiàng)設(shè)備下的成員COM1，出現(xiàn)如圖9設(shè)置界面。將波特率設(shè)置為19200，奇偶校驗(yàn)設(shè)置為“偶校驗(yàn)”，數(shù)據(jù)位設(shè)置為“8”，停止位設(shè)為“1”，通信方式設(shè)置為“RS485”，然后按“確定”按鈕，完成對(duì)COM1的通信設(shè)置。圖10設(shè)備測(cè)試對(duì)話框?qū)⑹髽?biāo)移到工作區(qū)“S7200”單擊右鍵，單擊“測(cè)試S7200”，彈出對(duì)話框單擊“設(shè)備測(cè)試”，在“寄存器”中輸入V0，“數(shù)據(jù)類型”選擇BYTE，單擊“添加”按鈕，添加到“采集列表”中，單擊“讀取”按鈕，讀取按鈕顯示“停止”；當(dāng)寄存器名V0的變量值顯示“0”或其他值，說(shuō)明計(jì)算機(jī)與PLC已經(jīng)正常連接，否則會(huì)提示出錯(cuò)信息。測(cè)試是否與計(jì)算機(jī)正常通信如果通信出錯(cuò)，可以進(jìn)入“STEP7Micro-WIN”檢查是否正常上、下載程序，如果可以正常上、下載程序，檢查組態(tài)王的COM1口的參數(shù)是否設(shè)置正確。如果不能正常上、下載程序，則有可能計(jì)算機(jī)的COM口接觸不好或其他原因（如PLC的通信口損壞、通信電纜損壞、COM1口的地址選擇不正確等）。三、新建變量組態(tài)變量首先建立I/O變量，部分如表1與表2中所示。然后建立所需要的內(nèi)存離散變量，將I/O變量中的每一位的意義存儲(chǔ)到內(nèi)存離散變量中。最后定義內(nèi)存整型變量用來(lái)進(jìn)行計(jì)算存儲(chǔ)。定義安裝站的數(shù)據(jù)參考變量表如表3所示。按鈕輸入VB100VB150狀態(tài)、按鈕信息輸出VB101VB151站運(yùn)行信息VB102VB152VB103VB153工件信息VB104VB154工件數(shù)據(jù)信息VW105VW155VW107VW157表1（a）上料檢測(cè)站(主站)安裝搬運(yùn)站PPI主站按鈕輸入VB500←VB500VB550狀態(tài)、按鈕信息輸出VB501→VB501VB551站運(yùn)行信息VB502→VB502VB552VB503→VB503VB553工件信息VB504→VB504VB554工件數(shù)據(jù)信息VW505→VW505VW555VW507→VW507VW557VW509→VW509VW559VW511→VW511VW561組態(tài)顯示VB515→VB515VW565表1（b）安裝站（從站）與主站的信息傳遞主站（主動(dòng)）操作手站大工件數(shù)據(jù)VW225VW215→VW215VW225白色大工件個(gè)數(shù)VW227VW217→VW217VW227黑色大工件個(gè)數(shù)主站（主動(dòng)）安裝站工件組合數(shù)據(jù)VW420VW410→VW410VW420白色大工件白色小工件VW422VW412→VW412VW422白色大工件黑色小工件VW424VW414→VW414VW424黑色大工件白色小工件VW426VW416→VW416VW426黑色大工件黑色小工件表2

工件需求信息變量名寄存器名稱變量類型讀寫屬性檢測(cè)物料有無(wú)內(nèi)存離散擺動(dòng)氣缸左轉(zhuǎn)到位內(nèi)存離散擺動(dòng)氣缸右轉(zhuǎn)到位內(nèi)存離散推料氣缸縮回到位內(nèi)存離散推料氣缸伸出到位內(nèi)存離散手/自切換內(nèi)存離散單/聯(lián)切換內(nèi)存離散上電指示燈內(nèi)存離散吸氣電磁閥內(nèi)存離散擺動(dòng)氣缸左擺電磁閥內(nèi)存離散擺動(dòng)氣缸右擺電磁閥

內(nèi)存離散

表3安裝站變量表開始指示燈

內(nèi)存離散

復(fù)位指示燈

內(nèi)存離散

安裝站擺桿旋轉(zhuǎn)量

內(nèi)存整型

安裝站推桿移動(dòng)量

內(nèi)存整型

安裝站VB400V400I/O整型只讀安裝站VB401V401I/O整型只讀安裝站VB402V402I/O整型只讀安裝站VB403V403I/O整型只讀安裝站VB404V404I/O整型只讀安裝站VW405V405I/O整型只讀安裝站VW407V407I/O整型只讀開始按鈕M20.0I/O離散只寫復(fù)位按鈕M20.1I/O離散只寫特殊按鈕M20.2I/O離散只寫停止按鈕M20.3I/O離散只寫

數(shù)據(jù)庫(kù)是組態(tài)王軟件的核心部分，數(shù)據(jù)變量集合成為“數(shù)據(jù)詞典”。單擊“數(shù)據(jù)詞典”圖標(biāo),出現(xiàn)如圖11界面。右邊工作區(qū)將出現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部自帶的17個(gè)內(nèi)存變量，這些內(nèi)存變量不算點(diǎn)數(shù)，可直接使用。

雙擊工作區(qū)最下面的“新建…”圖標(biāo)，彈出如圖12所示的定義變量對(duì)話框。命名變量名“開始按鈕”，選擇變量類型為“I/O離散”。初始值采用默認(rèn)的“關(guān)”，連接設(shè)備選擇“S7200”，寄存器選擇“M20.0”，數(shù)據(jù)類型選擇“BIT”,采集頻率設(shè)置為100ms,讀寫屬性設(shè)置為“只寫”；使用同樣的方法組態(tài)如表3安裝站參考變量。圖11“數(shù)據(jù)詞典”顯示窗口圖12“定義變量”對(duì)話框四、畫面開發(fā)與命令語(yǔ)言設(shè)計(jì)編輯命令語(yǔ)言畫面開發(fā)

本次畫面開發(fā)的主要有以下幾個(gè)畫面：各站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，生產(chǎn)線聯(lián)網(wǎng)畫面開發(fā)，任務(wù)單畫面開發(fā)，生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)畫面開發(fā)，實(shí)時(shí)報(bào)表與歷史曲線畫面開發(fā)，報(bào)警畫面開發(fā)。以下將詳細(xì)介紹各畫面開發(fā)過(guò)程。（1）各站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)1）打開安裝站畫面，進(jìn)入開發(fā)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)安裝站相關(guān)組態(tài)控件。2）圖形視圖的制作與裝載。在制作動(dòng)畫前，先用制圖軟件分別制作出安裝站的擺桿、推料氣缸的推桿、料倉(cāng)中的工件等部件圖形，分別保存成位圖文件。單擊工具箱點(diǎn)位圖圖標(biāo)，在畫面上拉出圖像塊；完成后鼠標(biāo)移到圖像塊上，單擊鼠標(biāo)右鍵彈出的快捷菜單上選擇“從文件加載”，彈出“圖形文件”對(duì)話框，選擇制作好的位圖文件，此時(shí)畫面顯示出擺桿的圖形。在用顯示調(diào)色板工具對(duì)擺桿圖形的背景進(jìn)行透明化處理，如圖13所示。圖13安裝站組態(tài)畫面3）動(dòng)畫連接。所謂“動(dòng)畫連接”就是建立畫面中的圖素與數(shù)據(jù)庫(kù)變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如設(shè)置擺桿的動(dòng)畫連接如圖14所示，在動(dòng)畫連接中選擇“特殊/隱含”，把擺桿選擇為隱含連接方式。彈出隱含連接對(duì)話框如圖15所示，點(diǎn)擊條件表達(dá)式右邊的“？”圖標(biāo)，選擇變量名“\\本站點(diǎn)\安裝站擺桿旋轉(zhuǎn)量”，在其后面加上條件限制，表達(dá)式為真時(shí)，點(diǎn)選“顯示”。其中每一擺桿的在一定旋轉(zhuǎn)量中顯示或隱藏，是通過(guò)編寫運(yùn)用程序命令語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。單擊“確定”按鈕完成擺桿連接方式的動(dòng)畫連接。圖14擺桿圖素的動(dòng)畫連接圖15擺桿動(dòng)畫“隱含連接”對(duì)話框4）命令語(yǔ)言的編寫。下面給出安裝站部分命令語(yǔ)言。if（\\本站點(diǎn)\擺動(dòng)氣缸右擺電磁閥==1）

\\本站點(diǎn)\安裝站擺桿旋轉(zhuǎn)量=\\本站點(diǎn)\安裝站擺桿旋轉(zhuǎn)量+1；if（\\本站點(diǎn)\擺動(dòng)氣缸左擺電磁閥==1）

\\本站點(diǎn)\安裝站擺桿旋轉(zhuǎn)量=\\本站點(diǎn)\安裝站擺桿旋轉(zhuǎn)量-1；if（\\本站點(diǎn)\推料氣缸電磁閥==1）

\\本站點(diǎn)\安裝站推桿移動(dòng)量=\\本站點(diǎn)\安裝站推桿移動(dòng)量+1；else

\\本站點(diǎn)\安裝站推桿移動(dòng)量=\\本站點(diǎn)\安裝站推桿移動(dòng)量-1；檢測(cè)物料有無(wú)=bit（\\本站點(diǎn)\安裝站V402，1）擺動(dòng)氣缸左轉(zhuǎn)到位=bit（\\本站點(diǎn)\安裝站V402，2）擺動(dòng)氣缸右轉(zhuǎn)到位=bit（\\本站點(diǎn)\安裝站V402，3）推料氣缸縮回到位=bit（\\本站點(diǎn)\安裝站V402，4）推料氣缸伸出到位=bit（\\本站點(diǎn)\安裝站V402，5）手自切換=bit（\\本站點(diǎn)\\安裝站V401，1）單聯(lián)切換=bit（\\本站點(diǎn)\\安裝站V401，2）擺動(dòng)氣缸左擺電磁閥=bit（\\本站點(diǎn)\\安裝站V401，3）擺動(dòng)氣缸右擺電磁閥=bit（\\本站點(diǎn)\\安裝站V401，4）5）其它各站畫面設(shè)計(jì)。對(duì)于上料檢測(cè)站、操作手站、加工檢測(cè)站、安裝搬運(yùn)站、分類存儲(chǔ)站，這里給出設(shè)計(jì)畫面，如圖16。具體設(shè)計(jì)過(guò)程參考安裝站。圖16各站監(jiān)控畫面（2）生產(chǎn)線聯(lián)網(wǎng)畫面開發(fā)使用直線，扇形，橢圓，矩形，折線，多邊形工具開發(fā)各站畫面。各站圖形可存儲(chǔ)為圖庫(kù)精靈。從圖庫(kù)中查找各元件使用到畫面中。使用點(diǎn)位圖工具進(jìn)行粘貼點(diǎn)位圖。使用文本工具輸入文本，使用圖素位置前移后移實(shí)現(xiàn)多圖素的位置顯示。使用對(duì)齊工具將不同位置圖素對(duì)齊。生產(chǎn)線聯(lián)網(wǎng)畫面如圖17所示。圖17生產(chǎn)線聯(lián)網(wǎng)畫面開發(fā)

在本設(shè)計(jì)中使用了模擬值輸入這種方法下達(dá)任務(wù)單，開發(fā)如圖18所示任務(wù)單畫面。任務(wù)單畫面開發(fā)過(guò)程首先要知道需求工件放在PLCV區(qū)的地址然后進(jìn)行動(dòng)畫連接模擬值輸入。如圖19、20所示。（3）任務(wù)單畫面開發(fā)圖18任務(wù)單畫面圖19模擬值輸入動(dòng)畫連接

圖20模擬值輸入連接對(duì)話框（4）生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)畫面的開發(fā)需求總數(shù)與下達(dá)任務(wù)單的制作方式是一樣的只是需要選擇模擬值輸出，完成總數(shù)是讀取最后一站PLC生產(chǎn)的個(gè)數(shù)然后使用模擬值輸出。各站的生產(chǎn)個(gè)數(shù)都存放在PLC的V區(qū)只需要讀取各V區(qū)數(shù)據(jù)然后使用模擬值輸出即可。(參照表1各站與主站通訊表)。生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)畫面如圖21所示。圖21生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)畫面（5）實(shí)時(shí)報(bào)表和歷史曲線畫面開發(fā)實(shí)時(shí)報(bào)表與歷史曲線畫面開發(fā)使用的工具是在畫面上畫出即可然后進(jìn)行各變量與畫面的連接。實(shí)時(shí)報(bào)表顯示各工作站的生產(chǎn)個(gè)數(shù)。實(shí)時(shí)報(bào)表與歷史曲線畫面的開發(fā)畫面如圖22所示。使用報(bào)表工具箱在報(bào)表中寫入數(shù)據(jù)，報(bào)表工具箱如圖23所示。圖23報(bào)表工具箱圖22實(shí)時(shí)報(bào)表與歷史曲線畫面

內(nèi)容包括：一、各站運(yùn)行時(shí)間超時(shí)報(bào)警，以防止在工作過(guò)程中發(fā)生卡住現(xiàn)象。二、上料檢測(cè)站與安裝站工件缺少報(bào)警，這兩個(gè)站是為整個(gè)生產(chǎn)線提供原料的站。三、工件錯(cuò)誤率太高報(bào)警，當(dāng)需要生產(chǎn)的元件總是得不到加工產(chǎn)生報(bào)警，提醒工作人員檢查料倉(cāng)內(nèi)的元件。四、通信錯(cuò)誤失敗報(bào)警，在生產(chǎn)過(guò)程中通信失敗需要進(jìn)行報(bào)警。五、生產(chǎn)線在運(yùn)行過(guò)程中突然由聯(lián)動(dòng)變?yōu)閱蝿?dòng)，容易發(fā)生站之間的撞車。（6）生產(chǎn)線報(bào)警設(shè)置五、組態(tài)調(diào)試

當(dāng)組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)完成，需要對(duì)設(shè)計(jì)好的組態(tài)進(jìn)行調(diào)試。當(dāng)組態(tài)畫面開發(fā)完成后需要運(yùn)行生產(chǎn)線以確定各狀態(tài)運(yùn)行正確。監(jiān)控所開發(fā)的畫面是否完善，是