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一、行業(yè)背景

用PLC做控制系統(tǒng)核心，成本較低，穩(wěn)定性很高，程序編寫調(diào)試方便，但PLC在人機(jī)對(duì)話、故障判斷、在線修改等方面有一些不便，需要對(duì)編程非常熟悉的專業(yè)人員進(jìn)行操作。并且，要想直觀地了解生產(chǎn)過程和監(jiān)控信號(hào)的動(dòng)態(tài)變化必須選擇一個(gè)上位機(jī)來配合PLC，才能組成較好的自動(dòng)控制系統(tǒng)。因此，本系統(tǒng)采用觸摸屏與PLC通信，共同組成生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

在橡塑機(jī)械生產(chǎn)制造業(yè)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，油污多，普通的工業(yè)觸摸屏的穩(wěn)定性很難保證。LEODO人機(jī)界面是由32位嵌入式微處理器、WinCE.net操作系統(tǒng)和組態(tài)軟件構(gòu)成的新穎的人機(jī)界面產(chǎn)品，適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，安全可靠，可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過程設(shè)備的操作和數(shù)據(jù)顯示，它與傳統(tǒng)的人機(jī)界面相比又增添了信息處理和網(wǎng)絡(luò)功能。LEODO人機(jī)界面，功耗低，溫升小，熱穩(wěn)定性相對(duì)較高，并且不怕遇到斷電情況。

在工業(yè)測(cè)控軟件中，組態(tài)軟件能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，以動(dòng)畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口，實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等功能。并可運(yùn)用PC機(jī)豐富的軟硬件資源進(jìn)行二次開發(fā)，方便地生成各種報(bào)表，為應(yīng)用程序的開發(fā)提供了十分方便的平臺(tái)，因此它在工業(yè)控制中運(yùn)用越來越廣泛。

在本系統(tǒng)中，利用ET組態(tài)軟件構(gòu)成監(jiān)控畫面。通過串行口與PLC進(jìn)行通信，這樣可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種信號(hào)的監(jiān)測(cè)以及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和處理。

二、系統(tǒng)配置

本控制系統(tǒng)由48路開關(guān)量和8路模擬量組成，人機(jī)界面與西門子200系列PLC通過人機(jī)界面上的串口COM1連接實(shí)現(xiàn)通信，PLC與變頻器進(jìn)行通信。系統(tǒng)整體配置如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)配置圖
在ET組態(tài)軟件中定義了串口類設(shè)備S7200PLC，串口號(hào)為COM1。設(shè)備定義結(jié)束后，定義62個(gè)I/O實(shí)型變量，分別與PLC寄存器V連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和控制。

三、系統(tǒng)特點(diǎn)

本系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控顯示功能。對(duì)于來自現(xiàn)場(chǎng)的三輥(上，中，下輥)主機(jī)狀態(tài)，主機(jī)電流，主機(jī)速度，導(dǎo)開，卷取，冷卻，貼合，喂料，擺料狀態(tài)和速度等信號(hào)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過數(shù)值或圖形來實(shí)時(shí)反映生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)變化情況。系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)運(yùn)算、保存及打印等功能。可將結(jié)果按照制定的格式保存到ET組態(tài)軟件的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中，也可以將數(shù)據(jù)傳送到外部通用數(shù)據(jù)庫中，用戶可利用歷史曲線形式查詢數(shù)據(jù)，并打印查詢結(jié)果。

系統(tǒng)可通過加密、設(shè)定用戶權(quán)限等形式對(duì)一些操作進(jìn)行限制，只要用戶定義了記錄報(bào)警和事件文件，系統(tǒng)將自動(dòng)記錄操作員的操作過程。

LEODO人機(jī)界面內(nèi)置Windows CE.net 操作系統(tǒng)，它是一種緊湊，高效，可伸縮的操作系統(tǒng)，主要面向各種嵌入式系統(tǒng)和產(chǎn)品。Windows CE.net 繼承傳統(tǒng)Windows 系統(tǒng)的風(fēng)格，具有多線程，多任務(wù)，完全搶占式的特點(diǎn)。專為嚴(yán)格資源限制的硬件系統(tǒng)所設(shè)計(jì)。其內(nèi)嵌的ET組態(tài)軟件可讀取PLC監(jiān)測(cè)到的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、模擬量采樣數(shù)據(jù)等信息，根據(jù)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在屏幕上動(dòng)態(tài)顯示整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況、包括速度，浮輥位置，電流等。一旦有故障發(fā)生，系統(tǒng)就會(huì)顯示報(bào)警畫面，并向PLC發(fā)出相應(yīng)動(dòng)作指令，保存并記憶故障發(fā)生的時(shí)間、原因等原始數(shù)據(jù)。

四、畫面功能介紹

在ET組態(tài)軟件中編制系統(tǒng)的組態(tài)界面。根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)及實(shí)際使用情況，界面設(shè)計(jì)由系統(tǒng)生產(chǎn)線流程、配方、浮輥指示、主機(jī)狀態(tài)、主機(jī)電流、主機(jī)速度、急停指示、卷取、導(dǎo)開、貼合、冷卻、喂料、擺料及登陸標(biāo)題欄等13個(gè)畫面組成。

1. 生產(chǎn)線流程圖

從流程圖上可觀察生產(chǎn)過程，主要運(yùn)行參數(shù)及輸出控制參數(shù)。如圖2所示。

圖2 生產(chǎn)線流程圖
在主畫面上，完成了對(duì)其他分畫面的調(diào)用，即可以具體查看生產(chǎn)線各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況。

在系統(tǒng)開始運(yùn)行后，ET組態(tài)軟件讀取PLC監(jiān)測(cè)到的三輥壓延生產(chǎn)線的運(yùn)行狀態(tài)、控制電機(jī)各變頻器等的信息，根據(jù)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在屏幕上動(dòng)態(tài)顯示整個(gè)三輥生產(chǎn)線的運(yùn)行情況、包括整個(gè)系統(tǒng)的浮輥位置、模擬量示值、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等，系統(tǒng)以數(shù)值及曲線兩種方式反映數(shù)據(jù)的變化，LEODO人機(jī)界面內(nèi)置硬盤，使得觸摸屏在畫面顯示的同時(shí)還可以保存歷史數(shù)據(jù)，方便了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，并可以定時(shí)、實(shí)時(shí)打印數(shù)據(jù)或者整個(gè)畫面。

2. 主機(jī)電流，速度和狀態(tài)圖
主機(jī)的狀態(tài)由三個(gè)畫面共同描述。


3. 配方畫面

在監(jiān)控組態(tài)軟件中，配方就是一個(gè)二維參數(shù)表，行表示變量的一組取值，列表示一組配方，即各變量的一種取值組有.可以通過名稱訪問已經(jīng)定義好的配方，也可以在線修改，定制新配方，保存下載.對(duì)同一個(gè)生產(chǎn)過程可以通過改變其配方來生產(chǎn)不同批號(hào)的產(chǎn)品。

圖4 配方界面

4. 急停指示

急停和報(bào)警畫面，見下圖。

圖5 急停指示畫面

當(dāng)有報(bào)警發(fā)生時(shí)，會(huì)自動(dòng)彈出報(bào)警系統(tǒng)對(duì)話框。

5. 卷取畫面

卷取、導(dǎo)開，貼合，冷卻，接取、擺料、喂料等畫面設(shè)置相同。它們都是由卷徑，電流和實(shí)際速度實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線和離散數(shù)值描述的。

圖6 卷取畫面

每幅畫面都有設(shè)置用戶登陸權(quán)限的標(biāo)題欄，畫面隨時(shí)顯示登陸用戶名及用戶登陸權(quán)限， 加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性?！?

五、系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行情況

根據(jù)不同的設(shè)備可反復(fù)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)的配置使之達(dá)到最佳工作狀態(tài)，因?yàn)椴煌脑O(shè)備對(duì)采集速率有不同的要求。重要的控制功能由穩(wěn)定可靠的PLC 去完成，當(dāng)操作臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)影響控制，進(jìn)而不會(huì)影響生產(chǎn)。制作HMI畫面時(shí)，一定要符合用戶的操作需求和習(xí)慣。

一年來的實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，采用LEODO人機(jī)界面，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加了許多功能，通過了用戶苛刻的檢驗(yàn)。ET組態(tài)軟件能方便的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜友好圖形界面的編制，其本身與I/O設(shè)備通訊程序構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，不需工程人員自行編制設(shè)備的通訊程序，這種方式既保證了運(yùn)行系統(tǒng)的高效率，也方便了工程應(yīng)用，是一種簡(jiǎn)便高效的工程應(yīng)用系統(tǒng)。本監(jiān)控系統(tǒng)大大提高了控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控性，有效的降低了生產(chǎn)成本，達(dá)到了預(yù)期的控制效果，為設(shè)備的安全、穩(wěn)定和長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)揮了很大的作用。

來源：佳工機(jī)電網(wǎng)