工业网络通信及组态技术-5-4

组态王软件在自动生产线中的应用知识目标：1.掌握组态王软件的具体使用方法；2.掌握组态王软件在自动生产线的应用；能力目标：

3.能够完成组态王工程的创建；4.能够利用组态王软件设计系统的监控界面；学习目标

自动生产线可通过PLC实现控制功能，组态监控系统则通过读取PLC中的数据实现对下位机的实时监控。本任务使用组态王软件完成以下要求：1.如何与采集、控制设备间进行数据交换；2.使来自设备的数据与计算机图形画面上的各元素关联起来；3.处理数据报警及系统报警；4.存储历史数据并支持历史数据的查询。任务描述任务实施创建新工程新建设备新建变量画面开发与命令语言设计组态调试生产线调试一、创建新工程创建新工程双击桌面快捷图标“组态王6.60”，启动组态王工程管理器，如图1所示。选择菜单“文件”下“新建工程”或直接单击“新建图标”，出现新建工程向导对话框。选择路径，输入名称

“供生产线监控”，该工程名称同时将被作为当前工程的路径名称；单击【完成】。选择文件／设为当前工程，可将新建工程设为当前工程，定义的工程信息会出现在工程管理器的信息表格中图1工程管理器的界面图2工程浏览器界面

双击“生产线监控”工程，进入组态王工程浏览器，如图2所示。一、创建新工程图3PLC设备选择对话框二、新建设备本任务使用西门子公司的S7-200PLC，PLC与组态王的通信协议采用PPI。具体的设备配置过程如下。1）在组态王“工程浏览器”的左侧选中“设备”，之后在右侧双击“新建”图标，运行“设备配置向导”。接着如图3所示的设备选择对话框，依次选择“PLC”、“西门子”、“S7-200系列”、“PPI”，单击“下一步”。图4“逻辑名称”对话框

2）为外部设备命名一个名称“S7_200”，如图4所示，单击“下一步”。图5选择计算机串口地址

图6设置与PLC通信地址3）根据计算机的串口地址选择连接串口，比如选择COM1，如图5所示，单击“下一步”；继续弹出“设备地址设置”对话框，如图6所示，单击“下一步”。图7通信参数设置

图8PLC设备设置完成对话框4）通信故障恢复参数设为“默认”即可，单击“下一步”，如图7所示。5）单击“完成”。设备定义完成后，就可以在工程浏览器右侧看到新建的外部设备“S7200”。如图8所示。图9COM1通信口设置界面6）在工程浏览器的目录显示区，用鼠标左键单击大纲项设备下的成员COM1，出现如图9设置界面。将波特率设置为19200，奇偶校验设置为“偶校验”，数据位设置为“8”，停止位设为“1”，通信方式设置为“RS485”，然后按“确定”按钮，完成对COM1的通信设置。图10设备测试对话框将鼠标移到工作区“S7200”单击右键，单击“测试S7200”，弹出对话框单击“设备测试”，在“寄存器”中输入V0，“数据类型”选择BYTE，单击“添加”按钮，添加到“采集列表”中，单击“读取”按钮，读取按钮显示“停止”；当寄存器名V0的变量值显示“0”或其他值，说明计算机与PLC已经正常连接，否则会提示出错信息。测试是否与计算机正常通信如果通信出错，可以进入“STEP7Micro-WIN”检查是否正常上、下载程序，如果可以正常上、下载程序，检查组态王的COM1口的参数是否设置正确。如果不能正常上、下载程序，则有可能计算机的COM口接触不好或其他原因（如PLC的通信口损坏、通信电缆损坏、COM1口的地址选择不正确等）。三、新建变量组态变量首先建立I/O变量，部分如表1与表2中所示。然后建立所需要的内存离散变量，将I/O变量中的每一位的意义存储到内存离散变量中。最后定义内存整型变量用来进行计算存储。定义安装站的数据参考变量表如表3所示。按钮输入VB100VB150状态、按钮信息输出VB101VB151站运行信息VB102VB152VB103VB153工件信息VB104VB154工件数据信息VW105VW155VW107VW157表1（a）上料检测站(主站)安装搬运站PPI主站按钮输入VB500←VB500VB550状态、按钮信息输出VB501→VB501VB551站运行信息VB502→VB502VB552VB503→VB503VB553工件信息VB504→VB504VB554工件数据信息VW505→VW505VW555VW507→VW507VW557VW509→VW509VW559VW511→VW511VW561组态显示VB515→VB515VW565表1（b）安装站（从站）与主站的信息传递主站（主动）操作手站大工件数据VW225VW215→VW215VW225白色大工件个数VW227VW217→VW217VW227黑色大工件个数主站（主动）安装站工件组合数据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

工件需求信息变量名寄存器名称变量类型读写属性检测物料有无内存离散摆动气缸左转到位内存离散摆动气缸右转到位内存离散推料气缸缩回到位内存离散推料气缸伸出到位内存离散手/自切换内存离散单/联切换内存离散上电指示灯内存离散吸气电磁阀内存离散摆动气缸左摆电磁阀内存离散摆动气缸右摆电磁阀

内存离散

表3安装站变量表开始指示灯

内存离散

复位指示灯

内存离散

安装站摆杆旋转量

内存整型

安装站推杆移动量

内存整型

安装站VB400V400I/O整型只读安装站VB401V401I/O整型只读安装站VB402V402I/O整型只读安装站VB403V403I/O整型只读安装站VB404V404I/O整型只读安装站VW405V405I/O整型只读安装站VW407V407I/O整型只读开始按钮M20.0I/O离散只写复位按钮M20.1I/O离散只写特殊按钮M20.2I/O离散只写停止按钮M20.3I/O离散只写

数据库是组态王软件的核心部分，数据变量集合成为“数据词典”。单击“数据词典”图标,出现如图11界面。右边工作区将出现系统内部自带的17个内存变量，这些内存变量不算点数，可直接使用。

双击工作区最下面的“新建…”图标，弹出如图12所示的定义变量对话框。命名变量名“开始按钮”，选择变量类型为“I/O离散”。初始值采用默认的“关”，连接设备选择“S7200”，寄存器选择“M20.0”，数据类型选择“BIT”,采集频率设置为100ms,读写属性设置为“只写”；使用同样的方法组态如表3安装站参考变量。图11“数据词典”显示窗口图12“定义变量”对话框四、画面开发与命令语言设计编辑命令语言画面开发

本次画面开发的主要有以下几个画面：各站监控系统设计，生产线联网画面开发，任务单画面开发，生产统计画面开发，实时报表与历史曲线画面开发，报警画面开发。以下将详细介绍各画面开发过程。（1）各站监控系统设计1）打开安装站画面，进入开发系统，设计安装站相关组态控件。2）图形视图的制作与装载。在制作动画前，先用制图软件分别制作出安装站的摆杆、推料气缸的推杆、料仓中的工件等部件图形，分别保存成位图文件。单击工具箱点位图图标，在画面上拉出图像块；完成后鼠标移到图像块上，单击鼠标右键弹出的快捷菜单上选择“从文件加载”，弹出“图形文件”对话框，选择制作好的位图文件，此时画面显示出摆杆的图形。在用显示调色板工具对摆杆图形的背景进行透明化处理，如图13所示。图13安装站组态画面3）动画连接。所谓“动画连接”就是建立画面中的图素与数据库变量的对应关系。例如设置摆杆的动画连接如图14所示，在动画连接中选择“特殊/隐含”，把摆杆选择为隐含连接方式。弹出隐含连接对话框如图15所示，点击条件表达式右边的“？”图标，选择变量名“\\本站点\安装站摆杆旋转量”，在其后面加上条件限制，表达式为真时，点选“显示”。其中每一摆杆的在一定旋转量中显示或隐藏，是通过编写运用程序命令语言来实现。单击“确定”按钮完成摆杆连接方式的动画连接。图14摆杆图素的动画连接图15摆杆动画“隐含连接”对话框4）命令语言的编写。下面给出安装站部分命令语言。if（\\本站点\摆动气缸右摆电磁阀==1）

\\本站点\安装站摆杆旋转量=\\本站点\安装站摆杆旋转量+1；if（\\本站点\摆动气缸左摆电磁阀==1）

\\本站点\安装站摆杆旋转量=\\本站点\安装站摆杆旋转量-1；if（\\本站点\推料气缸电磁阀==1）

\\本站点\安装站推杆移动量=\\本站点\安装站推杆移动量+1；else

\\本站点\安装站推杆移动量=\\本站点\安装站推杆移动量-1；检测物料有无=bit（\\本站点\安装站V402，1）摆动气缸左转到位=bit（\\本站点\安装站V402，2）摆动气缸右转到位=bit（\\本站点\安装站V402，3）推料气缸缩回到位=bit（\\本站点\安装站V402，4）推料气缸伸出到位=bit（\\本站点\安装站V402，5）手自切换=bit（\\本站点\\安装站V401，1）单联切换=bit（\\本站点\\安装站V401，2）摆动气缸左摆电磁阀=bit（\\本站点\\安装站V401，3）摆动气缸右摆电磁阀=bit（\\本站点\\安装站V401，4）5）其它各站画面设计。对于上料检测站、操作手站、加工检测站、安装搬运站、分类存储站，这里给出设计画面，如图16。具体设计过程参考安装站。图16各站监控画面（2）生产线联网画面开发使用直线，扇形，椭圆，矩形，折线，多边形工具开发各站画面。各站图形可存储为图库精灵。从图库中查找各元件使用到画面中。使用点位图工具进行粘贴点位图。使用文本工具输入文本，使用图素位置前移后移实现多图素的位置显示。使用对齐工具将不同位置图素对齐。生产线联网画面如图17所示。图17生产线联网画面开发

在本设计中使用了模拟值输入这种方法下达任务单，开发如图18所示任务单画面。任务单画面开发过程首先要知道需求工件放在PLCV区的地址然后进行动画连接模拟值输入。如图19、20所示。（3）任务单画面开发图18任务单画面图19模拟值输入动画连接

图20模拟值输入连接对话框（4）生产统计画面的开发需求总数与下达任务单的制作方式是一样的只是需要选择模拟值输出，完成总数是读取最后一站PLC生产的个数然后使用模拟值输出。各站的生产个数都存放在PLC的V区只需要读取各V区数据然后使用模拟值输出即可。(参照表1各站与主站通讯表)。生产统计画面如图21所示。图21生产统计画面（5）实时报表和历史曲线画面开发实时报表与历史曲线画面开发使用的工具是在画面上画出即可然后进行各变量与画面的连接。实时报表显示各工作站的生产个数。实时报表与历史曲线画面的开发画面如图22所示。使用报表工具箱在报表中写入数据，报表工具箱如图23所示。图23报表工具箱图22实时报表与历史曲线画面

内容包括：一、各站运行时间超时报警，以防止在工作过程中发生卡住现象。二、上料检测站与安装站工件缺少报警，这两个站是为整个生产线提供原料的站。三、工件错误率太高报警，当需要生产的元件总是得不到加工产生报警，提醒工作人员检查料仓内的元件。四、通信错误失败报警，在生产过程中通信失败需要进行报警。五、生产线在运行过程中突然由联动变为单动，容易发生站之间的撞车。（6）生产线报警设置五、组态调试

当组态监控设计完成，需要对设计好的组态进行调试。当组态画面开发完成后需要运行生产线以确定各状态运行正确。监控所开发的画面是否完善，是