西門子S7-1500控制器
控制系統核心，成本較低，穩定性很高，程序編寫調試方便，但PLC在人機對話、故障判斷、在線修改等方面有一些不便，需要對編程非常熟悉的專業人員進行操作。并且，要想直觀地了解生產過程和監控信號的動態變化必須選擇一個上位機來配合PLC，才能組成較好的自動控制系統。因此，本系統采用觸摸屏與PLC通信，共同組成生產監控系統。
      在橡塑機械生產制造業，生產現場情況復雜，油污多。普通的工業觸摸屏的穩定性很難保證。而選用進口的觸摸屏，性能較好，但在復雜環境中，
壽命大大減短，其價格昂貴，必然增加生產成本。LEODO人機界面是由32位嵌入式微處理器、WinCE．net操作系統和組態軟件構成的新穎的人機界面產品，適用于工業現場環境，安全可靠，可廣泛應用于生產過程設備的操作和數據顯示，它與傳統的人機界面相比又增添了信息處理和網絡功能。LEODO人機界面，功耗低，溫升小，熱穩定性相對較高，并且不怕遇到斷電情況。
      在工業測控軟件中，組態軟件能充分利用WINOOWs的圖形編輯功能，方便地構成監控畫面，以動畫方式顯示控制設備的狀態，具有報警窗口，實時趨勢曲線等功能。并可運用PC機豐富的軟硬件資源進行二次開發，方便地生成各種報表，為應用程序的開發提供了十分方便的平臺，因此它在工業控制中運用越來越廣泛。
在本系統中，利用ET組態軟件構成監控畫面。通過串行口與PLC進行通信，這樣可實現對各種信號的監測以及現場數據的采集和處理。
2、系統配置
本控制系統由14路開關量和62路模擬量組成，人機界面與西門子200系列PLC通過人機界面上的串口COM1口連接實現通信，PLC與工業現場變頻器通過PLC智能模塊連接實現通信。系統整體配置如圖1所示。

圖1 系統配置簡圖
在ET組態軟件中定義了串口類設備S7200PLC，串口號為COM1。設備定義結束后，定義62個I／0實型變量，分別與設備模擬量輸入寄存器V連接，實現模擬量的采集。定義l4個I／0離散變量，分別與串口設備的輸出寄存器連接，實現開關量的控制。
3、系統特點
本系統具有實時數據采集與監控顯示功能。對于來自現場的三輥(上，中，下輥)主機狀態，主機電流，主機速度，導開，卷取，冷卻，貼合，喂料，擺料狀態和速度等信號，進行實時監控，通過數值或圖形來實時反映生產現場的信號變化隋況，并通過相應處理可存儲于數據庫，利用網絡開發送到其它站點。本系統具有數據運算、保存及打印等功能�？蓪⒔Y果按照制定的格式保存到ET組態軟件的內部數據庫中，也可以將數據傳送到外部通用數據庫中。用戶可利用歷史曲線形式查詢數據，并打印查詢結果。
本系統可通過加密、設定用戶權限等形式對一些操作進行限制，只要用戶定義了記錄報警和事件文件，系統將自動記錄操作員的操作過程。
另外，在線修改工程流程時也非常容易。
LEODO嵌入式人機界面內置WINOOWs CE．net操作系統，它是一種緊湊，高效，可伸縮的操作系統，主要面向各種嵌入式系統和產品。WINOOWs CE．net繼承傳統WINOOWs系統的風格，具有多線程，多任務，完全搶占式的特點，專為嚴格資源限制的硬件系統所設計。其內嵌的ET1．0版嵌入式組態軟件可讀取PLC監測到的設備運行狀態、模擬量采樣數據等信息，根據這些實時數據，在屏幕上動態顯示整個系統的運行隋況、包括速度，浮輥位置，電流等。一旦發現故障報警信息，系統即顯示明顯報警畫面，并向PLC發出相應動作指令，保存并記}乙故障發生的時間、原因等原始數據。
4、ET軟件的設計
ET嵌入版1．0中用“工程”來表示組態軟件組態生成的應用系統。創建一個新工程就是創建一個新的用戶應用系統。建立工程的一般步驟為：構造數據庫(定義變量)，定義設備，設計圖形界面，建立動畫連接，運行和調試。但是，在進行設計的時候，它們不是獨立的，而是交替進行的，需要綜合考慮。
首先，創建一個新工程，定義路徑和名稱，在設備選項中選定一個COM 口，進行PLC連接。ET提供的設備連接向導對話框列出了工業生產常用的一些硬件設備(如PLC、板卡、智能儀表、變頻器等)，并且已經根據這些常用設備各自的通信協議制作了相應的通信協議，使應用人員從繁瑣的底層驅動程序中解脫出來。選擇了西門子公司$7200系列PLC后，選擇通信方式，并給定設備名稱和地址，還要設置采樣時間和通信參數。
然后，進行動畫畫面的設計和變量的定義。雙擊數據詞典，定義和編寫系統所有變量。變量可以設為只讀、只寫和讀寫模式。對于既要采集PLC狀態，又要實現對PLC的遠程控制的變量設置為讀寫模式，而不需要向PLC發送命令的變量設置為只讀，這樣可以節省PLC掃描時間，加快系統進程，提高PLC效率。繪制圖形畫面時，雙擊畫面選項，在彈出的繪圖環境下繪制與橡塑三輥壓延生產線相對應的監控畫面。系統監控的設備較多，為更清楚明了地顯示不同設備的各個參數，需要繪制多副畫面，既方便顯示，又方便現場操作員進行控制。主畫面里利用ShowPicture(“畫面名”)函數實現對其他畫面的調用。繪制完流程畫面后，將系統與要監控的參數和畫面中的變量一一對應起來。這樣HMI組態基本完成。
5、畫面功能介紹西門子6ES7517-3AP00-0AB0模塊
在ET組態軟件中編制系統的組態界面。根據本系統的特點及實際使用情況，界面設計由系統生產線流程、配方、浮輥指示、主機狀態、主機電流、主機速度、急停指示、卷取、導開、貼合、冷卻、喂料、擺料及登陸標題欄等13個畫面組成。
5.1 生產線流程圖
      從流程圖上可觀察生產過程，主要運行參數及輸出控制參數。(圖略)
      在系統開始運行后，ET組態軟件讀取PLC監測到的三輥壓延生產線的運行狀態、控制各電機變頻器的信息，根據這些實時數據，在屏幕上動態顯示整個三輥生產線的運行情況、包括整個系統的浮輥位置、模擬量示值、實時趨勢曲線等，系統以數值及曲線兩種方式反映數據的變化，LEODO人機界面內置硬盤，使得觸摸屏在畫面顯示的同時還可以保存歷史數據，方便了現場應用，并可以定時、實時打印數據或者整個畫面。
      生產線流程圖下面的三個按鈕下隱藏了三個按鈕，都是停止按鈕，只有當控制電機啟動后才有效。啟動、停止按鈕通過命令語言函數BitSet()實現交替出現。
5.2 主機電流，速度和狀態圖
      由三個畫面共同描述，畫面中的實時趨勢曲線中的坐標并不表示實際值，而是將實際值放大或縮小的比例值，曲線只是描繪了參數的變化趨勢，生動地體現主機可能存在的擾動和實際值對設定值的跟隨隋況。

圖2 主機電流界面
5.3 配方畫面
在監控組態軟件中，配方就是一個二維參數表，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可能。可以通過名稱訪問已經定義好的配方，也可以在線修改，定制新配方，保存下載。對同一個生產過程可以通過改變其配方來生產不同批號的產品。配方變量一般設置為內存變量，保存在觸摸屏系統硬件里。
5.4 急停指示
當有報警發生時，會自動彈出報警系統對話框，我們只有觸摸復位按鈕才能結束報警，以便繼續工作。

圖3 急停指示畫面
5.5 卷取畫面
      卷取、導開，貼合，冷卻，接取、擺料、喂料等畫面設置相同。它們都是由卷徑，電流和實際速度實時趨勢曲線和離散數值描述的。
      每幅畫面都有設置用戶登陸權限的標題欄，畫面隨時顯示登陸用戶名及用戶登陸權限， 加強系統的安全性。
6、系統調試及運行情況
      連接PC機和HMI，在PC機上運行ET，打開工程瀏覽器菜單“工具”下拉菜單“遠程安裝與調試”將組態工程下載到HMI，特別注意下載路徑。用通信線PPI連接HMI和PLC，實現PLC與HMI通信。根據不同的設備逐一反復調整系統參數的配置使之達到優秀工作狀態，因為不同的設備對采集速率有不同的要求。重要的控制功能由穩定可靠的PLC去完成，當操作臺發生故障時，不會影響控制，進而不會影響生產。制作HMI畫面時，一定要符合用戶的操作需求和習慣。
      一年來的實際應用結果表明，采用LEODO人機界面，簡化了控制系統結構，增加了許多功能，通過了用戶苛刻的檢驗。ET組態軟件能方便的實現復雜友好圖形界面的編制，其本身與I／O設備通訊程序構成一個完整的系統，不需工程人員自行編制設備的通訊程序，這種方式既保證了運行系統的高效率，也方便了工程應用，是一種簡便高效的工程應用系統。本監控系統大大提高。