西門子人機界面觸摸屏組態(tài)與應(yīng)用技術(shù)課件第7章

1、第7章 配方管理系統(tǒng)7.1 配方的組態(tài)與數(shù)據(jù)傳送7.1.1 配方概述 1配方的概念 配方是與某種生產(chǎn)工藝過程或設(shè)備有關(guān)的所有參數(shù)的集合。果汁廠生產(chǎn)不同口味的果汁，每一種口味的產(chǎn)品分為果汁飲料、濃縮果汁和純果汁。它們的配料相同，只是混合比例不同。此外還需要設(shè)置混合的溫度。第7章 配方管理系統(tǒng)7.1 配方的組態(tài)與數(shù)據(jù)傳送 在改變產(chǎn)品的品種時，在如果需要改變大量參數(shù)，可以使用配方，通過簡單的操作，便能集中地和同步地將更換品種時所需的全部參數(shù)以數(shù)據(jù)記錄的形式，從HMI設(shè)備傳送到PLC，也可以進行反向的傳送。 每種果汁對應(yīng)于一個配方。配方中的每個參數(shù)稱為配方的一個條目，這些參數(shù)組成的一組數(shù)據(jù)，稱為配方的

2、一條數(shù)據(jù)記錄，每種產(chǎn)品的參數(shù)對應(yīng)于一條數(shù)據(jù)記錄。表7-1中每一行的5個參數(shù)組成了配方的一條數(shù)據(jù)記錄，3種橙汁產(chǎn)品對應(yīng)的3條數(shù)據(jù)記錄組成了橙汁的配方。 果汁廠需要對每種口味組態(tài)一個配方。 配方具有固定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，配方的結(jié)構(gòu)在組態(tài)時定義。 一個配方包含多個配方數(shù)據(jù)記錄，這些數(shù)據(jù)記錄的結(jié)構(gòu)相同，僅僅數(shù)值不同。 配方存儲在HMI設(shè)備或外部的存儲介質(zhì)上。在HMI設(shè)備和PLC之間，配方數(shù)據(jù)記錄作為整體進行傳送。 可以在Excel中輸入配方的參數(shù)，然后通過*.csv文件導(dǎo)入HMI設(shè)備。 2配方的顯示 在HMI的畫面中組態(tài)一個配方視圖或配方畫面，來顯示和編輯配方。配方視圖適用于簡單的配方，以表格形式顯示和編輯

3、HMI設(shè)備內(nèi)部存儲器中的配方數(shù)據(jù)記錄。 在改變產(chǎn)品的品種時，在如果需要改變大量參數(shù)，可以使用 配方畫面是一個單獨的畫面，適用于大型配方，可以將配方數(shù)據(jù)分解成若干個畫面。 3配方的存儲方式 1）存儲在HMI設(shè)備的配方存儲器中。 2）存儲在外部存儲介質(zhì)中，例如存儲卡。 3）配方數(shù)據(jù)最終要傳送到PLC，PLC中同時只保存一條配方數(shù)據(jù)記錄。7.1.2 配方組態(tài) 1生成配方 打開項目“配方視圖”，HMI_1為KTP400 Comfort。PLC默認的變量表中生成了與配方元素有關(guān)的5個變量。打開“配方”編輯器，配方的名稱為“橙汁”，編號為1。“元素”選項卡有5個配方元素。 2設(shè)置配方的屬性 單擊選中配方后

4、，可以用下面的巡視窗口組態(tài)配方的屬性，也可以直接在配方表格中組態(tài)。HMI設(shè)備一般將配方數(shù)據(jù)記錄保存在內(nèi)部的閃存中，因此采用默認的“路徑”Flash。如果物理存儲位置為U盤（USB端口）或SD存儲卡，“路徑”應(yīng)選Storage Card USB或Storage Card SD。 配方畫面是一個單獨的畫面，適用于大型配方，可以將配方 單擊選中配方，再選中巡視窗口的“工具提示”，可以輸入HMI運行時的操作員注意事項。運行時操作員可以用配方視圖中的“工具提示”按鈕查看注意事項。 3生成配方的數(shù)據(jù)記錄 配方數(shù)據(jù)記錄是一組在配方中定義的變量的值，組態(tài)時在配方編輯器的“數(shù)據(jù)記錄”選項卡中生成和編輯數(shù)據(jù)記錄。

5、輸入數(shù)據(jù)記錄的名稱后，逐一輸入各配方元素的數(shù)值。7.1.3 配方的數(shù)據(jù)傳送 1配方數(shù)據(jù)記錄的傳送 HMI設(shè)備將配方數(shù)據(jù)記錄存儲在存儲介質(zhì)中，可以通過HMI設(shè)備的顯示屏在配方視圖或配方畫面中編輯配方數(shù)據(jù)記錄。 （1）加載并保存配方數(shù)據(jù) 配方視圖和HMI設(shè)備的配方存儲器之間可以直接交換數(shù)據(jù)，即配方視圖從配方存儲器中加載配方數(shù)據(jù)記錄，或者將其保存在配方存儲器中。 配方畫面和配方存儲器之間通過配方變量交換數(shù)據(jù)。 單擊選中配方，再選中巡視窗口的“工具提示”，可以輸入（2）在HMI設(shè)備和PLC之間傳送配方值 如果在配方組態(tài)時未勾選“變量離線”復(fù)選框， “離線”開關(guān)的常閉觸點閉合，在PLC和配方變量之間立即

6、傳送單個修改過的值。 配方數(shù)據(jù)記錄也可以直接在HMI設(shè)備和PLC之間傳送。（2）在HMI設(shè)備和PLC之間傳送配方值 （3）導(dǎo)入或?qū)С雠浞綌?shù)據(jù)記錄 可以從HMI設(shè)備的配方存儲器中導(dǎo)出配方數(shù)據(jù)記錄，并將它保存在外部存儲介質(zhì)。也可以將這些記錄從存儲介質(zhì)重新導(dǎo)入到配方存儲器中。 2配方數(shù)據(jù)傳送的控制 在HMI設(shè)備運行時對配方進行操作，可能會覆蓋PLC中的配方數(shù)據(jù)。下面的措施可以防止出現(xiàn)這種情況。 選中配方編輯器中的配方“橙汁”，再選中巡視窗口的“同步”，參數(shù)“同步配方變量”對應(yīng)于 “同步”開關(guān)的常開觸點，參數(shù)“變量離線”對應(yīng)于 “離線”開關(guān)的常閉觸點。 （3）導(dǎo)入或?qū)С雠浞綌?shù)據(jù)記錄 1）未勾選“同步配

7、方變量”復(fù)選框時， “同步”開關(guān)觸點斷開。在配方視圖中進行的修改不會寫入對應(yīng)的配方變量和PLC。這時未選中“變量離線”，“離線”開關(guān)的常閉觸點閉合，PLC與配方變量之間能交換數(shù)據(jù)。單擊配方視圖中的“寫入PLC”按鈕，配方變量和PLC中的配方數(shù)據(jù)會同時被更新。 2）勾選“同步配方變量”復(fù)選框時，配方視圖與配方變量是連通的，在配方視圖中的改動會立刻對配方變量更新。如果同時勾選“變量離線”復(fù)選框，“離線”開關(guān)的常閉觸點使PLC與配方變量的連接斷開，輸入的數(shù)值只保存在配方變量中，不會傳送到PLC。此時可以確保將配方視圖輸入的數(shù)據(jù)寫入配方變量，而不是直接傳送到PLC。 3）選中“同步配方變量”，但是未選

8、“變量離線”，“同步”開關(guān)和“離線”開關(guān)的觸點均閉合，配方視圖與配方變量和PLC都是連通的，配方視圖輸入的數(shù)據(jù)被直接傳送到配方變量和PLC，立即影響制造過程。如果PLC中的配方值發(fā)生變化，在配方畫面中將立即顯示更改后的值。 1）未勾選“同步配方變量”復(fù)選框時， “同步”開關(guān)觸 3協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸 在PLC和HMI設(shè)備之間傳送配方數(shù)據(jù)記錄的協(xié)調(diào)傳輸，用于防止數(shù)據(jù)在任一個方向被意外覆蓋。實現(xiàn)協(xié)調(diào)傳輸?shù)牟僮魅缦拢?1）選中配方編輯器中的配方，再選中巡視窗口的“同步”，激活復(fù)選框“協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)傳輸”，使配方視圖中的值與PLC中的配方變量值同步。 2）打開“連接”編輯器，選中HMI設(shè)備與PLC的連接“HMI_

9、連接_1”。勾選“區(qū)域指針”選項卡的復(fù)選框“數(shù)據(jù)記錄”，它是HMI設(shè)備與PLC的共享數(shù)據(jù)區(qū)。設(shè)置其地址為MW20，數(shù)據(jù)長度為5個字，第1、第2個字分別是當前配方號和當前數(shù)據(jù)記錄號，第4個字MW26是傳送狀態(tài)字，為0時允許傳送，為4時傳送完成，沒有錯誤； 在配方數(shù)據(jù)記錄的傳送中，PLC是“主動方”，PLC判斷“數(shù)據(jù)記錄”區(qū)域指針中的配方編號和數(shù)據(jù)記錄的編號，通過傳送狀態(tài)字控制傳送。7.2 配方視圖的組態(tài)與仿真7.2.1 配方視圖的組態(tài) 1生成配方視圖 打開項目“配方視圖”的根畫面，選中配方視圖，再選中巡視窗口的“常規(guī)”，配方的名稱為“橙汁”。 3協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸 如果在“常規(guī)”屬性中為配方和數(shù)據(jù)記錄

10、組態(tài)了“配方變量”和“變量”，在HMI設(shè)備上選擇的配方和數(shù)據(jù)記錄的編號或名稱將在運行時寫入這些變量。也可以用這兩個變量選擇配方或配方數(shù)據(jù)記錄。 如果沒有勾選“顯示選擇列表”復(fù)選框，將不會顯示“配方名：”選擇列表。如果禁止用戶對配方數(shù)據(jù)記錄的修改，應(yīng)去掉“編輯模式”復(fù)選框中的勾。 如果在“常規(guī)”屬性中為配方和數(shù)據(jù)記錄組態(tài)了“配方變量 選中配方視圖以后，再選中巡視窗口的“外觀”，可以用復(fù)選框設(shè)置是否顯示配方視圖中的“編號”和顯示視圖下面的狀態(tài)欄。 選中巡視窗口的“工具欄”，可以用復(fù)選框設(shè)置顯示工具欄上的哪些按鈕。 選中巡視窗口的“標簽”，可以用復(fù)選框“顯示標簽”設(shè)置是否顯示配方視圖中的文本域“配方

11、名：”和“數(shù)據(jù)記錄名：”。 選中巡視窗口的“表格”，可以用右邊窗口中的“顯示表格”復(fù)選框，設(shè)置是否顯示“條目名”下面的表格。 選中配方視圖以后，再選中巡視窗口的“外觀”，可以用復(fù) 2配方視圖中的按鈕 圖7-10未使用“另存為”按鈕。各按鈕的功能如下。 “工具提示”按鈕：顯示配方視圖組態(tài)時輸入的操作員注意事項。 “添加數(shù)據(jù)記錄”按鈕：創(chuàng)建一個新的數(shù)據(jù)記錄，使用配方組態(tài)時的“默認值” 預(yù)置配方記錄值。 “保存”按鈕：將配方視圖中改變的值寫入組態(tài)的存貯介質(zhì)。 “刪除數(shù)據(jù)記錄”按鈕：從HMI設(shè)備的數(shù)據(jù)介質(zhì)刪除顯示的配方數(shù)據(jù)記錄。 “重命名數(shù)據(jù)記錄”按鈕：修改顯示的配方數(shù)據(jù)記錄的名稱。 “同步配方變量”

12、按鈕：使用前應(yīng)激活“同步配方變量”復(fù)選框。當配方視圖顯示的數(shù)值比當前的配方變量值更新時，系統(tǒng)將把該值寫入配方變量。 “寫入PLC”按鈕：將當前顯示在配方視圖中的配方數(shù)據(jù)記錄傳送到PLC。 “從PLC讀取”按鈕：在配方視圖中顯示從PLC讀取的配方數(shù)據(jù)記錄值。 2配方視圖中的按鈕7.2.2 配方視圖的仿真 啟動S7-PLCSIM，將程序下載到仿真PLC，將CPU切換到RUN-P模式。選中項目樹中的“HMI_1”，單擊工具欄的“開始仿真”按鈕，出現(xiàn)仿真面板的根畫面。 剛剛啟動運行系統(tǒng)時，因為配方視圖還沒有獲取配方數(shù)據(jù)記錄的編號，最上面的“數(shù)據(jù)記錄名”和它的“編號”沒有顯示信息，表格中顯示的是配方條目

13、的默認值。 1配方視圖與PLC直接連接 在組態(tài)時激活了“同步配方變量”復(fù)選框，但是未激活“變量離線”和“協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)傳輸”復(fù)選框。圖7-7中的兩對觸點均接通，配方視圖、配方變量和PLC都是連通的。在S7-PLCSIM中監(jiān)視保存數(shù)據(jù)記錄的條目值的MW10（水）。 （1）切換數(shù)據(jù)記錄 配方視圖右邊的I/O域用于配方條目“水”，它對應(yīng)于HMI設(shè)備中的配方變量。單擊“數(shù)據(jù)記錄名”選擇列表右邊的按鈕，再選擇數(shù)據(jù)記錄“果汁飲料”，S7-PLCSIM中的配方變量值與配方視圖中的相同。I/O域中的配方變量“水”的數(shù)值也立即產(chǎn)生相同的變化。7.2.2 配方視圖的仿真 （2）修改數(shù)據(jù)記錄的條目值 單擊配方視圖中條目

14、“水”（MW10）的值，將它修改為新的值以后按回車鍵確認。在配方視圖中修改的元素值不能直接傳送到PLC和圖7-12右邊的I/O域，可以通過單擊配方視圖中的“保存”“寫入PLC”或“同步配方變量”按鈕，將修改后的值從配方視圖傳送到畫面中的I/O域和S7-PLCSIM。 可能需要單擊兩次配方視圖，第1次是激活它。使用保存按鈕時需要確認。 修改S7-PLCSIM中配方條目“水”（MW10）的值，修改后按回車鍵確認。修改的結(jié)果立即被畫面中的I/O域顯示出來。需要單擊配方視圖中的“保存” “從PLC讀取” 或“同步配方變量”按鈕，才能將修改后的值從PLC傳送到配方視圖中。 （3）新建和刪除數(shù)據(jù)記錄 單擊

15、配方視圖中的“添加數(shù)據(jù)記錄”按鈕，在出現(xiàn)的新的數(shù)據(jù)記錄中，各條目的值為組態(tài)時指定的默認值，編號被自動指定為4。從S7-PLCSIM可以看到，新的數(shù)據(jù)紀錄各條目的值被自動傳送到PLC中。單擊“數(shù)據(jù)記錄名”選擇框，輸入新記錄的名稱“JUICE”?？梢孕薷男陆ǖ臄?shù)據(jù)記錄各條目的值，修改完成后保存它。 關(guān)閉運行系統(tǒng)后，又重新打開它，打開數(shù)據(jù)記錄列表，可以看到新建的數(shù)據(jù)記錄“JUICE”依然存在。 （2）修改數(shù)據(jù)記錄的條目值 顯示出數(shù)據(jù)記錄JUICE后，單擊“刪除”按鈕 ，確認后該數(shù)據(jù)記錄被刪除。 修改右邊的I/O域的值以后，S7-PLCSIM中“水”對應(yīng)的MW10的值立即變化，但是配方視圖中的條目沒有

16、改變。單擊“從PLC讀取”按鈕，或單擊“同步配方變量”按鈕 ，I/O域中的值被傳送到配方視圖的“水”條目中。 2激活“變量離線”時的仿真運行 退出運行系統(tǒng)，選中配方編輯器中的“橙汁”，同時勾選“同步”屬性中的“同步配方變量”“變量離線”和“協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)傳輸”復(fù)選框。激活“變量離線”功能后，圖7-7中的常閉觸點斷開，PLC與配方變量的連接被斷開。選中項目樹中的“HMI_1”，單擊“開始仿真”按鈕 ，打開仿真面板。 打開數(shù)據(jù)記錄“果汁飲料”后，配方中的條目值不會自動傳送到仿真PLC。因為同時勾選了“變量離線”和“協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)傳輸”復(fù)選框，配方視圖與PLC之間的數(shù)據(jù)傳送需要同時滿足兩個條件： 1）在S7-PLCSIM中，將“數(shù)據(jù)記錄”區(qū)域指針第4個字（傳送狀態(tài)字MW26）置為0，允許傳送。 2）單擊配方視圖中的“寫入PLC”按鈕 ，將配方數(shù)據(jù)下載到PLC?；蛘邌螕襞浞揭晥D中的“從PLC讀出”按鈕 ，將PLC中的配方數(shù)據(jù)上傳到HMI設(shè)備。 顯示出數(shù)據(jù)記錄JUICE后，單擊“刪除”按鈕 ，確認 滿足上述條件時，在配方視圖中修改條目“水”的值后，單擊配方視圖的“寫入PLC”按鈕 ，配方號和數(shù)據(jù)記錄號被傳送到S7-PLCSIM中的MW20和MW22（“數(shù)據(jù)記錄”區(qū)域指針的第1和第2個字）。成功傳送后，狀態(tài)字MW26被PLC的CPU置為4。 在S7-PLCSIM中修改條目“水”