《西門子S7-1200應用技術》S7-1200與觸摸屏的應用

任務1認識觸摸屏 任務2應用S7-1200與觸摸屏實現(xiàn)調(diào)速控制任務3應用S7-1200與觸摸屏實現(xiàn)故障報警任務4應用S7-1200與觸摸屏實現(xiàn)用戶管理 S7-1200與觸摸屏的應用任務1認識觸摸屏任務引入了解人機界面與觸摸屏的原理和西門子人機界面的硬件，熟悉觸摸屏的組態(tài)與運行過程。相關知識一、人機界面與觸摸屏1.人機界面人機界面（HumanMachineInterface）簡稱為HMI。2.觸摸屏觸摸屏是人機界面的發(fā)展方向，用戶可以在觸摸屏的屏幕上生成滿足自己要求的觸摸式按鍵。觸摸屏使用直觀方便，易于操作。3.西門子的人機界面西門子的人機界面已升級換代，過去的177、277、377系列已被精簡面板系列、精智面板系列、移動面板系列等取代。二、觸摸屏的組態(tài)與運行三、觸摸屏TP700Comfort①為觸摸屏電源，需要提供DC24V電源。②為接地端。③為MPI/PROFIBUS接口，符合RS-422/485電氣標準。④為USBA型接口，不適用于調(diào)試和維護，只可用來連接外圍設備。⑤為PROFINET（LAN），10/100Mbit/s網(wǎng)絡接口。⑥為音頻輸出接口。

⑦為USB迷你B型接口，用于調(diào)試和維護。四、觸摸屏參數(shù)的設置與下載1.觸摸屏桌面①為觸摸屏桌面。②為啟動中心（StartCenter。③為“開始”（Start）菜單。④為屏幕鍵盤的圖標。2.觸摸屏的控制面板“Settings”→“ControlPanel”3.觸摸屏傳輸設置雙擊傳輸設置Transfer，打開傳輸設置“TransferSettings”單擊“Properties…”按鈕打開網(wǎng)絡連接4.觸摸屏站點下載計算機控制面板→“設置PG/PC接口”單擊啟動中心的“Transfer”任務實施1.查詢SIMATICHMI精智面板操作說明，了解西門子觸摸屏的類型及其用途。2.識別觸摸屏TP700Comfort的電源端子及通信端口。3.設置計算機網(wǎng)卡的IP地址為192.168.0.10和子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。4.使用網(wǎng)線連接計算機和觸摸屏TP700Comfort。5.給觸摸屏接上DC24V電源。6.設置觸摸屏的IP地址為192.168.0.2和子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，單擊啟動中心的“Transfer”按鈕，等待計算機傳輸。任務2應用S7-1200與觸摸屏實現(xiàn)調(diào)速控制任務引入應用觸摸屏、PLC和變頻器實現(xiàn)如下控制要求。1.可以在觸摸屏中設置電動機的轉(zhuǎn)速并顯示電動機的當前轉(zhuǎn)速。2.當單擊觸摸屏中的“啟動”按鈕或按下啟動按鈕時，電動機通電以設定速度運轉(zhuǎn)。3.當單擊觸摸屏中的“停止”按鈕或按下停止按鈕時，電動機斷電停止。4.當電動機運行時，觸摸屏中的電動機運行指示燈亮，否則熄滅。相關知識—旋轉(zhuǎn)編碼器1.旋轉(zhuǎn)編碼器E6B2-CWZ6C的技術規(guī)格電源電壓DC5~24V啟動扭矩小于1mN.m消耗電流小于80mA慣性力矩小于10-6kg.m輸出狀態(tài)NPN開路集電極輸出允許最高轉(zhuǎn)速6000r/min最高響應頻率100kHz允許力軸向30N，徑向20N輸出相位差A、B相位差90±45°環(huán)境溫度-10~+70℃輸出脈沖A、B相為1000pulse/r，Z相為1pulse/r環(huán)境濕度35~85%RH2.旋轉(zhuǎn)編碼器的接線任務實施1.PLC的組態(tài)一、PLC與觸摸屏的硬件組態(tài)（2）設備視圖→“信號板”→“AQ”→“AQ1×12BIT”，將訂貨號“6ES7232-4HA30-0XB0”→CPU的方框。單擊巡視窗口的“屬性”→“常規(guī)”→“模擬量輸出”→通道0，設為“電壓”，顯示電壓范圍為“+/-10V”、通道地址為QW80。（3）CPU→“屬性”→“常規(guī)”→“高速計數(shù)器（HSC）”→“HSC1”→“常規(guī)”，勾選“啟用該高速計數(shù)器”。（4）單擊“功能”（5）單擊“硬件輸入”（6）展開“DI14/DQ10”→“數(shù)字量輸入”（1）2.PLC與觸摸屏通信的組態(tài)（1）“網(wǎng)絡視圖”→“硬件目錄”→“HMI”→“SIMATIC精智面板”→“7”顯示屏”→“TP700Comfort”，6AV2124-0GC01-0AX0→網(wǎng)絡視圖中（2）單擊連接PLC_1到HMI_1的以太網(wǎng)接口“HMI連接”二、編寫控制程序1.添加變量和數(shù)據(jù)塊添加一個全局數(shù)據(jù)塊“Motor”2.編寫程序三、觸摸屏畫面對象的組態(tài)展開“HMI_1”→“畫面”，雙擊“添加新畫面”，添加一個“畫面_1”的畫面1.組態(tài)文本域選擇右側(cè)工具箱中的，將其拖入到組態(tài)畫面中，更改為“起始畫面”

2.組態(tài)指示燈3.組態(tài)按鈕4.I/O域的組態(tài)5.觸摸屏變量與線性轉(zhuǎn)換單擊，新建一個仿真項目單擊仿真按鈕“下載預覽”中單擊“裝載”，將PLC_1站點下載到仿真器中單擊工具欄中的，使PLC運行。仿真界面中，打開“SIM表格_1”，單擊，添加項目變量四、仿真運行單擊站點“HMI_1”，再單擊工具欄的，彈出的觸摸屏仿真界面如所示。

1.單擊觸摸屏“啟動”或PLC仿真器中的“啟動”，觸摸屏的指示燈變?yōu)榫G色，電動機啟動。2.設定速度為1200r/min，則PLC仿真器中的“模擬輸出”值為23201，此即模擬量輸出的模擬值。3.單擊PLC仿真的，在變量“HSC1頻率”的“監(jiān)視/修改值”列輸入20000（1200r/min時編碼器輸出頻率），觸摸屏仿真界面中的測量速度顯示1200r/min。4.單擊觸摸屏中的“停止”按鈕或PLC仿真器中的“停止”按鈕，觸摸屏的指示燈變?yōu)榧t色，電動機停止。任務3應用S7-1200與觸摸屏實現(xiàn)故障報警任務引入某風機對管道輸送氣流，管道有4個壓力測量點，使用的壓力傳感器的測量范圍0~10kPa，輸出模擬量電壓0~10V，控制要求如下。1.在觸摸屏的設定畫面中，可以通過“設定速度”來調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，也可以設定壓力的上下限。2.當單擊觸摸屏中“啟動”按鈕或按下啟動按鈕時，風機通電啟動。當測量壓力高于壓力下限時，設備自動啟動。3.在觸摸屏中顯示測量點的“測量壓力”，當出現(xiàn)主電路跳閘、變頻器故障、門限保護、緊急停車等故障時，應能顯示對應的離散量報警信息，風機和設備立即停止。4.當管道壓力低于壓力下限或高于壓力上限時，應能顯示對應的模擬量報警信息，設備停止。5.當單擊觸摸屏中“停止”按鈕或按下停止按鈕時，風機和設備斷電停止。1報警的分類用來指示控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的事件或操作狀態(tài)，可以用報警信息對系統(tǒng)進行診斷。（1）自定義報警離散量報警：如斷路器的接通與斷開、故障信號的出現(xiàn)與消失。模擬量報警：如模擬量的值超出上限與下限。（2）系統(tǒng)報警用來顯示HMI設備或PLC中特定的系統(tǒng)狀態(tài)。HMI設備觸發(fā)的系統(tǒng)報警PLC觸發(fā)的系統(tǒng)報警相關知識—報警的概念2報警的狀態(tài)與確認（1）到達：滿足觸發(fā)報警的條件時狀態(tài)。（2）到達/已確認：操作員確認報警后的狀態(tài)。（3）到達/離去：觸發(fā)報警的條件消失。（4）到達/離去/已確認：操作員確認已經(jīng)離去的報警的狀態(tài)。報警的確認可以通過OP面板上的確認鍵或觸摸屏報警畫面上的確認按鈕進行確認。3報警的顯示（1）報警畫面（2）報警窗口（3）報警指示器任務實施1.PLC的組態(tài)一、PLC與觸摸屏的硬件組態(tài)（2）設備視圖→“信號板”→“AQ”→“AQ1×12BIT”，將訂貨號“6ES7232-4HA30-0XB0”→CPU的方框。單擊巡視窗口的“屬性”→“常規(guī)”→“模擬量輸出”→通道0，設為“電壓”，顯示電壓范圍為“+/-10V”、通道地址為QW80。（1）2.PLC與觸摸屏通信的組態(tài)（1）“網(wǎng)絡視圖”→“硬件目錄”→“HMI”→“SIMATIC精智面板”→“7”顯示屏”→“TP700Comfort”，6AV2124-0GC01-0AX0→網(wǎng)絡視圖中（2）單擊連接PLC_1到HMI_1的以太網(wǎng)接口“HMI連接”二、編寫控制程序1.添加數(shù)據(jù)塊2.編寫控制程序三、觸摸屏畫面對象和報警的組態(tài)1.觸摸屏畫面的組態(tài)（1）組態(tài)符號I/O域①

創(chuàng)建文本列表②

變量的指針化③

符號I/O域的組態(tài)（2）I/O域的組態(tài)（3）畫面的切換組態(tài)2.觸摸屏報警的組態(tài)（1）報警類別的組態(tài)（2）離散量報警的組態(tài)（3）模擬量報警的組態(tài)（4）組態(tài)報警窗口3.觸摸屏變量的線性化單擊，新建一個仿真項目單擊仿真按鈕“下載預覽”中單擊“裝載”，將PLC_1站點下載到仿真器中單擊工具欄中的，使PLC運行。仿真界面中，打開“SIM表格_1”，單擊，添加項目變量四、仿真運行單擊站點“HMI_1”，再單擊工具欄的，彈出的觸摸屏仿真界面如所示。

1.單擊PLC仿真的，將變量“測量1”~“測量4”修改為如圖所示的值，并勾選變量“門限保護”和“緊急停車”。2.單擊觸摸屏或PLC仿真器中的“啟動”按鈕，觸摸屏界面中的風機和設備的指示燈變?yōu)榫G色，二者同時啟動。3.通過觸摸屏界面中的測量點下拉列表選擇測量點，則測量壓力顯示對應測量點的值。4.單擊觸摸屏仿真界面中或PLC仿真器中的“停止”按鈕，觸摸屏界面中的風機和設備的指示燈變?yōu)榧t色，二者同時停止。5.在風機和設備運行時，修改PLC仿真器中“測量3”的值小于13824（5kPa對應的值），勾選“主電路跳閘”、“變頻器故障”，取消勾選“門限保護”、“緊急停車”，彈出的報警窗口中的報警背景均顯示紅色，同時風機和設備指示燈顯示紅色。6.單擊一個報警，再單擊按鈕進行確認，背景色變?yōu)樗{色。在確認時，對屬于同一個報警組的“主電路跳閘”和“變頻器故障”的其中一個確認，則兩個報警同時得到確認。7.重新勾選“門限保護”，該報警的背景色變?yōu)樘焖{色，報警窗口如圖所示。8.單擊“緊急停車”報警，再單擊，則顯示緊急停車的具體信息如圖所示。任務4應用S7-1200與觸摸屏實現(xiàn)用戶管理任務引入某風機的控制電路如圖所示，主電路略。要求如下。1.操作員只能對風機進行啟動/停止控制。2.班組長除了具有操作員的權(quán)限外，還具有訪問設定畫面的權(quán)限。3.工程師除了具有班組長的權(quán)限外，還具有設定壓力上下限的權(quán)限。4.壓力傳感器的測量范圍為0~10kPa，在觸摸屏中設定壓力上限為8kPa，壓力下限5kPa。如果壓力高于8kPa，觸發(fā)高于上限報警；如果壓力低于5kPa，觸發(fā)低于下限報警。相關知識—用戶管理在系統(tǒng)運行過程中，可能需要修改某些重要參數(shù)，如修改溫度或時間的設定值，產(chǎn)品工藝參數(shù)的設定等，這些參數(shù)只能允許經(jīng)授權(quán)的專業(yè)人員來完成。因此采用不同的授權(quán)方式允許不同的人員進行相應的操作權(quán)限。在西門子觸摸屏的用戶管理中，先將權(quán)限分配給用戶組，然后將用戶分配給用戶組，用戶就有了這個用戶組的權(quán)限。同一個用戶組中的用戶擁有相同的權(quán)限。任務實施1.PLC的組態(tài)一、PLC與觸摸屏的硬件組態(tài)2.PLC與觸摸屏通信的組態(tài)（1）“網(wǎng)絡視圖”→“硬件目錄”→“HMI”→“SIMATIC精智面板”→“7”顯示屏”→“TP700Comfort”，6AV2124-0GC01-0AX0→網(wǎng)絡視圖中（2）單擊連接PLC_1到HMI_1的以太網(wǎng)接口“HMI連接”二、編寫控制程序1.添加數(shù)據(jù)塊2.編寫程序三、觸摸屏畫面對象和用戶管理的組態(tài)1.畫面對象的組態(tài)（1）登錄和注銷按鈕的組態(tài)（2）用戶視圖的組態(tài)2.報警的組態(tài)3.用戶管理的組態(tài)（2）用戶的組態(tài)密碼：1000密碼：2000密碼：3000密碼：40004.畫面對象的安全設置單擊，新建一個仿真項目單擊仿真按鈕“下載預覽”中單擊“裝載”，將PLC_1站點下載到仿真器中