西门子6GK7243-1EX01-0XE0型号参数

西门子6GK7243-1EX01-0XE0型号参数

工业人机界面的特点和功能

工业人机界面Human MachineInterface，简称HMI，又称触摸屏监控器，是一种智能化操作控制显示装置。工业人机界面由特殊设计的计算机系统32位RISCCPR芯片　为核心，在STN、TFT液晶显示屏或EL电发光显示器上罩盖有透明的电阻网络式触摸屏。触动屏幕时，电阻网络上的电阻和电压发生变化并由软件计算出触摸位置。

HMI的主要功能有：数据的输入与显示；系统或设备的操作状态方面的实时信息显示；在HMI上设置触摸控件可把HMI作为操作面板进行控制操作；报警处理及打印；新一代工业人机界面还具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化控制功能。

3、HMI在PLC工控系统上的应用

下面以国内某大型浮法玻璃生产线冷端切割区主控系统为例，介绍HMI在PLC工控系统上的应用。

3.1 系统概述

切割区为浮法玻璃生产线中一个重要工段，其中包括测量发讯、纵切、横切、掰断加速、掰边、纵掰纵分、输送辊道等众多生产控制设备。系统硬件上主要由主控制器PLC，现场设备控制装置包括伺服控制器、变频器、模拟量信号及脉冲信号处理器等　和HMI构成。作为整个控制系统的核心，切割区主控系统在正常生产时根据生产工艺要求协调各个单机控制子系统的工作，制定切割计划，实现整个生产过程全自动化。整个系统的核心控制部分由美国GEFanuc 90-30PLC完成，此部分内容本文略，而系统的监控和交互式操作界面等任务将由HMI承担。主要有以下内容：参数的设定；动态画面的显示；故障报警与诊断以及报表打印。其中HMI选用日本Digital公司的GP-577。

3.2 HMI与PLC之间的通讯

当HMI用于PLC控制系统时，HMI与PLC之间通过串口以DirectLink直接连接方式进行通讯。在该方式下，HMI根据要求直接读入PLC的数据或把数据写入PLC相应的地址中。由于内装通讯协议，无须编制通讯程序，只要所用PLC类型即通讯协议，运行时便可实现通讯。大大减少了PLC用户程序的负担。在系统设计时，直接控制部件与其对应PLC的输入输出％I/O、寄存器％R、中间寄存器％M的地址，运行时HMI就能自动和PLC进行数据交换。直接读取或改写PLC相应地址的内容，并据此改变画面上显示内容。通过对HMI的触摸操作，可向PLC相应的地址输入数据。

3.3 HMI监控主面

整个HMI监控系统采用树型结构，由监控主画面及相应功能子画面组成。在监控主画面下端设有控制功能键，按动功能键可以依次进入相应子画面，执行所需的功能。在每一个子画面中可通过上一页 、 下一页 功能键在同一功能组中进行画面切换，在任一子画面都可以通过 主画面功能键退回到监控主画面。系统自动采集相关数据，将切割计划、测量脉冲、辊道速度等一些重要生产工艺参数显示在主画面上，便于操作人员的观察。监控主画面上还有生产过程的动态画面显示，在动态画面上以各种形式模拟出主要控制设备的运行情况，例如光电开关的动作、电磁阀的吸合、电机的运行停止等，直观、生动的反映出现场的过程，方便操作人员对生产情况、设备工况的了解。DIGITAL公司的HMI编程软件ProPB3Win提供了丰富的控制部件，例如按钮部件、画面切换部件、指示灯部件、数据文本显示部件等等，实现上述功能只要根据需要选择相应的控制部件，定义好其属性即可。ProPB3Win采用监控软件通用模式，所有控制部件的属性通过组态形式完成，以实现相应控制功能。使用ProPB3Win内附的图库及作图工具来构造生产现场的模拟画面，简便易行。内容丰富的作图工具库，使得画面生动、丰富多彩。

充分利用HMI的优势将原先布置在控制柜上的开关、指示灯尽可能地用HMI中的控制部件替代，这样做减少硬件设备，简化了现场设备间的接线，更重要的是给设计和调试带来诸多方便。

3.4 HMI参数设置功能

主控系统中有多达近百个参数需要设置，根据控制功能将其分为联锁、横切、横掰、速度、掰边、纵掰及设备参数组，使整个系统的结构更加合理。利用HMI触摸操作的特性使参数设置变得极为直观和简便。在参数设定时，利用其内带的数字键盘，将此数字键盘设计为弹出式，在操作人员要设定参数时，按动设定键，弹出数字键盘进行操作。每个参数在部件属性中定义并分配了相应的PLC地址，当确认后输入的数据将存入PLC的地址中。操作完成后，按动一键，可消去数字键盘。此种设计模式可地利用画面的有效面积。每个参数都设有上下限限制，当输入数值超*，系统拒绝接受并向操作者发出超限音响报警。对重要的系统设备参数组，为安全起见，通过工具库中D-Script脚本语句编写简单程序设置画面进入操作密码，赋予操作人员不同的操作权限，增加系统的安全性。

3.5 HMI报警及打印功能

在系统报警设计时，将故障信息在报警编辑器中编辑好，并在报警记录子画面中设置报警记录显示部件用于故障信息显示。系统运行发生故障时，HMI根据PLC传送的故障信号，将报警编辑器中对应的故障信息在报警记录子画面显示出来。监控主画面上?quot;故障"信号灯将闪烁，音响报警。此时操作人员可进入报警记录子画面，根据故障信息查找原因，及时处理。

 •在使用 HMI 设备的所有条件下，均具有可靠性能 – 经过认证，适用于所有领域。
• 通过明亮且亮度可调宽屏、大可视角度显示屏，提供持续的过程概览
安全性与信息安全 – 容易满足要求并为系统提供保护，不会带来有害影响：
• 通过 Safety Integrated 功能，轻松保障人员、机器和环境的安全。
• 通过集成化信息安*方案 Security Integrated，为解决方案提供全面保护。
• 通信与组态可顺利实现代次变更且具有开放性，更大限度提供了投资保护
集成诊断功能 – 不会在维护方面浪费时间，并且可显著缩短停机时间：
• 进行可靠故障检测，并通过面向操作员的综合报警系统获取信息
• 借助于集成的系统诊断功能，快速分析和定位错误（本地或远程）
• 性自动备份所有数据，设备更换简单，不会丢失数据
TIA 博途中的 SIMATIC WinCC 软件
TIA 博途中的 SIMATIC WinCC是集成工程组态平台的一部分，该平台提供了一个用于对控制、可视化和驱动解决方案进行编程与组态的统一组态环境。 SIMATICWinCC（TIA 博途）是继 SIMATIC WinCC flexible 之后适用于所有 HMI应用的软件。
使用该软件，可以组态几乎全面 SIMATIC HMI 设备系列。功能涵盖机器层的可视化任务以及基于 PC 的多用户系统上的 SCADA应用。
SIMATIC SCADA 系统 – 树立效率新标竿
西门子 SCADA 系统树立了工厂自动化以及基础设施应用中的效率新标竿
用于运行管理的 SIMATIC WinCC V7 以及用于高度定制应用的 SIMATIC WinCC OpenArchitecture 均支持标准与平台。 这样就能方便地集成现有硬件，并无缝集成到 IT 环境中。
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通过移动式 SCADA 解决方案，可随时随地掌握新信息–包括采用现今的平板电脑和智能手机硬件。工业环境下的多点触控手势操作开辟了全新的先进操作方式。开放性：支持各种标准和系统内部脚本和编程接口，可方便地满足各种特殊要求

中低端紧凑型控制器•大规模集成，节省空间，功能强大•具有实时性能和功能强大的通信选件：o 带有集成 PROFINET IO 接口的控制器，可与SIMATIC 控制器、HMI、编程设备和其它自动化组件进行通信• 所有 CPU都可用于单机模式、网络以及分布式结构•安装、编程和操作极为简便• 集成式 Web 服务器，带有标准和用户特定 Web页面•数据记录功能，用于归档用户程序的运行数据•强大的集成工艺功能，如计数、测量、闭环控制和运动控制•集成数字量和模拟量输入/输出• 灵活的扩展设备o可直接用于控制器的信号板卡o 可通过 I/O通道对控制器进行扩展的信号模块o 附件，如电源、开关模块或 SIMATIC存储卡等

通常情况下，要实现HMI设备与V20变频器的通讯，需要一个支持USS通讯或MODBUS通讯的PLC，比如S7-200系列PLC。其通讯电缆连接如图1所示。PLC的一个通讯端口与触摸屏连接，可以采用PPI协议通讯。PLC的另一个通讯端口与V20的RS485通讯端口连接，采用MODBUS协议通讯，PLC上编写MODBUS主站程序，V20为从站。

图1 触摸屏通过PLC与V20变频器通讯

        如果只需要对V2O变频器做简单的运行控制和变量监视，那么上述配置中PLC的作用仅为数据中转。这种情况下，触摸屏直接和V20变频器通讯，不仅能够实现监控功能，可以少用一个PLC，节省成本。采用西门子的SMARTLINE系列触摸屏能够实现与V20变频器直接通讯的功能。通讯电缆连接如图2所示。SMARTLINE触摸屏作为MODBUS主站，V20为从站。

图2 触摸屏直接与V20变频器通讯

2. 硬件设备及其安装
        下面用一个实例来介绍SmartLine触摸屏与一台V20变频器通过MODBUS通讯的实现方法。该例子中用到的主要硬件设备如表1所示，触摸屏组态软件为WinCCFlexible 2008 SP4 China。

表1示例主要硬件设备

        硬件安装步骤如下：
1）将变频器、电机、触摸屏固定在安装工位上。
2）连接变频器到电机的动力电缆和接地电缆。
3）连接供电电源到变频器的动力电缆和接地电缆。
4）连接变频器和触摸屏的RS485通讯电缆。触摸屏RS485的9针接口与 V20端子对应关系：3对应P+，8对应N-。
5）连接24V直流电源的交流进线电缆和到触摸屏的直流供电电缆。

3. V20变频器参数设置
       V20变频器要采用MODBUS通讯，可以做如下设置：
1）变频器恢复出厂参数：
P0010=30
P0970=21
2）变频器快速调试，选择Cn011-MODBUS通讯连接宏：
a)设置电网频率和功率单位
b)输入电机铭牌参数
c)选择连接宏Cn011-MODBUS通讯
d)选择应用宏AP000
Cn011连接宏对应参数如表2所示。

表2Cn011对应参数设置

3）修改MODBUS通讯参数，其它参数为Cn011连接宏默认参数：
P2014[0]=0 不监控报文间隔时间，否则可能会报F72故障

可编程序控制器Programmable LogicController在工厂自动化FA中占有举足轻重的地位。技术的不断发展极大地促进了基于PLC为核心的控制系统在控制功能、控制水平等方面的提高。对其控制方式、运行水平的要求也越来越高，交互式操作界面、报警记录和打印等要求也成为整个控制系统中重要的内容。对于那些工艺过程较复杂，控制参数较多的工控系统来说，尤其显得重要。新一代工业人机界面的出现，对于在构建PLC工控系统时实现上述功能，提供了一种简便可行的途径

西门子PLC模块6ES7318-3FL01-0AB0

使能新的电位组

　　如果有需要，可以对ET 200SP的数据刷新时间、刷新模式及Profinet看门狗时间进行修改，如下图23所示。

　　图 23修改ET 200SP数据刷新时间

　　至此，ET 200SP在STEP 7中的组态已完成，硬件编译无误后即可将项目下载到PLC中，需要对ET200SP分配设备名称，分配设备名称的步骤如下，在硬件配置界面PLC-->Ethernet-->Assign DeviceName打开操作界面，如下图所示：

　　图 24在STEP 7 V5.5中分配设备名称1

　　在“Assign device name"界面下，选择设备名称，点击所列出的设备，点右侧的“Assignname"按钮分配设备名称，如果有多个ET 200SP无法区分，可通过ET 200SP接口模块的“MACaddress"进行区分，或者通过选中所列出的设备后，点右侧的“Flashing on"按钮，对应的ET200SP的LED灯会闪烁。

　　图 25