西门子模块6ES7231-7PC22-0XA0产品规格
已经赶超世界先进水平。针对客户各种需求，努力为用户提供佳性能的镀膜设备，永远是我们的奋斗目标。
2 应用设计
2.1 控制要求
由于客户属于半导体行业的实际情况，当时客户对控制系统提出了以下几点要求：
1、 系统要稳定可靠，可长时间无人值守自动运行。
2、 可以保存多组配方，并能按预先设定的配方自动镀膜。
3、 工艺参数实时可调。
4、 数据参数可以保留。
5、 要为以后的组网余留通讯接口。
2.2 系统分析
根据客户提出的控制要求，系统要能够手动自动灵活控制。我们选用了稳定可靠的HITECH人机，该人机不但能保存大量的工作数据，可用CF卡的方式供用户保存工艺及膜系数据，也可以将镀膜数据在电脑上修改后经由CF卡传回触摸屏，这样管理数据非常方便。
由于HITECH人机提供了强大的宏指令，宏指令的编辑非常简单易学。通过宏指令使人机来和晶体膜厚监控仪通讯很容易。人机接收到监控仪上的数据后，通过宏指令进行算术运算，进行逻辑判断，再发信号给PLC，来控制设备的自动运行。
经过上述分析，我们提出了以下控制方案：
控制系统框图
2.3 基本电气结构和配置情况，如下
A．数值量输入输出，实现现场信号的采集和按工艺要求做逻辑控制输出
B．利用屏的双串口双驱功能和plc，晶体控制仪器通讯。用通讯方式实现仪器的命令控制，省去很多硬接线麻烦，简化了控制系统结构。各工艺参数设定，实时数据显示，报警提示等都可以在人机上直接操作，真正体现了人际交互功能。
2.4 抽气系统画面
2.5 工艺参数画面及宏指令
画面1
画面2
所用部分宏指令截图
此系统可实现客户要求，并保存当前的实际膜系要求信息到晶体膜厚控制器中的工艺及材料参数中。
下一步，用户要求也可以根据自己膜系软件计算的结果，通过CF卡直接读取到触摸屏上，也可以把工艺参数和材料参数保存到CF卡中，方便用户把数据保存，供人们在计算机上查询。
3.1自动化功能特点体现
镀膜机自动化水平的高低也是衡量其现代化水平的重要标志。提高自动化水平，不仅可以减轻操作人员的劳动强度和看管负担，还可减少镀膜机的人为故障、提高机器的运转率及产品的质量。其主要体现在如下：
1.采用工艺参数的在线调整：如在镀膜机正常运转时，若基片的某项质量指标出现问题，可直接通过HMI进行工艺参数调整。
2. 一旦故障产生，显示机器出故障的位置，以便现场人员维护，十分人性化。
3.2 实施效果
在此系统中HITECH人机发挥了他强大优势：①大量的数据存储功能，供客户存储3个月的数据。②方便的宏指令功能，可通过串口模式把存储的数据传送到控制仪器上（PLC和晶体末后监控仪）。③6万4千色的真彩显示，可方便的组态丰富的画面。④余留有串口和以太网接口，为以后的系统扩充留下空间。⑤CF卡的数据存储提供了极大的便利。
4. 组态软件CAN驱动4.1.组态软件CAN驱动特定
图4.1 组态软件CAN驱动
组态软件的CAN驱动程序，如图4.1所示，是人机界面和组态软件的接口，其功能和特点是：
CAN总线数据传递给组态软件的接口：
驱动要借助系统的设备驱动接口，读取CAN总线数据，并通过组态软件的标准形式，传递给组态软件的实时数据库。
可以通过多种形式保证数据发送和接收成功：
1）、驱动内部，判断CAN控制器发送错误信息；
2）、通过写入设备寄存器，读取判断寄存器写是否成功。
关注CANopen协议操作应用层面：
驱动程序中，并不需要整合CANopen整个协议栈，支持CAN2.0协议就足够。CANopen协议部分通过组态逻辑解决。
可以通过多种形式保障数据的完整性和实时性：
实时性就是新发送总线数据，能够在规定的延时内，进入组态软件的实时数据库。完整性就是能够将所有的数据报文抓取到组态软件，并进行完整的数据处理和存储。根据控制工艺的要求，我们可以设置总线数据上发的频率，通过HMI嵌入的CAN控制器设置屏蔽减少非目标数据，也可以通过组态软件对CAN控制器和驱动缓冲区的处理数据收发性能。
4.2.HMIBuilder软件CAN驱动映射关系
4.2.1.HMIBuilder组态软件
HMIBuilder组态软件是北京昆仑纵横科技发展有限公司（Http://www.hmibuilder.com）推出的分布式组态软件。现场总线是HMIBuilder软件关注的重点之一。
4.2.2.HMIBuilder设备站参数对应PCI1680U的一个Port口
针对研华PCI-1680U板卡，在设备站参数设置中，其端口、设备号可以选择（见图4.2），波特率可以设定，比如Port1，设备号为0，波特率：250K。这些对应AdvantechDeviceMagnager中的HardwareSetting（见图4.3）。其协议类型和远程帧方式对应CanMEx.exe测试程序中对CAN卡的设置(详见图4.4)，其中CanMEx.exe在安装研华Demo后目录中，如C:\ProgramFiles\Advantech\CAN\CAN Examples\Examples\VC\CanMEx）。
图4.2 站参数选择
图4.3 HardwareSetting
图4.4 CanMEx
4.2.3.HMIBuilder模拟量CANopen帧的数据域
在图4.5中，其中Message内容为数据域的ASCII码形式解码。在HMIBuilder中，PCI1680U对应的点参数的设置方法如图4.5。其中，ID可以CANopen设备的PDO。如果要读PDO数据域的个Byte数据。那么设置如下：416:0:U8:R。也就是416表示设备ID，0表示偏移量，U8-表示8位无符号整形。也就是说，起始偏移为数据域按照字节的偏移，取值为0到7。如果按照F32数据类型，起始偏移取值为0和1。
图4.5 点参数的设置
注意：本驱动的解码方法包括8位无符号数据、8位带符号整数、16位无符号整数、带符号整数、16位BCD整数、32位无符号整数、32位带符号整数、32位BCD整数、32位浮点数。
5.应用实例下面，我们针对芬兰Axiomatic公司MVINC-CO-x-range型号倾角传感器，实现CANopen模块的人机界面接入。
1、物理连接
准备正确接线，连接研华的PCI-1680U板卡；用研华的随机测试软件进行测试。如果测试通讯完成后，再进行下一步，连接带CAN通讯的下一级设备，在这里我们测试Axiomatic公司MVINC-CO-x-range型号倾角传感器。
2、倾角传感器分析
通过阅读传感器的技术说明文档，我们的目标是通过组态软件可以控制倾角传感器的启动和停止，采集传感器的倾角信息。模块的启动和停止可以通过NMT指令实现。模块的倾角信息通过TPDO1数据对象周期上传。我们也知道通过SDO，可以配置对象字典，通过层设置服务（LSS：Layersettingservice）可以设置模块的Node-ID和波特率等，这些不是本文的目标，也就是，这些不是操作应用层面关注的，而是系统设置层面关注的。
3、HMIBuilder站参数组态
设置一个站，选择驱动程序。如下：
图5.1 站参数设置
配置协议,参数设置如下：
用PCI-1680U板卡的个端口接收数据，在设备中选择Port1,设备号选择个设备，波特率选择250k（和传感器波特率相同），屏蔽码为255。
图5.2 通信设置
4、倾角传感器的NMT对象组态
表5.1 [3] 网络管理对象（NMT）数据报文格式
CAN-ID如果为0X00，表示总线上所有节点都执行相关命令操作。
命令分类为：
表5.2 [3] CAN模块命令
在HMIBuilder数据组态中，我们设置启动CAN模块2个模拟量参数如图，要求ID都为0，偏移地址连续，而其分别为0和1。
图5.3 模拟量参数设置
注意：
地址为0，偏移量为0
图5.4 地址无偏移
地址为0，偏移量为1.
图5.5 地址偏移一位
5、倾角传感器TPDO1对象组态
通过倾角传感器相关技术文档，我们可以察看设备定义的数据对象字典，确定数据报文的数据域的内容。比如TPDO1，对于MVINC-CO-2-180模块，CAN数据报文发送7个字节数据，数据的定义为：
Sub1为纬度角（Latitude angle），16Bits；
Sub2为经度角（Longitude angle），16Bits；
Sub3为温度（temperature），8Bits；
Sub4为辅助输入（Auxiliary bbbbb），16Bits；
表5.3 [3]MVINC-CO-2-180模块的TPDO1对象的数据字典内容
倾角传感器上传数据的格式：
表5.4 TPDO1对象的数据报文
如果我们读取CAN模块7个模拟量参数，需要在组态软件中做如下设置：
图5.6 模拟量参数设置
地址设置如下：
图5.7 采集上来的数据
图5.7 地址设置 偏移0.对应D0：416:0:U8:R
图5.8地址设置 偏移1对应D1：416:1:U8:R
注意：
读上的数据为7位，ID不变。设置偏移为0…6
6、HMIBuilder组态完成
配置启动画面
图5.9 启动画面
运行情况：
图5.10 运行结
果
6.结束语通过HMIBuilder组态软件的CAN总线通信设置，实现了对倾角传感器数据的采集。我们可以看到：HMI系统中，我们主要关注CANopen协议的数据对象PDO部分，其他数据对象也可以根据现场工艺的要求在组态软件中实现。