一、行業背景
用PLC做控制系統核心，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。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Windows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。
二、系統配置
本控制系統由48路開關量和8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連接實現通信，PLC與變頻器進行通信。系統整體配置如圖1所示。
圖1 系統配置圖在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/O實型變量，分別與PLC寄存器V連接，實現數據的采集和控制。
三、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情況。系統還具有數據運算、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。
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。
LEODO人機界面內置Windows 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。Windows CE.net 繼承傳統Windows 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ET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情況、包括速度，浮輥位置，電流等。一旦有故障發生，系統就會顯示報警畫面，并向PLC發出相應動作指令，保存并記憶故障發生的時間、原因等原始數據。
四、畫面功能介紹 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。
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。如圖2所示。
圖2 生產線流程圖在主畫面上，完成了對其他分畫面的調用，即可以具體查看生產線各個設備的運行情況。
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、控制電機各變頻器等的信息，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。
2. 主機電流，速度和狀態圖 主機的狀態由三個畫面共同描述。
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組有.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。
圖4 配方界面4. 急停指示 急停和報警畫面，見下圖。
圖5 急停指示畫面當有報警發生時，會自動彈出報警系統對話框。
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。
圖6 卷取畫面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?！?
五、系統調試及運行情況 根據不同的設備可反復調整系統參數的配置使之達到最佳工作狀態，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了控制系統的實時監控性，有效的降低了生產成本，達到了預期的控制效果，為設備的安全、穩定和長期運行發揮了很大的作用。
來源：佳工機電網
