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1、第9章 HMI及组态软件的应用9.1 HMI(人及操作界面)传统的人机控制操作界面包括指示灯、主令按钮、开关和电位器等。操作人员通过这些设备把操作指令传输到自动控制器中，控制器也通过它们显示当前的控制数据和状态。这是一个综合的人机交互界面。随着技术的进步，新的模块化的、集成的人机操作界面产品被开发出来。这些HMI产品一般具有灵活的可由用户（开发人员）自定义的信号显示功能，用图形和文本的方式显示当前的控制状态；现代HMI产品还提供了固定或可定义的按键，或者触摸屏输入功能。,9.1.1 HMI设备 1.HMI设备功能 HMI设备的作用是提供自动化设备操作人员与自控系统（PLC系统）之间的交互界面接
2、口。使用HMI设备，可以：（1）在HMI上显示当前的控制状态、过程变量，包括数字量（开关量）和数值等数据。（2）显示报警信息。（3）通过硬件或可视化图形按键输入数字量、数值等控制参数。（4）使用HMI的内置功能对PLC内部进行简单的监控、设置等。,HMI设备作为一个网络通讯主站与S7-200 CPU相连，因此也有通讯协议、站地址及通讯速率等属性。通过串行通讯在两者之间建立的数据对应关系，也就是CPU内部存储区与HMI输入/输出元素间的对应关系。比如HMI上的按键对应于CPU内部Mx.x的数字量“位”，按下按键时Mx.x置位（为“1”），释放按键时Mx.x复位（为“0”）；或者HMI上某个一个字
3、（Word）长的数值输入（或者输出）域，对应于CPU内部V存储区VWx。如图9-1所示。只有建立了这种对应关系，操作人员才可以与PLC的内部用户程序建立交互关系。这种联系，以及HMI上究竟如何安排、定义各种元素，需要进行软件的设置，一般称为“组态”。各种不同的HMI各自有组态的软件和方法。,2.Micro系列HMI 西门子为S7-200专门开发了几款HMI产品，在保持低廉价格的同时，能够获得较高的性能。它们中有：（1）TD 200/TD 200 C：两行文本显示器，支持最多88=64个用户菜单和80条报警消息。支持包括中文在内的多种语言，其中TD 200 C还能自由定义按键的种类、大小和位置，
4、在线多语言切换，并且可以由用户自己设计面板的图案。（2）OP 73 micro：3英寸LCD显示操作面板，带8个系统按键和4个可定义按键。支持多行消息和简单图形显示，支持包括中文在内的多语言切换。（3）TP 177 micro：5.7英寸LCD单色触摸显示屏，带一个RS-485口，可通过MPI电缆和PROFIBUS电缆连接S7-200 CPU或EM277,模块通讯口。上述Micro系列HMI都是西门子为S7-200专门开发的产品，对S7-200的网络通信进行了优化。3.其他HMI产品除了S7-200专用产品外，西门子还提供了许多SIMATIC系列HMI设备，如TP 170A/B、TP 177A
5、和TP/OP 270系列等等，都可以与S7-200连接通信。4.HMI组态软件HMI设备上的操作、显示元素与PLC内存的对应关系需要配置才能建立；HMI设备上的显示画面等也需要布置及操作。HMI组态软件就是用来完成上述工作。不同的HMI产品使用的组态软件不同，但一个系列的产品往往使用,同一个软件。对于S7-200适用的HMI产品来说，它们需要的组态软件有：（1）TD 200/TD 200 C：TD 200文本显示器使用TD 200 Wiard(向导)组态和编程。TP 200 Wizard是集成在S7-200的编程软件STEP 7-Micro/WIN中的组件，安装了STEP-Micro/WIN就
6、有。（2）TP 170A/B、TP/OP 270等：用ProTool Pro组态。（3）OP 73 Micro、TP 177 Micro等：可以用WinCC Flexible Micro以上的版本组态。TP 170、TP/OP 270等也可以用WinCC Flexible的更高版本组态。9.1.2 HMI软件 在以PC技术为基础的计算机上，也可以运行HMI软件，直接与,控制器通讯并与人交互。如Pro Tool Pro RT(运行版)、WinCC Flexible、组态王软件等。1.直接通讯HMI软件 所谓直接通讯就是HMI软件能够支持PLC的通讯协议。能够直接连接的HMI软件都通过所谓专用的驱
7、动接口与特定的PLC通讯。因此往往是同一厂家的产品之间具有更好的兼容性。对于世界性的通讯标准来说，由于各厂家都是提供符合标准的产品，其通用性也能得到保证。例如，S7-200可以通过EM277通讯模块与支持PROFIBUS-DP通讯标准的HMI计算机（包括软件和硬件接口）通讯。2.OPC通讯 OPC是基于微软公司Windows操作系统的OLE技术，用于连接不,同厂家的PLC硬件和HMI软件产品。西门子公司专为S7-200开发了OPC Server（服务器）软件，即PC Access.的标准和协议，OPC作为一种工业标准，提供了工业环境中信息交换的统一标准软件接口，该接口位于应用程序的下方。因为O
8、PC的统一性和开放性，使得用户程序可以访问不同供应商的硬件。OPC通讯接口的应用是基于客户端服务器端的应用模式。各厂家只要为它们的产品提供一个标准的OPC Server，便解决了通讯连接问题，其他厂家可以使用不同的OPC客户端来访问标准的OPC Server，从而可以轻松地实现过程数据的监控。运行在计算机上的PC Access软件与S7-200通讯，作为服务器；支持OPC标准的HMI软件，作为OPC Client(客户端)与PC Access通讯，从而可以访问S7-200的数据。其典型应用如图9-2所示。,9.2 TD 200文本显示器 TD 200（Text Display 200）是专门用
9、于S7-200系列的文本显示和操作员界面。TD 200支持中文操作和文本显示。TD 200是一个两行的文本显示器,每行20个字符。TD 200 V3.0及以上版本支持菜单组态方式,最多可配置8个菜单,每个菜单下最多可以组态8个文本显示屏,最多可以配置64个文本显示屏。用户可以使用面板上的箭头按键在各菜单及显示屏之间自由切换。,TD 200还可以显示多达80条报警消息，报警消息的显示与否由TD 200的组态及CPU中的报警消息的使能位的状态决定。报警的配置与以前为TD 200 V2.1版本配置消息文本的方式相似，报警画面中也可以嵌入数据变量。无论是菜单屏还是报警消息，都可以嵌入S7-200数据变
10、量，并且数据是作为地址单元间接访问的，因此数据地址是固定的，不会随消息文本的修改（甚至翻译）而改变。数据既可以显示，也可以由操作人员进行设置修改。使用TD 200还可以设置CPU实时时钟，访问CPU内存变量，或对开关量输入/输出进行强制。在安全方面，TD 200可以设置密码，以限制对设备的操作。西门子提供了两种TD 200设备：TD 200C和TD 200。,TD 200增加了个性化的功能，可由用户定义自己的标识，按键布局，按键的多少（最多20个键）、大小、位置及颜色都可以改变。用户使用KeyPad Designer软件为TD 200创建面板键盘图，定义按键功能，并将生成的位图打印在西门子公司
11、专门提供的TD 200覆膜上，然后将其贴在TD 200C上即可。在TD 200向导组态时可以选择用户自定义键盘并选择在KeyPad Designer中已经配置好的自定义键盘文件。组态完TD 200C后，自定义按键的地址可以在向导生成的符号表中找到。如果不选择用户自定义面板，TD 200C的面板键盘布局及功能与TD 200相同。除此之外与TD 200 V3.0相比，TD 200C除了拥有TD 200所有的功能外，还增加了以下新功能：,（1）可选的嵌入符号。（2）可视的按键反馈功能，即在设置此功能后，当按键有效按下后，TD 200C屏幕上会有符号显示。（3）存储卡的操作功能（可将项目文件写入PLC
12、存储卡中）。（4）直接对PLC存储单元的数值进行编辑（写入）。（5）改变PLC的操作模式（运行 编程）。与TD 200C相比，TD 200面板的所有键的布局为固定的，不能随意更改。它提供了四个可预定义的功能键,使用Shift组合键，用户共可以定义8个置位（或瞬时通）功能。TD 200C与TD 200除了以上提到的功能区别外，其它功能都相同，以下提到的TD 200为两种型号的统称。,TD 200包装中提供了专用电缆（TD/CPU电缆）用以与S7-200 CPU连接，电缆能从CPU通讯口上取得TD 200所需的24V直流电源。TD 200同时提供了24V直流电源输入接口，仅供通过PROFIBUS电
13、缆连接到CPU或PPI网络上时使用。TD 200作为主站在PPI网络上工作。网路上的TD 200（包括其它设备）都有唯一的地址。1个S7-200 CPU的通讯口最多可以连接3个TD 200；1个TD 200只能与1个S7-200 CPU建立连接。当S7-200 CPU连接的TD 200的距离超过50米，或者TD 200的连接数超过CPU通讯口的限制时，可以将其连接到EM 277 DP从站模块上。EM 277与TD 200最远通讯距离可以到1000m，最多可以挂5个TD 200。连接到同一个S7-200 CPU的多个TD 200可以访问同一个参数,块，也可设置不同的数据块偏移地址按不同的参数块工
14、作。不同的参数块可以分多次调用TD 200向导定义产生。STEP 7-Micro/WIN提供了集成的TD 200组态工具。TD 200的组态信息全部保存在S7-200 CPU中，可以方便地更换TD 200而不必重新组态。TD 200通过设定S7-200 CPU的地址决定访问哪个CPU，使用数据块偏移地址访问自身的组态信息（即TD参数块）。这些参数，包括TD 200自身的地址和通讯速率等在TD 200的系统菜单中设置。9.2.1 文本显示向导 文本显示向导可以指导用户快速地完成TD 200的组态。Micro/WIN V4.0以上的版本已经更新了其TD 200向导，要使用TD 200 V3.0以上
15、的版本或TD200C的新功能必须使用Micro/WIN V4.0,以上版本的软件对其进行组态。它同时还兼容对TD 200 V2.1及以前版本的组态功能。在STEP 7-Micro/WIN 导航栏的“工具”中单击“TD 200向导”图标或在命令菜单中选择“Tools”“TD 200 Wizard”，STEP 7进入向导组态TD 200。以下主要是以TD 200 V3.0为例的组态步骤。TD 200C的编程如果不选择用户自定义面板，则与以下步骤相似。在使用向导时必须先对项目进行编译，在随后弹出的对话框中选择“Yes”，确认编译。如果已有的程序中存在错误，或者存在没有编完的指令，编译不能通过，则不能
16、继续编程。使用TD 200向导的主要步骤有配置TD 200、定义用户菜单、定义报警消息。,1.配置TD 200 第一步：选择TD200型号及版本，如图9-3所示。通常确定自己所用的TD 200设备的型号有两种方法：一是给TD上电，在初始画面上会显示出TD的型号和版本号；另外一种方法是在TD的背面找到其型号和版本号。第二步：选择及定义TD的功能和数据更新速率，如图9-4所示。第三步：设定语言及字体。将系统菜单及用户文本显示语言定义为中文。第四步：定义按键功能。加上Shift组合键功能，TD200一共可提供8个功能键（F1F4，Shift+F1Shift+F4）直接控制PLC中的数据位。每一个键都
17、可以分别设置为置位或瞬时接通功能。如图9-5所示。,图9-3 文本显示器配置向导,图9-4 功能定义,图9-5 设置按键工作方式,这些功能键的地址由向导自动分配，在修改了向导或进行翻译后，有可能引起功能键地址的变化。功能键地址可以在向导自动生成的符号表中找到。2.定义用户菜单及信息显示画面 第一步：进入用户菜单设置，如图9-6所示。第二步：设置菜单。TD 200一共可以定义8个菜单，每个菜单下可定义8个显示画面。菜单和显示画面不需要用S7-200中的逻辑控制，只需用TD 200上的上下键就可在个画面和菜单中切换。第三步：编辑信息显示画面。如图9-7所示。第四步：在显示画面中嵌入S7-200的数
18、据，单击“插入PLC数据”进入数据定义画面。如图9-8所示。,嵌入数据应是S7-200中V区的数据，可以是字节、字以及双字，支持的数据类型有：（1）VB（数字字符串，字符串）。（2）VW（有符号数，无符号数）。（3）VD（有符号数，无符号数，实数即浮点数）。嵌入的数据作为地址单元间接访问，数据的地址一旦定义，就不会随它在文本信息中的位置而改变。3.配置消息报警 通过以上步骤，就完成了一个TD 200项目的基本配置，用户根据情况还可以配置消息报警功能。9.2.2 TD 200菜单操作 1.连接TD 200 使用随机提供的连接电缆（TD/CPU电缆），将TD 200连接到,S7-200 CPU的通
19、讯口上。接通S7-200 CPU电源。2.TD 200系统菜单 按ESC键，进入TD 200菜单方式。可用的菜单项目有：（1）DISPLAY ALARMS(显示报警消息)。（2）OPERATOR MENU(操作员菜单)。在此菜单中用户可以查看CPU状态，设置CPU的实时时钟，及完成TD 200的语言切换。（3）DIAGONASTIC MENU（诊断菜单）。在这一菜单中可以查看TD 200的文本信息、报警消息，强制I/O点及对TD 200进行设置。其中TD 200的正确设置是保证TD 200与S7-200正确通讯的关键，用户可以在这个菜单中完成CPU地址、TD 200地址、通讯波特率、参数块地址
20、的设定。（4）RELEASE PASSWORD（释放密码）。可以通过此功能立即恢复密码保护功能，而不必等到2分钟后系统自动恢复。,9.3 OPC Server软件PC Access9.3.1 PC Access软件简介 西门子最新推出的PC Access软件是专用于S7-200 PLC的OPC Server（服务器）软件，它向OPC客户端提供数据信息，可以与任何标准的OPC Client（客户端）通讯，支持OPC Data Access（DA）3.0版（Version 3.0）。PC Access软件支持中文、英文等多种语言，可以在Microsoft公司出品的操作系统环境Windows XP
21、Home、Windows XP Professional、Windows 2000（SP3或以上）下安装。PC Access使用灵活，支持S7-200多种通讯接口，其中包括：（1）PPI（通过RS-232/PPI和USB/PPI电缆）。,（2）MPI（所有支持的西门子CP卡）。（3）PROFIBUS-DP（所有支持的西门子CP卡）。（4）Ethernet（以太网）。（5）Modems（内部的或外部的，使用Windows的TAPI驱动）。PC机上的PC Access软件通讯接口最多允许同时有8个PLC连接（Modems除外），且支持S7-200所有内存数据类型。一个PLC通讯口允许有4个PC机的
22、连接，其中一个连接预留给Micro/WIN。并且Micro/WIN和PC Access可以在同一个PC机上共同通讯路径，同时访问S7-200 PLC。PC Access只支持PG/PC-Interface中所设置的单一的通讯方式，在同一PC机上不能同时使用两种以上的通讯连接（如PC/PPI电缆、Modem或Ethernet）访问同一个或不同的PLC。,PC Access不包含VB客户端的控件，但用户可以自己在VB（或VC）中编写客户端程序访问S7-200的数据。在成功安装完PC Access软件后，可以在S7-200 PC Access目录下找到VB客户端例程。用户可以参考这个例程编写自己的V
23、B客户端程序。此外还可以通过Excel客户端添加功能与PC Access通讯，实现Excel中简单的电子表格监控功能。9.3.2 PC Access软件概貌 在OPC服务器区，S7-200 PC Access的项目以树形结构排列，项目窗口中显示的树形结构与Windows Explorer中的树形结构相似，因此用户使用起来非常简单便捷。OPC客户端区域中的条目（测试客户端）以列表格式显示。PC Access软件界面如图9-9所示。,S7-200 PC Access项目的文件扩展名是.pca（pP，cC，aAccess）。9.3.3 PC Access软件的使用 PC Access的软件使用非常方
24、便，创建一个项目主要包括以下所述步骤。第一步：设定PC Access通讯访问接口。鼠标右键单击“Micro Win”进入“PG/PC Interface”设定通讯方式，选择的为PPI通讯方式。PC Access与Micro/WIN软件共享一个通讯接口，如果改变了PC Access所使用的通讯接口，也同时改变了Micro/WIN中的通讯接口。不管是在PC Access软件还是在Micro/WIN软件中设置PG/PC Interface，以最后一次的设置为当前使用的通讯方式，,如图9-10所示。第二步：鼠标右键单击“Micro Win”进入“New PLC”，添加一个新的S7-200 PLC，如图
25、9-11所示。最多可添加8个S7-200 PLC。,第三步：鼠标右键单击所添加的S7-200 PLC的名称，进入“New”“Folder”添加文件夹并命名。这一步不是必须的，可以不建立文件夹，而直接在PLC下添加条目。如图9-12所示。,第四步：鼠标右键单击文件夹，进入“New”“Item”添加PLC内存数据的条目并定义内存数据。可以从Micro/WIN的项目中直接导入符号表，则条目的符号名与项目中数据的符号名相对应。第五步：用测试客户端检测配置及通讯的正确性。PC Access软件带有内置的测试客户端，用户可以方便地使用它检测配置及通讯的正确性。只要将测试的条目拖拽到测试客户端，然后点击在线
26、按钮使之在线，如果配置及通讯正确，会显示数据值，并在“Quality”一栏中显示“good”，否则这一栏会显示“bad”。如图9-9所示。,9.3.4 通讯接口的设置 PC Access软件支持多种通讯方式，正确的配置是保证OPC通讯畅通的有力保证。以下介绍PC Access中不同通讯方式的设置方法。1.PPI通讯方式的设定 使用CP卡通过MPI或PROFIBUS方式的通讯设置与下面步骤相似，只是在PG/PC Interface对话框中选择所使用的CP卡及通讯协议即可。第一步：鼠标右键单击“Micro Win”访问点，进入“PG/PC Interface”对话框，定义为PPI通讯方式。第二步：
27、鼠标右键单击“PLC”进入“Properties”可以改变PLC名称及地址。,2.以太网通讯方式的设定 PC Access要通过以太网与S7-200 PLC通讯，S7-200必须使用CP243-1以太网模块，且PC机上也要安装以太网卡。第一步：鼠标右键单击“Micro Win”访问点，进入“PG/PC Interface”对话框，选择TCP/IP协议。第二步：PLC属性（Properties）设置。在进入PLC属性（Properties设置之前，在Micro/WIN的以太网向导中一定要完成以下组态。（1）为CP243-1以太网模块配置IP地址及子网掩码地址。（2）配置服务器端及TSAP地址。完
28、成以太网向导配置后需要在程序中调用以太网向导所生成的ETHx_CTRL块，并将项目程序下装到PLC后，将PLC断电后重新,上电使配置生效。在Micro/WIN软件中完成以上配置后就可以进入PC Access，鼠标右键单击PLC进入“Properties”进行属性设置，要保证PC Access中所设的IP地址和TSAP地址与上面Micro/WIN以太网向导中所设置的一致，且要特别注意两边Remote（远程）和Local（本地）的TSAP地址设置要交叉对应，才能保证正确的通讯。3.调制解调器（Modem）通讯方式设定 PC Access要通过Modem与S7-200 PLC通讯，S7-200必须使
29、用EM 241 Modem模块，而且PC机也要连接一个10位的Modem。第一步：在PC Access中右击“Micro Win”访问点图标，进入“Set PG/PC Interface”对话框，在PC/PPI cable（PPI）,的“Properties”（属性）对话框的“Local Connection”中勾选“Modem connection”（调制解调器连接）。第二步：配置本地调制解调器。在PC Access中配置本地Modem的连接，即PC Access所在PC机与Modem的连接。右击“Micro Win”访问点，进入“Modem”“Configure”进行配置。Modem具体每
30、一步的配置可在PC Access软件的帮助中找到。在启动PC Access软件后，它不会自动连接Modem，需要用户自己右击“Micro Win访问点”操作“Modem”“Connect”进行连接，挂断连接的操作也相似。,9.4 常用组态软件简介9.4.1 组态王简介“组态王”是在流行的PC机上建立工业控制对象人机接口的一种智能软件包，它以Windows98/Windows 2000/Windows NT 4.0中文操作系统作为其操作平台，充分利用了Windows图形功能完备，界面一致性好，易学易用的特点。它使采用PC机开发的系统工程比以往使用专用机开发的工业控制系统更有通用性，大大减少了工控
31、软件开发者的重复性工作，并可运用PC机丰富的软件资源进行二次开发。“组态王”软件包由工程管理器(ProjManager)、工程浏览器(TouchExplorer）、画面运行系统(TouchView)三部分组成。,（1）工程管理器用于新建工程、工程管理等。（2）工程浏览器是“组态王”软件的核心部分和管理开发系统，它将画面制作系统中已设计的图形画面，命令语言，设备驱动程序管理，配方管理，数据库访问配置等工程资源进行集中管理，并在一个窗口中以树形结构排列，这种功能与Windows操作系统中的资源管理器的功能相似。工程浏览器内嵌画面开发系统，即组态王开发系统。工程浏览器内嵌画面开发系统，进入画面开发系
32、统的操作方法有以下两种：（a）在工程浏览器的上方图标快捷菜单中用左键单击“MAKE”图标。（b）在工程浏览器左边窗口用左键选中“文件”下的“画面”，则在工程浏览器右边窗口显示“新建”图标和已有的画面,文件图标，左键双击“新建”图标或画面文件图标，则进入组态王开发系统。画面开发系统是应用程序的集成开发环境。工程人员在这个环境中完成界面的设计、动画连接的定义等。画面开发系统具有先进完善的图形生成功能；数据库中有多种数据类型，能合理地抽象控制对象的特性，对数据的报警、趋势曲线、过程记录、安全防范等重要功能有简单的操作办法。利用组态王丰富的图库，用户可以大大减少设计界面的时间，从整体上提高工控软件的质
33、量。（3）组态王运行软件TouchVew是“组态王”软件的实时运行环境，用于显示画面开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与I/O服务程序（数据采集组件）的数据交换。它通过实时,数据库管理从一组工业控制对象采集到各种数据，并把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成报警、历史记录、趋势曲线等监视功能，并可生成历史数据文件。工程浏览器（TouchExplorer）和画面运行系统（TouchView）是各自独立的Windows应用程序，均可单独使用；两者又相互依存，在工程浏览器的画面开发系统中设计开发的画面应用程序必须在画面运行系统（TouchView）运行环境中才能运行。9.4.2 W
34、inCC监控软件 WinCC是结合西门子在过程自动化领域中的先进技术和Microsoft的强大功能的产物。作为一个先进的人机界面(HMI)软件和SCADA系统，WinCC提供了适用于工业的图形显示、消息、归档以及报表的功能模板；并具有高性能的过程耦合、快速的画面,更新、以及可靠的数据；Wincc还为用户解决方案提供了开放的界面，使得将WinCC集成入复杂、广泛的自动化项目成为可能。WINCC是完善的 HMI/SCADA 软件系统，是高性能的实时信息监控软件平台及企业级的管理信息系统平台。WinCC包含编辑和运行两个系统。WinCC编辑器包含以下编辑工具：（1）WinCC浏览器 管理属于一个项目
35、的所有数据，编辑数据所需要的工具由WinCC浏览器自行启动。（2）图形编辑器 图形编辑器是一种用于创建过程画面的面向矢量的作图程序。可以用包含在对象和样式选项板中众多的图形对象来创建复杂的,过程画面；可以通过动作编程将动态添加到单个图形对象上；也可以在库中存储自己的图形对象。（3）报警记录 报警记录提供了显示和操作选项来获取和归档结果。可以任意地选择消息块、消息级别、消息类型、消息显示以及报表。（4）变量记录 变量记录被用来从运行过程中采集数据并准备将它们显示和归档。可以自由地选择归档、采集和归档定时器的数据格式。可以通过WinCC在线趋势和表格控件显示过程值，并分别在趋势和表格形式下显示。（
36、5）报表编辑器 报表编辑器是为消息、操作、归档内容和当前或已归档的数据,的定时器或事件控制文档的集成的报表系统，可以自由选择用户报表或项目文档的形式。提供了舒适的带工具和图形选项板的用户界面，同时支持各种报表类型。具有多种标准的系统布局和打印作业。（6）全局脚本 全局脚本是C语言函数和动作的通称，根据其不同的类型，可用于一个给定的项目或众多项目中。脚本被用于给对象组态动作并通过系统内部C语言编译器来处理。全局脚本动作用于过程执行的运行中。一个触发可以开始动作的执行。（7）用户管理器 用户管理器用于分配和控制用户的单个组态和运行系统编辑器的访问权限。每建立一个用户，就设置WinCC功能的访问权力
37、并,独立地分配给此用户。至多可分配999个不同的授权。9.5 组态软件对S7-200PLC的监控应用举例 本应用是利用组态王软件在计算机上实现对S7-200PLC的监控。在PC机上组态画面，通过点击画面上的启动和停止按钮实现控制，把PLC的输出信号显示在画面上。以延时控制为例，组态王软件监控PLC的基本方法如下：9.5.1 编写PLC的控制程序 利用编程软件STEP7-Micro/WIN V4.0编写基本的延时控制程序，下载并让PLC运行。9.5.2 建立组态王应用工程 建立组态王应用工程的一般步骤：,（1）设计图形界面（定义画面）；（2）定义设备；（3）构造数据库（定义变量）；（4）建立动画
38、连接；（5）运行和调试。双击桌面图标组态王6.53，进入组态王工程管理器，创建工程路径，要建立新的组态王工程，首先为工程指定工作目录（或称“工程路径”）。“组态王”用工作目录标识工程，不同的工程应置于不同的目录。工作目录下的文件由“组态王”自动管理。启动“组态王”工程管理器（ProjManager），选择菜单“文件新建工程”或单击“新建”按钮。,点击新建工程进入新建工程向导，按向导提示建立延时控制工程项目，并将该工程项目设为当前工程，定义的工程信息会出现在工程管理器的信息表格中。（1）组态画面“组态王”采用面向对象的编程技术，使用户可以方便地建立画面的图形界面。用户构图时可以像搭积木那样利用系
39、统提供的图形对象完成画面的生成。同时支持画面之间的图形对象拷贝，可重复使用以前的开发结果。双击延时控制工程项目进入工程浏览器,如下图所示，定义新画面，选择工程浏览器左侧大纲项“文件画面”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标。在“画面名称”处输入新的画面名称，如“监控”等。如图9-13所示。,在组态王开发系统中从“工具箱”中分别选择各种图标，绘制相应的图形对象或文本对象，如图9-14所示。（2）定义I/O设备 组态王把那些需要与之交换数据的设备或程序都作为外部设备。外部设备包括：下位机（PLC、仪表、模块、板卡、变频器等），它们一般通过串行口和上位机交换数据；其他Windows应用程序，
40、它们之间一般通过DDE交换数据；外部设备还包括网络上的其他计算机。只有在定义了外部设备之后，组态王才能通过I/O变量和它们交换数据。为方便定义外部设备，组态王设计了“设备配置向导”引导用户一步步完成设备的连接。选择工程浏览器左侧大纲项“设备COM1”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，运行“设备配置向导”。,选择“S7-200PLC系列”的“PPI”项，单击“下一步”，弹出“设备配置向导”，为外部设备取一个名称，如“CPU224”，为设备选择连接串口，假设为COM1，填写设备地址，假设为2。如图9-15所示。串口通讯的参数：波特率：9600，数据位：8，奇偶校验：偶校验，停止位：1，
41、通讯超时：200毫秒（最小值），通讯方式：RS232。设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备“CPU224”。在定义数据库变量时，只要把IO变量连结到这台设备上，它就可以和组态王交换数据了。（3）构造数据库 数据库是“组态王”软件的核心部分，工业现场的生产状况,要以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。在运行时，它含有全部数据变量的当前值。变量在画面制作系统组态王画面开发系统中定义，定义时要指定变量名和变量类型，某些类型的变量还需要一些附加信息。数据库中变量的集合形
42、象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。选择工程浏览器左侧大纲项“数据库/数据词典”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框，此对话框可以对数据变量完成定义、修改等操作，以及数据库的管理工作，例如，在“变量名”处输入变量名，如：,“M1”；在“变量类型”处选择变量类型如：I/O离散；在“连接设备”中选择先前定义好的IO设备：CPU224；在“寄存器”中定义为：M10.0；在“数据类型”中定义为：BIT类型。在“读写属性中”中定义为：只读。其它属性不用更改，单击“确定”即可。如图9-16所示。用相似方法定义其它变量，注意变量类型、寄存器
43、、数据类型的不同。由于在组态王中，西门子S7-200系列PLC的输入寄存器I的读写属性只有只读属性是有效的，无法通过组态王令输入寄存器位变量产生变化来控制PLC。因此，我们需要对原程序进行修改，在不影响原来现场操作的情况下，能通过组态王软件来实现对PLC的远程控制。在原程序的常开触点I0.0上并联一个位存储器,M10.0的常开触点，在常闭触点I0.1后串联一个位存储器M10.1的常闭触点，这些位存储器在组态王上用按钮的形式模拟控制信号的输入。建立动画连接，定义动画连接是指在画面的图形对象与数据库的数据变量之间建立一种关系，当变量的值改变时，在画面上以图形对象的动画效果表示出来；或者由软件使用者
44、通过图形对象改变数据变量的值。“组态王”提供了21种动画连接方式：填充属性变化、文本色变化 位置与大小变化 填充、缩放、旋转、水平移动、垂直移动 值输出 模拟值输出、离散值输出、字符串输出等。双击启动图形对象，可弹出“动画连接”对话框，选命令语言连接，按按下时按钮，弹出命令语言对话框，从变量域中选,变量“M1”并设“M1=1;”，按确定键返回“动画连接”对话框。再按弹起时按钮，弹出命令语言对话框，从变量域中选择变量“M1”并设“M1=0;”，按确定键返回。如图9-17所示。用相似方法对其它按钮进行动画连接。对于指示灯，选择了相应的变量之后，只要求确定正常色和报警色即可。（5）运行和调试，组态王工程初步建立起来后，即进入到运行和调试阶段。在组态王开发系统中选择“文件切换到 View”菜单命令，进入组态王运行系统。在运行系统中选择“画面打开”命令，从“打开画面”窗口选择“监控1”画面。显示出组态王运行系统画面，按下起动按钮，Q0.0有输出，延时一定的时间后，Q0.1有输出，再按下停止按钮，输出全部复位。指示灯的信号也复位。如图9-18 所示。,9.6 习题 1.人机界面有哪些功能？2.与S7-200PLC对应的主要的人机界面设备有哪些？3.人机界面有哪些监控组态软件？4.利用S7-200系列PLC设计一个彩灯控制程序，利用组态王软件在PC机上实现对彩灯的监控。,
