自动钣金线触摸屏界面参数输入输出及冲切段自动控制系统.doc

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1、 摘 要伴随着工业技术科技的快速发展，以及自动化技术的逐步完善，我们对企业生产的自动化程度有了更高的要求，带有人机交互界面的自动钣金线在这样的时代背景下广泛的被人们开发利用，本文就此对生产线的触摸屏界面和自动冲切段进行设计。分别介绍了自动钣金线开发的设计方案和用到的开发软件，然后通过对下位机PLC 300编程的简单介绍和冒泡程序的用法进行了说明，接着对Wincc flexible介绍的过程中，按照工业流程，完整的介绍了整个自动钣金线的操作流程及界面设计；最后介绍了PLC 300和Wincc flexible的通讯连接，简单介绍了通讯方式的应用和Wincc软件的集成以及程序的简单调试运行。关键词

2、：自动钣金线 触摸屏HMI 人机交互界面 自动冲切 Automatic sheet metal wire touch screen interface input and output parameters and punching section automatic control systemAbstractWith the rapid development of technology, industrial technology, automation technology and the gradual improvement of the degree of automation

3、of production have higher requirements, automatic sheet metal wire with a man-machine interface in the background of this broad been development and utilization of this paper, this touch screen interface and automatic die-cutting production line design. Then introduced the automatic sheet metal wire

4、 used to develop design and development software, and then through the use of lower machine PLC 300 programming brief and bubbling procedures described, the process followed for Wincc flexible presentation, follow industrial processes, a complete description of the operation of the interface design

5、process and the entire auto sheet metal lines; Finally, the communication connection PLC 300 and Wincc flexible, simple, simple commissioning introduces MPI communication applications and software integration and Wincc program .Key Words: Automatic sheet metal wire; Touch Screen HMI; Interactive int

6、erface; Automatic Punching目 录1. 绪论11.1 课题的研究背景11.2 课题的研究方向11.3 课题的研究意义22. 自动钣金线的总体设计方案32.1 自动钣金线的任务方案32.2 触摸屏人机交互界面（HMI）设计方案32.3 冲切段的自动控制方案52.4 可编程控制器的选型62.4.1 PLC的定义62.4.2 PLC的选型分析62.5 钣金生产线的驱动伺服63. 下位机S7-PLC 300软件设计13.1 系统控制的总体流程图13.2 I/O资源分配23.3 S7-PLC 300项目的建立33.4 控制系统各部分PLC程序的开发53.4.1 初始化子程序模块5

7、3.4.2 主程序模块53.4.3 冒泡选择程序63.4.4 地址读取和存储74. 上位机WinCC flexible人机交互界面的设计94.1 WinCC flexible的概述94.2 WinCC flexible的程序介绍104.2.1 程序的界面介绍104.2.2 界面设计的流程图114.3 WinCC flexible的程序开发124.3.1 主界面的设计124.3.2 原位数值指示144.3.3 手动工位调整144.3.4 伺服电机设定154.3.5 产品的设置164.3.6 产品的生产195. 系统的通讯和调试225.1 通讯方式的选择225.1.1 多点连接MPI225.1.2

8、 以太网TCP/IP225.1.3 选用MPI的原因235.2 MPI的通讯连接235.3 系统的调试255.3.1 生产线的设置265.3.2 产品设置与生产的调试286. 总结与展望32参考文献33致谢34 34 常熟理工学院毕业设计（论文）1. 绪论1.1 课题的研究背景伴随随着工业技术科技的快速发展，以及自动化技术的逐步完善，在液压、制冷、汽车、轴承、仪器、仪表和电子元件等行业中，我们对产品所需配件的加工要求越来越高，在对精度有着严格的要求的同时，生产效率是必须严格把关的，这就对对企业生产的自动化程度有了更高的要求。然而传统的生产设备在企业中因为自动化运用程度不高，这就导致了灵活性差，

9、加工精度和生产效率并不高。或者在生产过程中，当生产不同型号的产品，在传统的生产线中，这需要人力去重新调整各个工位的位置和参数，但是对于大型生产线来说，长距离的控制和庞大的布线，以及各种工位的精细参数都使得现场技术人员的工作量很大。这种高强度，高要求的工作量对现场操作人员技术要求较高，极大的耗费人力及财力。另一方面系统在检查故障方面的能力也不强，一旦发生故障，工程技术人员无法及时得到报警信息，这可能造成生产线瘫痪，从而大大降低生产效率，增加生产成本。如：过去的钣金生产线，产品拥有多种型号，然而在生产过程中，机床只能生产一种配置的型号，当需要生产不同的型号的时候，就需要费时费力的对机床进行调整，然

10、而人工调整过程中，由于精度等原因的存在，许多配件由于达不到所需的生产要求而成为废品，给企业带来诸多不便与损失，这严重影响了公司经济效益和生产效益，也给社会造成资源的严重浪费，自动钣金线的全自动操作系统就在这样的背景下被人们开发生产出来1.2 课题的研究方向对于大多数的PLC的冰柜钣金全自动生产线控制系统都需要一个很好的人机交互界面（HMI），这不仅让新的用户及时快速的学会生产线的操作，也在产品的推广过程中提供了很大的便利。在这个自动化飞速发展的新时代，一个便捷高效的人机交互界面就成为了自动冲切生产线的必须要求和配置。本课题就以上等问题进行研究设计，从而达到用户可以根据要求随时改变型号的配置，只

11、需在自动钣金线触摸屏界面进行产品的参数输入，就可以方便快捷的在机床上切出符合要求的产品，使得整条生产线都可以根据触摸屏的参数输入输出进行钣金线的全自动冲切。 1.3 课题的研究意义冲切段自动控制生产线的使用，使产品的数量和质量得到了极大的提高，自动冲切系统对工业生产有着重大的意义，它一方面解放了生产力，把人从劳烦的生产线解放出来，自动化的操作系统让即使不是很精通生产线生产规格的工人也可以自己操作整个生产线的生产，减轻了操作工的劳动强度，从而取得较大的经济效益和 社会效益。另一方面，拥有自动触摸屏人机交互界面的自动冲切系统，它规范了生产的规格，拥有统一的生产模块，将使得产品生产变得标准化，规范化

12、。将课题研究的意义总结为以下几点： （）高精度性：极大地提高了冰柜钣金产品冲切的精度，使产品实物尺寸趋于一致化，方便产品的使用。 （）可靠性：整个冲切系统在冲切过程都有实时监控的保护功能，这使得设备的使用寿被极大延长了，系统故障停机时间，产品冲切过程的稳定可靠都得到了极大的保证。 （）快捷性：通过触摸屏操作的钣金线操作简单，减轻工作人员的劳动强度，提高了企业的劳动生产率。 （）自动化：采用工控计算机，通过运用触摸屏提供了良好的人机交互界面，并且参数设定与修改、系统报警与清除和重要数据保存与显示等都提前存储在存储器中，只需要通过触摸屏操作系统简单切换产品配置型号，就可以实现全自动冲切。（）易用性

13、：控制系统操作灵活便捷，人机交互界面简单易懂，使用方便，可靠性高，具有极大的推广应 用价值。2. 自动钣金线的总体设计方案2.1 自动钣金线的任务方案该系统用于冰柜钣金全自动生产线控制系统，硬件配置为西门子触摸屏、s7 -PLC 300、西门子cu320伺服系统，软件主要使用wincc+step7.该系统用以上配置通过编程主要达成以下功能：（1）使用wincc编程在触摸屏上完成人机交互界面设计，对不同钣金图纸参数的输入、存储、产品图形仿真显示。（2）用step7进行plc编程对触摸屏输入参数进行通道存储、排序运算后向伺服控制系统提供运动系统目标参数，通过采集各种传感器的状态准确控制各类执行元件

14、的动作。（3）通过编程实现根据触摸屏上选择不同型号的产品流水线会根据存储的长度、宽度及冲孔的特征和位置参数自动运算，实现钣金生产流水线的型号间一键切换及整体的全自动运行。2.2 触摸屏人机交互界面（HMI）设计方案作为一个合格且受用户欢迎的人机界面，需要考虑很多东西，在保证能够充分表达设计者的任务要求意外，还必须满足用户者使用时的习惯和操作心理。在这样的基础上，设计一个满意的触摸屏人机交互界面就需要从用户的立场上出发，所以，课题的触摸屏人机交互界面从以下的用户心理学和认知科学出发，努力设计一个满意的设计成果。首先从认知心理学来分析一个好的触摸屏如何满足人们的应用。认识心理学，包括人们把关于感觉

15、知觉、注意记忆、头脑联象等行为来了解客观事物的过程。认知科学是在人们的认知过程中，图像和声音的刺激被认为是接收和记在心里以一个抽象的方式，视觉和听觉在感知过程中形成，然后把输入和记忆中的信息互相作对比以构成人们对外界的认知。感官、短期记忆、长期记忆和认知处理器等作为人体信息处理器，也就是常说的知觉。每一种知觉短期内存和处理器是对应的，认知的处理器执行的是人类思维的工作。思考的结果或存放，或发送到控制动作的动作处理器，控制情绪和偏好。就是说人们通过自己的外界感受来刺激自己内心对外界的认识，从而产生思维，构成人们对事物的喜好，本次课题设计便从心理学和认知科学分析的目的就是设计一个建立在大多数已经有

16、的认知心理上的人机交互界面。根据以上对用户心理的研究提出以下基本原则作为人机交互界面设计的标准。（1）一致性原则。就是在界面控制操作、任务消息的表达等方面与用户熟练了解的的形式尽可能一致，大多数人及时记忆大多只能记住最近看过的几个图画，所以在设计中统一了模板（如图2-1），返回按钮安排在左下角，换页和选择安排在右下角，这一点考虑了大多数用户右手操作的习惯，同时在每一个子画面的上眉头都标明所在子画面名称（如图2-1）。图2-1 设计部分方案图（2）兼容性。在用户期盼和实际界面策划之间保持兼容性，基于用户以前的操作经验，集成原来的操作习惯，同时在此基础上改进翻新。（3）适应性。用户应该在一个控制的

17、位置，使界面适应用户多个方面。（4）指导性。界面 “以客户为中心”。这一点在设计中采用顺序结构，按照结构的先后顺序操作，就可以完成生产线的操作与调整。（5）结构性。为了降低复杂性，界面设计应该是结构化的。在设计中采用三级层次设计，界面颜色深度层次递减。2.3 冲切段的自动控制方案由于实际自动钣金生产线过于庞大，课题选取前四个工位作为冲切段的控制方案（触摸屏做的是整体生产线的设计）。前四个工位包括QHB-1 上料工位、QHB-2 冲铰链孔前板料定位工位、QBH-3 冲铰链孔工位、QBH-4 底脚孔1及中间底脚孔工位。图2-2 产品型号图纸在设计中，需要控制四个工位的进板，冲切和出板等等，在冲切的

18、过程中，由于多个冲切孔分散在板的整个面板中（如图2-3）。在冲切过程中因为机械手是固定的，而且板子只能前进不能后退，这就需要按照多个机械手对应的多个冲切孔的先后顺序进行优先选择冲切。例如：温控器冲切孔与冲铰链冲切孔这两种冲切孔，温控器冲切机械手在前，冲铰链冲切机械手在后，在上板过程中，假如两个冲切孔之间的距离大于机械手之间的距离，在冲切过程中，就需要先进行冲铰链冲切孔的冲切，不能因为温控器的机械手在前而启动。根据上面的例子需要进行算法演算和控制，经过思考和参考资料，最终冲切段自动控制方案选择运用编码器和冒泡排序相结合的方法。2.4 可编程控制器的选型2.4.1 PLC的定义美国一家公司在二十世

19、纪七十年代，成功研发出全球第一台可编程控制器，它由微机技术和继电器通常控制观念组合得到，随后在美国一家汽车公司的生产线上，进行了试验并取得成功。当时的社会只可运用逻辑运算，是以它最后被取名为：可编程逻辑控制器，简称PLC（programmable logic controller）。从某种意义上说，PLC也算计算机系统的一种，但是它与工业过程相接连的输入/输出接口，比普通的计算机更强大，更适用于编写控制程序语言，更适应于工业环境的抗干扰性能。 2.4.2 PLC的选型分析S7-PLC -300属于模拟式中小型PLC，拥有独立的CPU、电源等各个模块，它的轨道机架是非常标准的， U形总线通过每一

20、个模块背后的总线连接器连接各个模块。通常情况下，机架从左到右依次是电源模块，CPU模块，IM接口模块，接着是端口模块。S7-PLC 300的编程软件和硬件配置导轨，导轨槽数：11。1号槽电源，CPU在2号槽，IM在3号槽，4号插槽到11插槽可以被放置其他模块。如：DI、DO、AI、AO、FM和CP等。S7-PLC 300一般采用梯形图语言编程进行基本控制，它与继电器控制电路图能够相互呼应，梯形图因为形式简单、直观性强，而且相对于汇编语言，梯形图出错率低容易编写和修改，并且梯形图、流程图和语句表相互间在一定的条件下可以进行相互转换。深总结选用PLC 300控制原因有以下几点：（1）通用性强、灵活

21、性好、功能齐全。（2）可靠性高、抗干扰能力强。（3）编程简单、使用方便。（4）模块化结构、安装简单、调试方便。2.5 钣金生产线的驱动伺服本次课题自动钣金线冲切段自动控制的驱动伺服用的是西门子CU320伺服驱动。CU320采用SINAMICS S120 DC/AC多轴驱动控制单元的伺服驱动，是驱动系统的中央控制器，控制盒协调驱动系统的所有模块的工作，以及完成对轴间的电流环、速度环和位置环之间的相互控制。CU320伺服驱动控制单元的可以进行各轴间的数据交换各轴之间可以进行相互的数据交换，也就是说轴与轴之间的数据都可以被其他轴读取，这一特征被广泛的运用在多轴之间的数据同步。一个CU320根据所连接

22、的I/O 模块的数量、外围轴控制模式、所需的功能以及CF卡等的不一样，控制单元所能控制轴的数量也是不同的。伺服最大输出频率为650Hz，矢量和V/F 控制频率为300Hz；弱磁的最大倍数为5倍。用作伺服控制时，最大控制轴数为4 个轴；用作矢量控制时，最大控制轴数为2 个轴，当然控制轴的数量并不是绝对的，它与CU320伺服控制单元的负荷相互关联的，具体控制轴数应在实际应用中由操作来决定。3. 下位机S7-PLC 300软件设计3.1 系统控制的总体流程图报警开始开始进板15个工位排序冲切段使能开启MDI使能开启编码器定位反馈手动/自动寻零开启工作使能进板地址寻零冲切机械手使能开启出钣结束工位伺服

23、开启工位伺服关闭伺服所有工位是否到位？使能开启NY图3-1 系统控制总体流程图3.2 I/O资源分配在S7-PLC 300中数字量地址三个部分组成：地址标识符、地址的字节部分和位部分。其中一个字节有07这8位字节组成，地址标识符有I和Q，其中I表示输入，Q表示输出，位部分则是M表示位寄存器。图3-2 程序部分变量表本设计中由于生产线过于庞大，定义的变量共有1227个，而在本课题的研究中，虽然在WINCC flexible触摸屏设计中涉及到大多数的变量，但是冲切段只有前四个工位，另一方面变量表都列出来过于庞大，所以在这里只列出一部分的符号分配表，以作示例。3.3 S7-PLC 300项目的建立建

24、立新项目有两种方式，其一是直接点击文件目录下的新建，在跳出来的对话框中（如图4-3）选择用户项目，然后填写名称和选择存储位置，在名称上面显示的是已经存在过的项目，可以直接双击打开，填写完整后点击确定。 图3-3 项目对话框图第二种新建项目的方法是点击文件下的新建项目向导然后顺序点下去（如图3-4），就会完成项目的建立，在此不做赘言。 图3-4 项目向导图项目建好后，在新建的项目上右击选择插入新对象，选择SIMATIC 300站点（如图3-5）。 图3-5 站点选择图然后双击硬件进入设置（如图4-6），设置完成点击编译，硬件设置完成。图4-6 硬件设计图3.4 控制系统各部分PLC程序的开发3.

25、4.1 初始化子程序模块当CPU 的状态从停止态转入运行态时，操作系统都会调用OB100。当OB100运行结束后，操作系统接着调用OB1。利用OB100先于OB1执行的特性，可以为用户主程序的运行准备初始变量或参数。本课题的初始化子程序为钣金线的运行提供原工位的调整（如图3-7）。图4-7初始子程序这个初始化模块的存在不仅仅是对原工位的调整，更是在工业上至关重要的部分，一个工业应用软件最重要的就是应对非正常停止时如何正确进行复位调整，减少硬件设施的损坏。3.4.2 主程序模块主程序OB1模块式整个程序的主要部分，在这里可以调用FB、FC等功能块（如图3-8）。图3-8 主程序模块本课题的程序设

26、计基本都放在 FB、FC模块中，FB 1-15对应的是整个钣金生产线的十五个工位，每一个生产工位都对应折多个背景数据块，这些数据块的调用就是通过主程序模块OB1进行功能块的应用。3.4.3 冒泡选择程序在工位调整过程中，需要优先各个工位的排序，在这里选用冒泡程序法，以便于在整个生产线过程中能够确保在钣金只能前进的过程中每个需要冲切的工位都能确保冲切到。对应的程序。OPN DB 1 /读取DB1的数据，15个工位的位置 L 14 /装载10到MB500中,因为有十个数据,要进行十次排序,9次也可以的ll0: T MB 500 L P#0.0 /装载地址指针 LAR1 L 14 /内部循环,进行9

27、次,直到把最大值排到最后ll1: T MB 502 L DBD AR1,P#0.0 L DBD AR1,P#0.0 L DBD AR1,P#6.0 D JC ll2 /比较前后两个值,如果前面大于后面的,则前后数据交换 L DBD AR1,P#0.0 T #m_temp L DBD AR1,P#4.0 T DBD AR1,P#0.0 L #m_temp T DBD AR1,P#4.0 L DBW AR1,P#4.0 T #m_temp1 L DBW AR1,P#10.0 T DBW AR1,P#4.0 L #m_temp1 T DBW AR1,P#10.0 LL2:+AR1P#4.0 /指针自

28、动进行加4,因为是浮点数,所以要跳过4个字节 L MB 2 LOOPLL1 /这个指令自动的将A寄存器里的值减1 L MB 0 LOOP LL0图3-9 部分冒泡程序图3.4.4 地址读取和存储在对工位调整过程中，在对各个工位进行优先排序后，我们还需要对板子的位置进行定位，只有正确的对板子进行位置的定位，我们才能顺利输送板子和启动各个工位的冲切伺服，本课题采用位移来确认板子的实时位移 。需要在地址栏（如图4-10）写好输入地址（IN）和输出地址（OUT），然后通过移位进行读取和存储地址。图3-10 地址栏图3-11 地址读取和存储图以上是程序设计的重点模块，围绕这些程序设计的核心，通过功能块，

29、组织块等等设计，组成了整体程序设计，当然这些设计只是课题的一部分，如何通过这些程序的设计完成人机交互界面的设计才是整个设计的重点，下一章我们将着重对上位机Wincc flexible人机交互界面进行设计和介绍。 4. 上位机WinCC flexible人机交互界面的设计4.1 WinCC flexible的概述组态软件WinCC flexible是一款工业全集成的自动化软件，它由德国西门子（SIEMENS）公司在工业高速发展时代对机器的自动化概念推出的的人机交互HMI软件。它用于组态用户界面设计的软件，它通过过程总线、PLC和外围设备等组件对机器和与设备进行操作和监视。WinCC flexib

30、le 提供了与SIMATIC 产品系列和SIMOTION 产品系列非常成熟的集成功能，主要概括为：（1）组态和编程的一致性（2）数据保持的一致性（3）通讯的一致性拥有这些成熟的集成功能，使得Wincc flexible应用于各种行业，无论是化工、能源、橡胶还是汽车、印刷、制药或者贸易等等，它在这些行业中都起到相互整合的作用。Winccflexible使生产自动化和过程自动化集于一体另一方面随着发展，如今的工艺过程也变得日趋复杂，这样的发展使得对机器和设备的要求变得也越来越高，这个时候操作的透明性被人们越来越重视，在工业集成软件中，人机界面正是拥有这样的透明性，所来随着工业的发展，工艺过程的日趋

31、复杂，Wincc flexible就显得越来越重要，它在其中承担着以下的任务：（1）过程可视化（2）操作员对过程的控制（3）显示报警（4）归档过程值和报警（5）过程值和报警记录（6）过程和设备的参数管理4.2 WinCC flexible的程序介绍4.2.1 程序的界面介绍首先需要新建一个新的项目，本设计为是根据白雪有限公司现有的触摸屏设计，型号为：MP 377 12” touch（如图4-1）。图4-1 选择型号图在设计中，主要用到的是如下图中（图4-2）靠左边一栏的项目栏，右边的工具栏以及下方的属性栏。（1） 画面项目。新建的画面都在此项目中，可以新建文件夹或者新建画面。（2） 通讯项目。

32、含有三个子项目，其一：变量，是Wincc flexible中变量所在位置，在这里需要设置于下位机相互通讯的变量以及本身用到的变量。其二：连接，此项目需要在建立变量前创建，是连接下位机S7-300的通讯驱动程序。其三：周期，软件驱动运行和连接所有周期都在此。（3） 报警项目。包含模拟量报警、离散量报警和报警的设置。此项目对程序运行过程中的错误或者溢出等状态进行报警，对用户起到报警和指导作用。（4） 剩下的项目有配方、历史数据、脚本、报表、文本和图形报表等等，在本次设计中没用到，不做赘言。工具栏是设计很重要的一部分，它包括了设计需要的所有对象、图形以及各种元件库。（1） 简单对象。里面包含有各种图

33、形的绘画工具、按钮、开关、I/O域等简单的对象。图4-2 软件界面图（2） 增强对象。则是进一步强化工具的特殊性，比如时钟、滚动条和报警视图等等。（3） 图形。这里面包含有在画动态图时能够找得到的所有图形，是做组态时很好的帮助。（4） 库。用户在这里可以自己设计符号和图形，可以新建新的库，然后添加自己组合的元件进去，这样在设计的过程中就可以随时调用这些自己组合的元件图形。下方的属性框是调整每个元件属性的地方，以及各种动作添加的地方。具体用法在下面设计中会提到。4.2.2 界面设计的流程图对于触摸屏的设计是本次毕业设计很重要的一部分，因为它是负责整体设计的参数的输入输出，还负责整体自动钣金线生产

34、的启动，停止和报警等等功能，以及冲切段的自动控制，包括工作原位的调整、伺服电机的设定和生产线工位的整定。在整个钣金生产线中，我们需要对产线上的工作原位、工位数值以及伺服电机进行调整，这些调整不仅仅是在生产线开始工作之前对其进行复位。在生产线工作过程，还需要随时监控这些原位所在的数值，当发生故障报警时，我们需要知道对应的发生故障的工位，然后进行工位复原，在这些工位中有的可以再工位结束后，自动根据程序进行复位，然而同样的有些工位并不能进行自动复位。或者说在生产线工作过程中，我们需要对相对应的工位进行手动调整以适应生产线的相对应的生产要求，这些调整就不在原位数值中显示了，所以我通过手动工位调整来进行

35、调整。 工位调整完毕后，还有很重要的就是伺服电机的设定，而伺服电机的设定在自动钣金线上有14个电机位，这些伺服电机的设定需要每个进行单独的设定，所以作为另外的一部分。最后则是把所有需要对产品进行设计调整的设定放在一起，这样在前面三项设计好后，当后续需要进行生产时，直接进入最后一项，就不会对工位进行误操作。而且集中块进行操作的话会对产线操作人员提供很大便利，不会找不到想要操作的界面。总结以上设计思路，总体设计部分概括为四个部分：一：原位数值指示；二：手动工位调整；三：伺服电机设定；四：产品设置与生产。这四部分组成钣金线触摸屏的整体系统，在这四部分中，前三部分属于生产线的工位调整，而第四部分则是生

36、产线的软件调整。这样的分配对于再次利用系统生产时有了极大的便利4.3 WinCC flexible的程序开发4.3.1 主界面的设计软件使用新门子触摸屏MP322 12寸多功能面板，满足高性能应用要求。使用创新性的Windows CE5.0操作系统，它拥有很好的非易失性的报警缓冲，这给操作人员和用户都提供了使用方便。针对操作系统，需要提供钣金线的生产厂商和生产线所用做的功能等等信息。初始画面（如图4-3）如下： 图4-3 启始界面系统画面显示生产商公司名称、软件名称以及当时的日期和时间。单机“进入系统”进入软件主界面（如图4-4）所示：图4-4主界面主界面中有四个按钮，单击按钮分别指向“原位数

37、值指示”、“手动工位调整”、“伺服电机设定”、“产品设置与生产”。1-15工作原位指示灯在原位状态下为绿色，同时“工作原位显示”显示为绿色，当有任何工作原位不在原位时显示为红色，“工作原位显示”显示为红色。如在初始状态下各工位不在原位状态，则单击“原位数值指示”按钮，查看不在原位的工作元器件。4.3.2 原位数值指示单击“原位数值指示”进入原位数值指示画面，（如图4-5）所示：画面把线体分为15个工位，如果工位不在原位，则工位前方黄色警示牌会不停闪烁，这时候应查看现场各工位器件是否正常到位，按下电柜面板上的回原点按钮或手动状态下进行原位设设置。图4-5 原位数值指示画面4.3.3 手动工位调整

38、点击“手动工位调整”按钮进入手动画面（如图4-6）所示，手动工位调整画面也把线体归类为15个工位。这里的15个工位便是整个钣金线的冲切部分，本次设计选取前面四个工位作为设计课题。这里面不仅涉及到按钮的开关，显示等等功能，还有输入输出的管理，触摸屏参数等等输入用到数字键盘。单击“QHB-2 冲铰链孔前板料定位工位”按钮进入QHB-2 冲铰链孔前板料定位工位手动调整画面。图4-6 手动画面画面中红色按钮为手动调整的按钮，当点击按钮，工位在运行是，则显示为绿色，再次按下则停止变为红色，下面的输入输出域则是数字输入，点击输入输出域，则自动跳出数字键盘，按回车确定。4.3.4 伺服电机设定在图5-7中点

39、击“返回手动工位”，在手动工位调整画面中点击“返回主界面”回到主界面，然后点击“伺服电机设定”进入伺服电机设定界面。伺服电机设定是生产线的整个运行系统，总共分为14个伺服电机设计系统，每个设计工位都包括有当前电机所在位置，使能显示，电机运行速度，工位报警等等的设定。举例：单击“2-伺服后推装置”按钮进入电机控制画面（如图4-7）。图4-7单击数值输入框“输出起始地址分度值”，单击“总使能”按钮变为绿色，同时按下MDI使能，可实现电机的正传反转以及寻零。寻零完成后“寻零完成”指示灯为绿色。寻零完成按“返回”按钮返回“伺服电机设定”画面，其他工位伺服电机操作方法同理。4.3.5 产品的设置在主界面

40、点击“产品设置与生产”按钮进入产品设置与生产画面（如图4-8），在这个界面里有产品生产和型号参数输入输出的所有需求。如果系统第一次使用或者需要设置新产品参数，操作步骤如下：（1） 如第一次使用，或者温控器和铰链孔现场冲座模具更换，需为温控器和铰链孔冲座模具重新定义，单击“温控器模具定义”按钮，进入定义画面（如图5-9），根据现场冲座所对应的模具进行定义，如一号冲座安装“白雪温控器1”，可单击“一号温控器冲座模具”数值输入框，输入1，同理如二号冲座安装“阪神温控器”，可单击“二号温控器冲座模具”数值输入框，输入3，完成后返回设定画面。铰链孔模具定义与之相同。图4-8产品设置与生产画面图4-9 温

41、控模具定义画面（2）原始参数设定单击“原始参数设定”按钮弹出对话框，输入用户名“admin”，密码“0000”，再点击确定，然后再次单击“原始参数设定”按钮，进入设定画面（如图4-10）。图4-10 原始参数设定画面（3）新型号设定需要设置新的型号的话在“产品设置与生产”画面中点击“新型号设定”按钮，进入新型号设置画面（如图5-11）。图4-11 新型号画面第一步：单击“型号代码”数值输入框，输入所要存储版型的型号，举例：通道值设定为“1”，(注：通道号码不能为0，如需要更改也可覆盖原有通道)，按回车确定。单击“型号代码”数值输入框，设置型号代码“DB/XXXXX”按回车确定。第二步：单击“前

42、板设定”按钮，进入前板设定画面（如图4-12）。依次点击进入各个控件工位设置画面。例如：单击进入“温控器设定画面”，单击数值输入框，跳出数字键盘，设置相应的尺寸（各尺寸值不为零），然后按照图纸选择温控器的选型，没有温控器则点击“无温控器”下面的空白画面。按回车键确定退出，点击“返回设置画面”按钮返回前板设定画面。其他画面设定方法一样。第三步：依照前板设定，对后板进行设定。设定完成后返回“产品设置与生产”画面，至此新型号设定完成，且存储完毕。图4-12 前板设定画面4.3.6 产品的生产当所有设置都已完成后，便可以在“产品设置与生产”画面中进行产品的生产。下面将演示如何开始生产产品：第一步：在主

43、界面画面下（如图4-5），单击电箱面板回原点按钮，待1-15工作原位指示灯由红色变为绿色，无法自动回到原工位的请手动调整，直到所有工作原位指示灯都变为绿色。第二步：单击“产品设置与生产”按钮进入产品设置与生产画面（如图4-10），当前画面中会显示当前生产线所选定的产品型号，显示在图形视图中，如果需要选择新的型号，需要先点击“换型号伺服使能开启”按钮，当按钮变为绿色时，说明可以进行型号的更换（当型号更换完毕后，按钮会重新变为红色，红色按钮下，换型号功能无法使用）。接着点击“型号选择”按钮，进入型号选择画面（如图4-13）。根据图纸，输入通道号，单击“确定通道号”确认通道号，然后输入相对应的型号代

44、码，回车键确定。图4-13新型号选择画面第三步：在“产品设置与生产”画面下单击电箱操作面板启动按钮，（如第一次开机需同时按下油泵启动按钮）同时单击“生产件数”数值输入框，输入所要生产的产品件数，点击“权限集中”按钮，使按钮从绿色变为红色，同时线体开始运行，1工位开始吸钣上料。以上为整个触摸屏参数输入输出的程序开发，全部画面是针对生产商和用户双方考虑而做的设计，在保证画面整洁美观等基础上，在流程操作上，在自己设计的三套方案中选出的最满意的操作流程方案。5. 系统的通讯和调试5.1 通讯方式的选择在设计和调试过程中，我们需要选择HMI与PLC的通讯连接方式，在HMI中通讯方式有两种MPI(多点连接

45、)和TCP/IP(以太网)。5.1.1 多点连接MPIMPI又名多点连接，它是西门子公司对于PLC相互间通讯保密而开发出来被广泛运用的通讯协议，这是一个基于消息传递标准化而开发出来的通讯协议，MPI的起草与开发表明了通讯标准化的必要性和基本性。MPI作为一种简单而经济的通讯方式，MPI常被用在对于通信速率要求不高或者通讯数据量要求不大的通讯。简单的说，MPI建立的目的是为编写消息传递程序而开发的广范使用的标准。MPI为消息传递建立一个实际的、可移植的、有效的和灵活的标准。全部目标如下：（1） 设计一个适用于应用编程的接口。（2） 允许计算和通信的有效重叠。（3） 对于C 语言和 Fortran 77方便接口联接。（4） 设定一个可靠的通信接口：当通