《西门子S7-1200应用技术》S7-1200与触摸屏的应用

任务1认识触摸屏 任务2应用S7-1200与触摸屏实现调速控制任务3应用S7-1200与触摸屏实现故障报警任务4应用S7-1200与触摸屏实现用户管理 S7-1200与触摸屏的应用任务1认识触摸屏任务引入了解人机界面与触摸屏的原理和西门子人机界面的硬件，熟悉触摸屏的组态与运行过程。相关知识一、人机界面与触摸屏1.人机界面人机界面（HumanMachineInterface）简称为HMI。2.触摸屏触摸屏是人机界面的发展方向，用户可以在触摸屏的屏幕上生成满足自己要求的触摸式按键。触摸屏使用直观方便，易于操作。3.西门子的人机界面西门子的人机界面已升级换代，过去的177、277、377系列已被精简面板系列、精智面板系列、移动面板系列等取代。二、触摸屏的组态与运行三、触摸屏TP700Comfort①为触摸屏电源，需要提供DC24V电源。②为接地端。③为MPI/PROFIBUS接口，符合RS-422/485电气标准。④为USBA型接口，不适用于调试和维护，只可用来连接外围设备。⑤为PROFINET（LAN），10/100Mbit/s网络接口。⑥为音频输出接口。

⑦为USB迷你B型接口，用于调试和维护。四、触摸屏参数的设置与下载1.触摸屏桌面①为触摸屏桌面。②为启动中心（StartCenter。③为“开始”（Start）菜单。④为屏幕键盘的图标。2.触摸屏的控制面板“Settings”→“ControlPanel”3.触摸屏传输设置双击传输设置Transfer，打开传输设置“TransferSettings”单击“Properties…”按钮打开网络连接4.触摸屏站点下载计算机控制面板→“设置PG/PC接口”单击启动中心的“Transfer”任务实施1.查询SIMATICHMI精智面板操作说明，了解西门子触摸屏的类型及其用途。2.识别触摸屏TP700Comfort的电源端子及通信端口。3.设置计算机网卡的IP地址为192.168.0.10和子网掩码为255.255.255.0。4.使用网线连接计算机和触摸屏TP700Comfort。5.给触摸屏接上DC24V电源。6.设置触摸屏的IP地址为192.168.0.2和子网掩码为255.255.255.0，单击启动中心的“Transfer”按钮，等待计算机传输。任务2应用S7-1200与触摸屏实现调速控制任务引入应用触摸屏、PLC和变频器实现如下控制要求。1.可以在触摸屏中设置电动机的转速并显示电动机的当前转速。2.当单击触摸屏中的“启动”按钮或按下启动按钮时，电动机通电以设定速度运转。3.当单击触摸屏中的“停止”按钮或按下停止按钮时，电动机断电停止。4.当电动机运行时，触摸屏中的电动机运行指示灯亮，否则熄灭。相关知识—旋转编码器1.旋转编码器E6B2-CWZ6C的技术规格电源电压DC5~24V启动扭矩小于1mN.m消耗电流小于80mA惯性力矩小于10-6kg.m输出状态NPN开路集电极输出允许最高转速6000r/min最高响应频率100kHz允许力轴向30N，径向20N输出相位差A、B相位差90±45°环境温度-10~+70℃输出脉冲A、B相为1000pulse/r，Z相为1pulse/r环境湿度35~85%RH2.旋转编码器的接线任务实施1.PLC的组态一、PLC与触摸屏的硬件组态（2）设备视图→“信号板”→“AQ”→“AQ1×12BIT”，将订货号“6ES7232-4HA30-0XB0”→CPU的方框。单击巡视窗口的“属性”→“常规”→“模拟量输出”→通道0，设为“电压”，显示电压范围为“+/-10V”、通道地址为QW80。（3）CPU→“属性”→“常规”→“高速计数器（HSC）”→“HSC1”→“常规”，勾选“启用该高速计数器”。（4）单击“功能”（5）单击“硬件输入”（6）展开“DI14/DQ10”→“数字量输入”（1）2.PLC与触摸屏通信的组态（1）“网络视图”→“硬件目录”→“HMI”→“SIMATIC精智面板”→“7”显示屏”→“TP700Comfort”，6AV2124-0GC01-0AX0→网络视图中（2）单击连接PLC_1到HMI_1的以太网接口“HMI连接”二、编写控制程序1.添加变量和数据块添加一个全局数据块“Motor”2.编写程序三、触摸屏画面对象的组态展开“HMI_1”→“画面”，双击“添加新画面”，添加一个“画面_1”的画面1.组态文本域选择右侧工具箱中的，将其拖入到组态画面中，更改为“起始画面”

2.组态指示灯3.组态按钮4.I/O域的组态5.触摸屏变量与线性转换单击，新建一个仿真项目单击仿真按钮“下载预览”中单击“装载”，将PLC_1站点下载到仿真器中单击工具栏中的，使PLC运行。仿真界面中，打开“SIM表格_1”，单击，添加项目变量四、仿真运行单击站点“HMI_1”，再单击工具栏的，弹出的触摸屏仿真界面如所示。

1.单击触摸屏“启动”或PLC仿真器中的“启动”，触摸屏的指示灯变为绿色，电动机启动。2.设定速度为1200r/min，则PLC仿真器中的“模拟输出”值为23201，此即模拟量输出的模拟值。3.单击PLC仿真的，在变量“HSC1频率”的“监视/修改值”列输入20000（1200r/min时编码器输出频率），触摸屏仿真界面中的测量速度显示1200r/min。4.单击触摸屏中的“停止”按钮或PLC仿真器中的“停止”按钮，触摸屏的指示灯变为红色，电动机停止。任务3应用S7-1200与触摸屏实现故障报警任务引入某风机对管道输送气流，管道有4个压力测量点，使用的压力传感器的测量范围0~10kPa，输出模拟量电压0~10V，控制要求如下。1.在触摸屏的设定画面中，可以通过“设定速度”来调节风机的转速，也可以设定压力的上下限。2.当单击触摸屏中“启动”按钮或按下启动按钮时，风机通电启动。当测量压力高于压力下限时，设备自动启动。3.在触摸屏中显示测量点的“测量压力”，当出现主电路跳闸、变频器故障、门限保护、紧急停车等故障时，应能显示对应的离散量报警信息，风机和设备立即停止。4.当管道压力低于压力下限或高于压力上限时，应能显示对应的模拟量报警信息，设备停止。5.当单击触摸屏中“停止”按钮或按下停止按钮时，风机和设备断电停止。1报警的分类用来指示控制系统中出现的事件或操作状态，可以用报警信息对系统进行诊断。（1）自定义报警离散量报警：如断路器的接通与断开、故障信号的出现与消失。模拟量报警：如模拟量的值超出上限与下限。（2）系统报警用来显示HMI设备或PLC中特定的系统状态。HMI设备触发的系统报警PLC触发的系统报警相关知识—报警的概念2报警的状态与确认（1）到达：满足触发报警的条件时状态。（2）到达/已确认：操作员确认报警后的状态。（3）到达/离去：触发报警的条件消失。（4）到达/离去/已确认：操作员确认已经离去的报警的状态。报警的确认可以通过OP面板上的确认键或触摸屏报警画面上的确认按钮进行确认。3报警的显示（1）报警画面（2）报警窗口（3）报警指示器任务实施1.PLC的组态一、PLC与触摸屏的硬件组态（2）设备视图→“信号板”→“AQ”→“AQ1×12BIT”，将订货号“6ES7232-4HA30-0XB0”→CPU的方框。单击巡视窗口的“属性”→“常规”→“模拟量输出”→通道0，设为“电压”，显示电压范围为“+/-10V”、通道地址为QW80。（1）2.PLC与触摸屏通信的组态（1）“网络视图”→“硬件目录”→“HMI”→“SIMATIC精智面板”→“7”显示屏”→“TP700Comfort”，6AV2124-0GC01-0AX0→网络视图中（2）单击连接PLC_1到HMI_1的以太网接口“HMI连接”二、编写控制程序1.添加数据块2.编写控制程序三、触摸屏画面对象和报警的组态1.触摸屏画面的组态（1）组态符号I/O域①

创建文本列表②

变量的指针化③

符号I/O域的组态（2）I/O域的组态（3）画面的切换组态2.触摸屏报警的组态（1）报警类别的组态（2）离散量报警的组态（3）模拟量报警的组态（4）组态报警窗口3.触摸屏变量的线性化单击，新建一个仿真项目单击仿真按钮“下载预览”中单击“装载”，将PLC_1站点下载到仿真器中单击工具栏中的，使PLC运行。仿真界面中，打开“SIM表格_1”，单击，添加项目变量四、仿真运行单击站点“HMI_1”，再单击工具栏的，弹出的触摸屏仿真界面如所示。

1.单击PLC仿真的，将变量“测量1”~“测量4”修改为如图所示的值，并勾选变量“门限保护”和“紧急停车”。2.单击触摸屏或PLC仿真器中的“启动”按钮，触摸屏界面中的风机和设备的指示灯变为绿色，二者同时启动。3.通过触摸屏界面中的测量点下拉列表选择测量点，则测量压力显示对应测量点的值。4.单击触摸屏仿真界面中或PLC仿真器中的“停止”按钮，触摸屏界面中的风机和设备的指示灯变为红色，二者同时停止。5.在风机和设备运行时，修改PLC仿真器中“测量3”的值小于13824（5kPa对应的值），勾选“主电路跳闸”、“变频器故障”，取消勾选“门限保护”、“紧急停车”，弹出的报警窗口中的报警背景均显示红色，同时风机和设备指示灯显示红色。6.单击一个报警，再单击按钮进行确认，背景色变为蓝色。在确认时，对属于同一个报警组的“主电路跳闸”和“变频器故障”的其中一个确认，则两个报警同时得到确认。7.重新勾选“门限保护”，该报警的背景色变为天蓝色，报警窗口如图所示。8.单击“紧急停车”报警，再单击，则显示紧急停车的具体信息如图所示。任务4应用S7-1200与触摸屏实现用户管理任务引入某风机的控制电路如图所示，主电路略。要求如下。1.操作员只能对风机进行启动/停止控制。2.班组长除了具有操作员的权限外，还具有访问设定画面的权限。3.工程师除了具有班组长的权限外，还具有设定压力上下限的权限。4.压力传感器的测量范围为0~10kPa，在触摸屏中设定压力上限为8kPa，压力下限5kPa。如果压力高于8kPa，触发高于上限报警；如果压力低于5kPa，触发低于下限报警。相关知识—用户管理在系统运行过程中，可能需要修改某些重要参数，如修改温度或时间的设定值，产品工艺参数的设定等，这些参数只能允许经授权的专业人员来完成。因此采用不同的授权方式允许不同的人员进行相应的操作权限。在西门子触摸屏的用户管理中，先将权限分配给用户组，然后将用户分配给用户组，用户就有了这个用户组的权限。同一个用户组中的用户拥有相同的权限。任务实施1.PLC的组态一、PLC与触摸屏的硬件组态2.PLC与触摸屏通信的组态（1）“网络视图”→“硬件目录”→“HMI”→“SIMATIC精智面板”→“7”显示屏”→“TP700Comfort”，6AV2124-0GC01-0AX0→网络视图中（2）单击连接PLC_1到HMI_1的以太网接口“HMI连接”二、编写控制程序1.添加数据块2.编写程序三、触摸屏画面对象和用户管理的组态1.画面对象的组态（1）登录和注销按钮的组态（2）用户视图的组态2.报警的组态3.用户管理的组态（2）用户的组态密码：1000密码：2000密码：3000密码：40004.画面对象的安全设置单击，新建一个仿真项目单击仿真按钮“下载预览”中单击“装载”，将PLC_1站点下载到仿真器中