机电一体化综合设计实训教程 课件 第5章-基于wincc组态软件的监控系统设计-修正版v3

CHANG’ANUNIVERSITY第5章基于WinCC组态软件的监控系统设计CHANG’ANUNIVERSITY第5章WinCC组态监控系统设计1）认识WinCCflexible的工程界面，了解菜单栏、工具栏、项目视图、工作区域、参数区和工具箱的作用。2）掌握组态编程基本流程：更改设备类型、添加画面、添加组件、变量关联、下载程序和运行调试。3）完成跑马灯实验：PLC控制6个小灯按顺序点亮与熄灭，触摸屏负责启动和停止。4）理解上位机监控的关键：画面对象不是单独存在，必须与PLC变量地址建立对应关系。5）最终能够独立设计简单的WinCC监控画面，并在PLC台架上完成软硬件联调。CHANG’ANUNIVERSITY5.1WinCC组态软件编程步骤第5章基于WinCC组态软件的监控系统设计CHANG’ANUNIVERSITY5.1WinCC组态软件编程步骤软件作用与启动1）WinCC是常用工业组态软件，用于建立控制系统的参数监控平台。2）本章以Smart700IE触摸屏为对象，完成项目创建、设备选择和界面设计。3）使用前先确认软件运行环境，教材建议STEP7和WinCC在Windows7环境下运行。4）操作起点是启动SIMATICWinCCflexible2008，然后通过“项目—新建”建立工程。5）设备型号和版本设置正确，是后续下载、通信和触摸屏运行的基础。WinCC启动窗口与设备选择CHANG’ANUNIVERSITY5.1组态编程的主要任务1实验内容1）建立触摸屏工程，选择与实验设备一致的Smart700IE屏。2）在项目中添加监控画面，画面用于显示和控制系统参数。3）向画面中放置按钮、文本域、线等组件，并调整名称、位置和外观。4）为按钮设置事件函数，例如SetBit，用于改变PLC中的位变量。5）将WinCC变量与PLC地址绑定，实现触摸屏与PLC的数据交互。2操作步骤1）更改设备类型，保证工程设备与实际触摸屏一致。2）添加画面和组件，完成监控界面初步布局。3）新建变量并设置连接、数据类型和PLC地址。4）通过以太网（注意设置IP）下载程序到触摸屏。5）进入仿真或联机调试，检查按钮动作和变量显示是否正确。CHANG’ANUNIVERSITY5.2编程环境与界面区域第5章WinCC组态监控系统设计CHANG’ANUNIVERSITY5.2.1WinCC软件界面区域1）菜单栏和工具栏用于项目管理、画面编辑、下载与仿真。2）项目视图采用树形结构，集中管理画面、变量和连接。3）工作区域是触摸屏画面设计区，按钮和显示框都在这里布置。4）参数区域用于修改对象属性，例如颜色、文本、事件和变量关联。5）工具区提供常用对象，可直接拖拽到画面中。WinCC软件界面区域CHANG’ANUNIVERSITY5.2.2组态编程六步法更改设备类型添加画面添加组件关联变量下载程序运行调试流程说明1）如果在已有工程上修改，第一步先更改设备类型，可以节省重复建工程的时间。2）画面是监控系统的主要元素，用于显示转速、角度、方向、启停状态等工作参数。3）组件添加完成后，必须继续设置属性和事件，否则按钮只停留在界面显示层面。4）变量关联是组态监控的核心，通过PLC地址实现“触摸屏操作—PLC动作—画面反馈”。5）下载和仿真用于检查界面效果、通信参数和变量响应，发现问题后及时返回修改。CHANG’ANUNIVERSITY5.2.3更改设备类型与添加画面1）在项目视图中选中设备，右键选择“更改设备类型”。2）重新选择屏幕型号和设备版本，例如SmartLine中的Smart700IE。3）画面用于承载按钮、显示域和文本说明，可根据任务新建多个画面。4）新建画面后可修改名称，使工程结构更清楚，便于调试和维护。更改设备类型与添加项目画面CHANG’ANUNIVERSITY5.2.4添加组件与设置属性1）在工具箱中选择按钮、文本域、线等对象，拖拽到工作区域。2）组件添加后，可修改名称、位置、大小、颜色和显示文字。3）按钮类组件需要设置事件，例如“单击”或“按下”。4）事件中可加入SetBit函数，将指定PLC位变量置1。5）这种设置方式使触摸屏按钮能够真正控制PLC程序。添加组件与事件函数设置CHANG’ANUNIVERSITY5.2.5组件关联PLC变量1）变量名称是WinCC内部标识，便于画面对象调用。2）连接用于说明该变量对应哪一台PLC或通信对象。3）数据类型根据实际变量选择，例如按钮状态常用Bool。4）寻址时需要选择PLC地址范围，如M区，并填写M10.1。5）完成关联后，按钮事件可改变PLC变量，变量变化也可在触摸屏显示。新建连接、变量设置与地址绑定CHANG’ANUNIVERSITY5.2.6触摸屏连接与程序下载1）实验触摸屏为7寸Smart700IE，可采用485或网线进行程序下载。2）触摸屏与PLC通信通常通过485/PPI线缆完成。3）以太网下载时，PC与触摸屏IP地址需要处于同一网段。4）下载前应检查设备型号、传输模式、IP地址和连接线是否一致。5）若无法下载，可重新设置触摸屏IP，或断电重启后再次传送。触摸屏连接方式与网络设置CHANG’ANUNIVERSITY5.2.7程序运行与仿真调试1）点击触摸屏Transfer按键，使触摸屏进入下载等待状态。2）在WinCC中选择设备SMART700IE、传输模式和目标IP。3）下载提示出现后继续执行传送，完成触摸屏程序写入。4）程序下载后可以先进行WinCC仿真，观察按钮、变量和界面效果。5）仿真无误后再进行联机调试，减少现场接线和通信错误。下载设置、下载提示与组态界面仿真CHANG’ANUNIVERSITY5.2.8常用组件与用途组件主要作用跑马灯实验用途按钮提供人机交互操作启动、停止控制文本域显示文字、标题或说明显示实验名称和提示信息线划分界面区域分隔按钮区和显示区界面设计不需要堆砌控件，重点是让启动、停止和状态显示清楚可见。CHANG’ANUNIVERSITY5.2.9小结：WinCC与PLC的交互关系1）触摸屏画面负责“看得见”和“点得动”，但控制动作最终仍由PLC程序执行。2）按钮、文本域等画面对象必须通过变量与PLC地址相连，才能形成数据交互。3）启动类按钮通常对应M区位变量；显示类对象通常读取PLC中的状态或数值变量。4）调试时按顺序检查：设备类型、通信参数、变量地址、事件函数和PLC程序逻辑。5）这一节的操作方法将直接用于后面跑马灯实验的触摸屏启动和停止控制。CHANG’ANUNIVERSITY5.2跑马灯实验第5章基于WinCC组态软件的监控系统设计CHANG’ANUNIVERSITY5.3跑马灯实验准备1）本实验用PLC控制小灯泡按一定顺序点亮，然后再按顺序熄灭。2）触摸屏只负责启动和停止，不直接代替PLC输出。3）程序中使用多个通电延时定时器TON形成时间序列。4）跑马灯效果依赖Q0.0-Q0.5六个输出点的组合控制。5）实验重点是把PLC定时器逻辑与WinCC按钮控制对应起来。跑马灯触摸屏监控界面CHANG’ANUNIVERSITY5.3.1实验任务与I/O配置1）输入端I0.0接启动按钮，I0.1接停止按钮。2）输出端Q0.0-Q0.5分别连接灯1到灯6。3）PORT1作为触摸屏与PLC的通信口。4）系统启动后由定时器顺序触发输出端，使小灯产生跑马灯效果。5）I/O分配必须先确定，后续梯形图和触摸屏变量都要与其对应。系统I/O配置表CHANG’ANUNIVERSITY5.3.2电气原理与启动/停止逻辑1）CPU224XP输出端子连接6个小灯，公共端和24V电源按原理图连接。2）网络1用于初始化，系统启动后复位M10.0。3）网络2中I0.0控制程序开始，M10.0得电置位并自锁。4）网络3中I0.1为停止按钮，按下后M10.1得电，系统停止。电气原理图CHANG’ANUNIVERSITY5.3.3定时器顺序控制1）网络4为计时器程序，M10.0闭合后T37-T52同时开始计时。2）每个定时器的动作间隔为500ms。3）T37-T43控制单个灯逐个点亮，最后熄灭所有灯。4）T44-T47控制两个灯逐次点亮，T48-T50控制三个灯逐次点亮。5）T51使所有灯点亮，T52再熄灭所有灯，完成一个循环过程。计时器程序网络CHANG’ANUNIVERSITY5.3.4六个小灯的输出控制1）网络5-10分别控制Q0.0-Q0.5。2）各网络结构相似，由定时器触点组合决定输出。3）Q0.0-Q0.5依次点亮灯1到灯6。4）改变触点组合，可形成逐