工程實(shí)踐與科技創(chuàng)新[3B]實(shí)驗(yàn)報(bào)告——電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

1、工程實(shí)踐與科技創(chuàng)新3B實(shí)驗(yàn)報(bào)告 項(xiàng)目名稱：電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐- 人機(jī)界面 設(shè)計(jì)組編號：第6小組 設(shè)計(jì)小組名單：曾XX、張XX、林XX上海交通大學(xué)電氣工程系2012年4月摘要： 本實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告，詳細(xì)闡述了通過施耐德實(shí)驗(yàn)室提供的“人機(jī)界面+Twido”硬件和軟件系統(tǒng)而完成的“簡易電梯模擬及報(bào)警系統(tǒng)”。此系統(tǒng)包含三個獨(dú)立模塊，分別為電梯正常運(yùn)行模塊、電梯人數(shù)超載報(bào)警模塊、電梯故障報(bào)警模塊。該系統(tǒng)以PLC為核心，觸摸屏為輔助，實(shí)現(xiàn)基本的電梯運(yùn)行模式，并在此基礎(chǔ)上增添了人數(shù)超載報(bào)警、故障報(bào)警裝置。對于非開發(fā)人員，只要按照觸摸屏上的指示，并結(jié)合日常生活中電梯的運(yùn)行狀態(tài)的常識，就能很好地操控整個系

2、統(tǒng)。關(guān)鍵詞：人機(jī)界面、Twido、PLC、電梯運(yùn)行系統(tǒng)、人數(shù)超載、故障報(bào)警等目 錄1系統(tǒng)總體說明21.1系統(tǒng)最初設(shè)計(jì)構(gòu)想21.2系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)功能31.3系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理概述41.4系統(tǒng)分工52系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)62.1程序總體結(jié)構(gòu)62.1.1觸摸屏程序總體結(jié)構(gòu)（Vijeo Designer）62.1.2PLC程序總體結(jié)構(gòu)（TwidoSoft）82.2重要的變量聲明與地址分配182.3各模塊功能介紹182.3.1觸摸屏各模塊功能介紹182.3.2PLC各模塊功能介紹213系統(tǒng)的硬件連接273.1硬件總體結(jié)構(gòu)273.1.1觸摸屏總體結(jié)構(gòu)273.1.2PLC總體結(jié)構(gòu)283.2運(yùn)動控制器與人機(jī)界面的連接29

3、3.2.1硬件連接303.2.2HMI軟件配置304系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)344.1學(xué)習(xí)中遇到的問題344.2建議355參考文獻(xiàn)35系統(tǒng)總體說明1.1 系統(tǒng)最初設(shè)計(jì)構(gòu)想在前期的熟悉人機(jī)界面（觸摸屏、PLC）的相關(guān)軟件的基礎(chǔ)上，我們開始構(gòu)思我們組所要去設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，在問及其他組將要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)之后，為了不和其他組有設(shè)計(jì)上的沖突，我們組成員開始在日常生活中遇到過的系統(tǒng)中去尋找我們感興趣的樣板。經(jīng)過組內(nèi)成員的研究、討論，我們組決定設(shè)計(jì)一個簡易的模擬電梯運(yùn)行系統(tǒng)，并包含電梯人數(shù)超載報(bào)警指示、電梯故障報(bào)警指示。在熟悉電梯正常運(yùn)行的功能的基礎(chǔ)上，考慮到指示燈的數(shù)量的限制，我們選擇設(shè)計(jì)一個在4個樓層之間運(yùn)行的電梯系統(tǒng)，并用4

4、個指示燈來表示電梯在此4個樓層所處的位置。初始狀態(tài)是整個系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)，沒有任何顯示，而在觸摸屏上進(jìn)入電梯運(yùn)行界面，在界面上按下啟動按鈕，電梯運(yùn)行系統(tǒng)被啟動，電梯初始位置處于1樓，且相應(yīng)指示燈顯示亮。和生活中電梯類似，我們設(shè)計(jì)的系統(tǒng)也有上行和下行按鍵，當(dāng)按下上行鍵，電梯將執(zhí)行上行系統(tǒng)；當(dāng)按下下行鍵，電梯相應(yīng)地執(zhí)行下行系統(tǒng)。電梯停于某一樓層，相應(yīng)地代表該樓層指示燈保持亮著的狀態(tài)。在完成基本功能上，為了完善、加強(qiáng)整個系統(tǒng)的功能，也是為了讓設(shè)計(jì)的電梯系統(tǒng)接近生活中真實(shí)電梯系統(tǒng)，我們添加了人數(shù)超載報(bào)警指示、電梯故障報(bào)警指示系統(tǒng)。通過觸摸屏進(jìn)入人數(shù)報(bào)警界面，在界面上，我們組用一個計(jì)數(shù)器來代表感應(yīng)人數(shù)增

5、加的傳感器，通過人為手動地增加或者減少人數(shù)，當(dāng)人數(shù)達(dá)到11時，人數(shù)超載系統(tǒng)啟動，我們讓4個樓層指示燈同時按照一定時間間隔的忽亮忽暗指示電梯處于超載狀態(tài)，當(dāng)人數(shù)減少，4個樓層指示燈立即停止此現(xiàn)象，恢復(fù)到前電梯運(yùn)行的狀態(tài)，而并不是重新啟動。通過觸摸屏進(jìn)入電梯故障界面，有一個warning按鈕代替感應(yīng)出故障的感應(yīng)器，如此按鈕一旦被按下，電梯迅速進(jìn)入電梯故障系統(tǒng)，我們組用3個指示燈（L1、L2、L3）來表示，此3指示燈進(jìn)入循環(huán)亮的過程：L1、L2 L1、L3 L2、L3 L1 L2 L3 L1、L2 。而當(dāng)此故障被解除（復(fù)位）時，指示燈迅速停止，電梯故障系統(tǒng)停止運(yùn)行。系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)功能 首先，分別將PL

6、C控制程序、觸摸屏控制程序下載至PLC、觸摸屏中，按照輸出口對應(yīng)接好各指示燈，建立好PLC和觸摸屏之間的通信。進(jìn)入觸摸屏首頁界面，選擇進(jìn)入電梯運(yùn)行系統(tǒng)界面。 圖1.2-1 觸摸屏首頁按下啟動按鈕，啟動指示燈亮，電梯運(yùn)行系統(tǒng)啟動，電梯處于樓層，指示樓層的燈顯示亮著的狀態(tài)，按照正常電梯運(yùn)行過程，在選擇所要到達(dá)的樓層之前，必須先按上行還是下行按鈕，而此時只有上行按鈕可按，如選擇樓層，則電梯從樓層開始向樓層運(yùn)行，指示燈的狀態(tài)是L1燈滅，L2燈亮，過秒，L2燈滅，L燈亮，過秒，L滅，L亮，然后L一直亮著，直到用戶選擇下行并按下某一樓層按鈕，如樓層，則指示燈狀態(tài)為L燈滅，L燈亮，過秒，L燈滅，L燈亮，L燈

7、一直亮著，直到按下下行還是上行按鈕，并選擇要到的樓層，如此循環(huán)運(yùn)行。然后，用戶可以通過兩種方式進(jìn)入報(bào)警界面，一種是觸摸屏的主界面直接進(jìn)入，一種是通過電梯運(yùn)行系統(tǒng)的向后翻頁鍵進(jìn)入。報(bào)警界面分為人數(shù)超載報(bào)警、電梯故障報(bào)警。若是人數(shù)超載按鈕被按下并增加到時，人數(shù)超載報(bào)警系統(tǒng)啟動，L1、L、L、L同時快速忽亮忽暗，亮暗間隔為.秒，當(dāng)人數(shù)減一或者人數(shù)復(fù)位為零，L1、L、L、L同時熄滅；若是故障報(bào)警按鈕被按下，電梯故障報(bào)警系統(tǒng)啟動，指示燈進(jìn)入循環(huán)閃爍過程，如.系統(tǒng)最初設(shè)計(jì)構(gòu)想中提到，循環(huán)間隔.秒，循環(huán)過程持續(xù)著直至故障復(fù)位鍵的按下。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理概述日常生活中，都能接觸到電梯這個運(yùn)行系統(tǒng)，幾乎每幢高樓大廈

8、都配置了電梯。我們對電梯的運(yùn)行過程也有一定的了解，比如對一個電梯系統(tǒng)，運(yùn)行模式如：當(dāng)乘客在電梯門外呼叫電梯時，按下上行還是下行的按鈕，先前電梯運(yùn)行到哪一樓層，此時收到呼叫指令，開始向呼叫樓層運(yùn)行，電梯內(nèi)樓層指示燈依次亮，等到達(dá)呼叫樓層時，電梯停止運(yùn)行，指示該樓層的指示燈保持亮著的狀態(tài)一定時間，等待乘客進(jìn)入；乘客進(jìn)入電梯，電梯內(nèi)有要到達(dá)的樓層按鈕，當(dāng)乘客選擇一個樓層時，電梯關(guān)門，開始向指令到達(dá)樓層行進(jìn)，此時電梯內(nèi)樓層指示燈依次亮，代表電梯的運(yùn)行過程和位置，如此循環(huán)運(yùn)行。正常生活中電梯圖片如圖1.3.1-1。 圖1.3.1-1（a）電梯外部圖片 圖1.3.1-1（b）電梯內(nèi)部圖片電梯除了正常運(yùn)行系

9、統(tǒng)外，還有其他一些用于報(bào)警電梯出現(xiàn)故障時的系統(tǒng)，比如每個電梯都有人數(shù)限制，當(dāng)人數(shù)達(dá)到限制人數(shù)時，電梯會自動發(fā)出警報(bào)，指示乘客已超載，電梯無法運(yùn)行，而一旦人數(shù)減少至限制人數(shù)以下，報(bào)警解除，電梯正常運(yùn)行；當(dāng)電梯出現(xiàn)一些故障，故障報(bào)警系統(tǒng)啟動，等待維修人員來修理，待故障被解除，報(bào)警系統(tǒng)停止，電梯可正常運(yùn)行?；谏钪须娞葸@些設(shè)計(jì)原理，我們來設(shè)計(jì)我們組的電梯系統(tǒng)，設(shè)計(jì)原理大致相同，有些細(xì)微之處由于實(shí)驗(yàn)室的條件而未能更好地與現(xiàn)實(shí)生活中相匹配，在后面我們將具體談及。系統(tǒng)分工利用觸摸屏上的指示按鈕來代替生活中電梯的外部、內(nèi)部各種呼叫按鈕，包括上下行按鈕、各樓層按鈕兼指示燈、超載人數(shù)感應(yīng)器、故障傳感器等。 圖

10、1.4-1 觸摸屏電梯運(yùn)行按鍵圖 圖1.4-2 實(shí)際電梯運(yùn)行按鍵圖利用PLC可編程控制器代替生活中電梯運(yùn)行控制系統(tǒng)，控制電梯正常運(yùn)行系統(tǒng)、電梯人數(shù)超載報(bào)警系統(tǒng)、電梯故障報(bào)警系統(tǒng)，并有一定輸出，控制用來代替各樓層指示燈和報(bào)警燈的閃爍。如圖1.4-3。圖1.4-3 Twido PLC 可編程控制器件系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)程序總體結(jié)構(gòu)122.1觸摸屏程序總體結(jié)構(gòu)（Vijeo Designer）2.1.1.1 觸摸屏程序編寫軟件Vijeo Designer的結(jié)構(gòu)介紹圖2.1.1.1-1 Vijeo Designer軟件界面圖2.1.1.1-2 Vijeo Designer軟件配置2.1.1.2 觸摸屏控制程序

11、 圖2.1.1.2-1 觸摸屏主頁界面圖2.1.1.2-2 觸摸屏電梯運(yùn)行界面 圖2.1.1.2-3 觸摸屏報(bào)警系統(tǒng)界面 PLC程序總體結(jié)構(gòu)（TwidoSoft）2.1.2.1 PLC 程序編寫軟件（TwidoSoft）的結(jié)構(gòu)介紹 TwidoSoft 是一個為Twido可編程控制器建立、配置和維護(hù)應(yīng)用程序的圖形化開發(fā)環(huán)境。TwidoSoft 是一款32 位的基于Windows 的程序，可在操作系統(tǒng)是Microsoft Windows 98第二版和Microsoft Windows 2000 Professional 的個人計(jì)算機(jī)運(yùn)行。TwidoSoft 1.13 或更高版本也可以在Micros

12、oft Windows XP 上運(yùn)行。 圖2.1.2.1-1所用軟件版本TwidoSoft V3.2 TwidoSoft 主窗口為菜單和命令、窗口和工具欄以及應(yīng)用程序的查看提供了輕松的訪問方法。圖2.1.2.1-2 主窗口 圖2.1.2.1-3 梯形圖瀏覽器窗口 圖2.1.2.1-4 梯形圖編輯器窗口2.1.2.2 PLC控制程序PLC控制程序如下，具體每行梯形圖所要實(shí)現(xiàn)的的功能，注釋中已經(jīng)給出，各模塊功能的實(shí)現(xiàn)在2.3.2中詳細(xì)論述： 重要的變量聲明與地址分配%I0.0%M20%M21%M22%M23%M24%M25外部啟動電梯運(yùn)行按鍵一樓按鍵二樓按鍵三樓按鍵四樓按鍵電梯運(yùn)行系統(tǒng)觸摸屏啟動按

13、鍵電梯運(yùn)行系統(tǒng)停止按鍵%M26%M27%M30%M31%M32%M33%M34電梯上行按鍵電梯下行按鍵超載報(bào)警解除按鍵電梯故障報(bào)警啟動按鍵電梯故障報(bào)警解除按鍵超載報(bào)警啟動按鍵進(jìn)入電梯運(yùn)行模式按鍵%M35%Q0.2%Q0.5%Q0.6%Q0.7%Q0.8%Q0.9進(jìn)入報(bào)警模式按鍵一樓及報(bào)警指示燈四樓及報(bào)警指示燈二樓及報(bào)警指示燈三樓及報(bào)警指示燈電梯運(yùn)行模式啟動指示燈電梯運(yùn)行模式停止指示燈各模塊功能介紹 觸摸屏各模塊功能介紹2.3.1.1 觸摸屏主頁面模塊 圖2.3.1.1-1 觸摸屏主頁界面主模塊共有兩個普通按鈕，分別是“進(jìn)入操作界面”和“進(jìn)入報(bào)警界面”。點(diǎn)擊“進(jìn)入操作界面”，頁面跳轉(zhuǎn)到操作界面，

14、同時置位operation_mode變量，松開復(fù)位。點(diǎn)擊“進(jìn)入報(bào)警界面”，頁面跳轉(zhuǎn)到報(bào)警界面，同時置位alarm_mode變量，松開復(fù)位。2.3.1.2 觸摸屏電梯正常運(yùn)行模塊圖2.3.1.2-1 觸摸屏電梯正常運(yùn)行界面正常運(yùn)行模塊圖示為上圖，下面分別介紹按鈕及指示燈作用。START按鈕：啟動電梯，同時初始默認(rèn)電梯停在在一樓。點(diǎn)擊置位start_total變量，松開復(fù)位。STOP按鈕：停止電梯。點(diǎn)擊置位stop_total變量，松開復(fù)位。上行按鈕：確定電梯上行。點(diǎn)擊置位step_up變量，松開復(fù)位。下行按鈕：確定電梯下行。點(diǎn)擊置位step_down變量，松開復(fù)位。樓層按鈕：確定電梯前進(jìn)樓層。點(diǎn)

15、擊分別置位switch01、switch02、switch03、switch04變量。松開復(fù)位。樓層燈：顯示電梯當(dāng)前所在樓層。分別響應(yīng)light1_1、light1_2、light2_1、light2_2、light3_1、light3_3、light4_1變量。Backword按鈕：返回主界面。Foeward按鈕：進(jìn)入報(bào)警界面。點(diǎn)擊置位alarm_mode變量，松開復(fù)位。2.3.1.3 觸摸屏報(bào)警指示模塊圖2.3.1.3-1 觸摸屏報(bào)警指示界面報(bào)警界面圖示為上圖，下面分別介紹按鈕及指示燈作用。當(dāng)前人數(shù)顯示器：顯示當(dāng)前電梯人數(shù)。響應(yīng)people_total變量。人數(shù)增減按鈕：手動增減電梯人數(shù)。

16、人數(shù)增加到限乘值時，會觸發(fā)報(bào)警燈閃爍；人數(shù)減值零時，無法繼續(xù)減小。點(diǎn)擊分別觸發(fā)以下腳本：（1）點(diǎn)擊增加按鈕int a = people_total.getIntValue();if(a<10)a = a+1;people_total.write(a);elsea = a+1;people_total.write(a);warning_light.write(1);warning_people.write(1);（2）點(diǎn)擊減少按鈕int a = people_total.getIntValue();if(a<10)a = a+1;people_total.write(a);elsea

17、 = a+1;people_total.write(a);warning_light.write(1);warning_people.write(1);松開時分別復(fù)位warning_people和reset_people變量。Reset按鈕：復(fù)位超員報(bào)警子系統(tǒng)。點(diǎn)擊置位reset_people變量、復(fù)位people_total和warning_light變量，松開復(fù)位reset_people變量。WARNING按鈕：觸發(fā)故障報(bào)警子系統(tǒng)。點(diǎn)擊置位warning和warning_light變量，松開復(fù)位warning變量。ALL-RESET按鈕：復(fù)位故障總系統(tǒng)。點(diǎn)擊置位all_reset變量、復(fù)位

18、warning_light和people_total變量，松開復(fù)位all_reset變量。報(bào)警燈：在任何一種故障發(fā)生時，觸發(fā)燈光紅色快速閃爍。響應(yīng)變量warning_light。Backword按鈕：返回正常運(yùn)行界面。點(diǎn)擊置位operating_mode變量。 PLC各模塊功能介紹2.3.2.1 電梯正常運(yùn)行模塊電梯正常運(yùn)行模塊分為上行和下行，兩者設(shè)計(jì)原理一樣，所以在此只討論上行過程的設(shè)計(jì)，誠如上面梯形圖所展示的，我們組用4個輸入（M24、M21、M22、M23）來表示4個樓層，3個計(jì)時器起到延時作用（延時2秒），按動每個輸入按鈕，則向PLC控制系統(tǒng)呼叫所要到的樓層。M0、M2、M4、M6分別

19、表示1、2、3、4樓層指示燈狀態(tài)量，初始時電梯在1樓層，M0輸出為1，對應(yīng)指示燈亮，當(dāng)按下上行和某個樓層按鈕時，電梯開始向上運(yùn)行，所涉及到的計(jì)時器依次被觸發(fā)，起到延時作用，使上一樓層指示燈狀態(tài)量為1，前一樓層狀態(tài)量復(fù)位為0，這樣相鄰樓層指示燈間隔2秒一暗一亮，代表著電梯正在上行的過程。進(jìn)一步，為了防止上行和下行過程發(fā)生沖突，我們設(shè)置了專門表示上行和下行過程的狀態(tài)量M13-上行、M14-下行，當(dāng)電梯處于上行過程時，M13狀態(tài)為1，M14狀態(tài)為0，從而阻止了下行過程的運(yùn)行，輸出正確，不會導(dǎo)致系統(tǒng)紊亂。2.3.1.4 電梯人數(shù)超載報(bào)警模塊人數(shù)超載系統(tǒng)，我們組是用一個輸入（M33）和兩個計(jì)時器來完成，

20、當(dāng)人數(shù)超載時，M33迅速給一個高電平信號，則M40的狀態(tài)迅速由0變?yōu)?，出發(fā)兩個計(jì)時器工作，也是利用計(jì)時器的延時功能循環(huán)產(chǎn)生脈沖輸出M40，脈沖間隔0.5秒，利用M40控制4個樓層的指示燈，顯示為4個燈一齊間隔0.5秒的亮，從而來表示超載報(bào)警。2.3.2.2 電梯故障報(bào)警模塊因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)一個6個狀態(tài)的循環(huán)，所以故障報(bào)警系統(tǒng)需要1個輸入（M31）和6個計(jì)時器來工作，這6個計(jì)時器，分別受上一個計(jì)時器的觸發(fā)和下一個計(jì)時器的復(fù)位。這樣就能產(chǎn)生6個依次狀態(tài)為1的狀態(tài)量（M42、M43、M44、M45、M46、M47），只要每個循環(huán)中讓相應(yīng)的狀態(tài)量的輸出給對應(yīng)的指示燈，那么燈的循環(huán)即可以實(shí)現(xiàn)。2.3.2.3

21、 電梯獨(dú)立輸出模塊由于受燈的數(shù)量的限制，我們只能循環(huán)利用指示燈，但為了不引起各指示燈輸出的沖突，而造成系統(tǒng)紊亂，也是為了使各個模塊之間獨(dú)立，我們組設(shè)置了幾個狀態(tài)量（M36、M37、M38、M39），其中M36和M37相對應(yīng)，M36使能電梯正常運(yùn)行系統(tǒng)的狀態(tài)量，M37使能電梯報(bào)警系統(tǒng)的狀態(tài)量，當(dāng)電梯進(jìn)入正常運(yùn)行界面時，M36狀態(tài)為1，M37狀態(tài)為0，相應(yīng)地，當(dāng)電梯進(jìn)入報(bào)警界面時，M37狀態(tài)為1，M36狀態(tài)為0，同時，在報(bào)警界面，為了讓超載報(bào)警和故障報(bào)警兩模塊各自獨(dú)立，M38-使能人數(shù)超載報(bào)警、M39-使能故障報(bào)警，當(dāng)電梯處于超載報(bào)警時，M38狀態(tài)為1、M39狀態(tài)為0，相應(yīng)地，當(dāng)電梯處于故障報(bào)警時

22、，M38狀態(tài)為0、M39狀態(tài)為1。由于有這樣的設(shè)置，整個系統(tǒng)的輸出才會準(zhǔn)確無誤。系統(tǒng)的硬件連接硬件總體結(jié)構(gòu)觸摸屏總體結(jié)構(gòu) 圖3.1.1-1 觸摸屏外部結(jié)構(gòu) 圖3.1.1-2 觸摸屏內(nèi)部結(jié)構(gòu)PLC總體結(jié)構(gòu)PLC是一種新型的電氣控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)融為一體，進(jìn)入80年代，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器的功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制、順序控制的范圍，它具有數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳送與處理功能和可以進(jìn)行模擬量控制、位置控制，特別是遠(yuǎn)程通訊功能的實(shí)現(xiàn)，易于實(shí)現(xiàn)柔性加工和制造系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)過程的自動控制。 圖3.1.2-1 PLC硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PLC采用“順序

23、掃描、不斷循環(huán)”的工作方式，這個過程可分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段，整個過程掃描并執(zhí)行一次所需的時間稱為掃描周期。1. 主機(jī) 主機(jī)部分包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。CPU是PLC的核心，一切邏輯運(yùn)算及判斷都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是我們常說的電腦芯片。 內(nèi)部存儲器有兩類：一類是系統(tǒng)程序存儲器，另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。系統(tǒng)程序存儲器：主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序。系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改。用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器：主要存放用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果。2. 輸入/輸出（I/O）接

24、口（1）輸入接口用于接收輸入設(shè)備（如：按鈕、行程開關(guān)、傳感器等）的控制信號。（2）輸出接口用于將經(jīng)主機(jī)處理過的結(jié)果通過輸出電路去驅(qū)動輸出設(shè)備（如:接觸器、電磁閥、指示燈等）。3. 電源 電源指為CPU、存儲器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配備的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源。4. 編程器編程器是PLC很重要的外部設(shè)備，它主要由鍵盤、顯示器組成。編程器分簡易型和智能型兩類。小型PLC常用簡易編程器，大、中型PLC多用智能編程器。編程器的作用是編制用戶程序并送入PLC程序存儲器。利用編程器可檢查、修改、調(diào)試用戶程序和在線監(jiān)視PLC工作狀況?，F(xiàn)在許多PLC采用和計(jì)算機(jī)聯(lián)接，并利用專用的工具軟件進(jìn)行編程和監(jiān)控。本

25、實(shí)驗(yàn)采用Twido PLC，型號為TWDLCAE40DRF，采用電源：24VDC，100240 VAC，通訊協(xié)議：Modbus，CANopen，Ethernet （兩種40點(diǎn)一體型本體內(nèi)置） 。本設(shè)備為一體型40 I/O 控制器，主要配置如下：（1）具有24個數(shù)字量輸入（24VDC），14個繼電器（2A）和2個晶體管（1A）輸出（2）具有2 個模擬電位器輸入（3）具有1 個集成的串行口（4）具有一個支持附加串行口的插槽（5）內(nèi)置 RTC（6）具有一個用戶可更換電池的電池盒（7）最多連接7 個擴(kuò)展I/O 模塊（8）最多連接2個AS-Interface V2總線接口模塊（9）可連接1個CANope

26、n現(xiàn)場總線接口模塊（10）連接一個可選內(nèi)存插卡(32 KB或64 KB)（11）可連接一個可選的操作器顯示模塊 圖3.1.2-2 TWDLCAE40DRF運(yùn)動控制器與人機(jī)界面的連接 圖3.2-1 觸摸屏與PLC的連接 硬件連接Twido PLC與HMI的通訊采用Modbus RTU，具體接口如下圖：111 圖3.2.1-1 接口圖3222 圖3.2.1-2 總接口圖 HMI軟件配置在HMI編程軟件Vijeo-Designer中，新建工程時，需要配置相關(guān)的I/O設(shè)置。打開Vijeo-Designer軟件，新建一個工程，目標(biāo)類型選擇XBTGT2000系列的XBTGT2330(320x240)即可，

27、工程名隨意。在“導(dǎo)航器”的工程選項(xiàng)卡中右擊管理器，選擇“新建驅(qū)動程序”。在彈出的對話框中制造商選擇施耐德電氣，驅(qū)動程序選擇Modbus(RTU)，設(shè)備選擇Modbus Equipment。具體步驟如下圖： 圖3.2.2-1 HMI軟件配置（1）圖3.2.2-2 HMI軟件配置（2）在I/O管理器中會添加子選項(xiàng)ModbusRTU01，右擊此選項(xiàng)，點(diǎn)擊配置，打開一個對話框。具體配置如下圖： 圖3.2.2-3 HMI軟件配置（3）圖3.2.2-4 HMI軟件配置（4）點(diǎn)擊變量選項(xiàng)卡，右擊Target1，新建變量、新建，打開一個對話框，如圖6-42進(jìn)行設(shè)置，這樣就添加了一個名為“使能”的離散型變量，其

28、在ModbusEquipment01中對應(yīng)的地址為%M1，與PLC程序中的使能中%M1相對應(yīng)，這樣便建立起了觸摸屏和PLC的關(guān)聯(lián)。圖3.2.2-5 HMI軟件配置（5）在界面上添加一個開關(guān)，如下圖，名稱改為“使能”，操作選擇“位”并且“點(diǎn)擊瞬間ON”，目標(biāo)變量選擇“使能”即%M1，點(diǎn)“添加”。圖3.2.2-6 HMI軟件配置（6）以上通過簡單的軟件例程，便可以基本闡述HMI與PLC之間的連接方式。1.2.3.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)中遇到的問題張XX：本次科技創(chuàng)新，可以說是電氣專業(yè)的我們第一次選擇自己專業(yè)的科創(chuàng)，我也是第一次走進(jìn)了施耐德聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。雖然從過程上來看，科創(chuàng)的難度不算很大，過程也算順利，但中間

29、還是遇到了很多問題和教訓(xùn)，值得在以后的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)中加以重視和反思。我負(fù)責(zé)的模塊是HMI的軟件編寫，這部分主要以圖形化編程為主，所以理解起來較為容易上手，但在初期，由于我急于求成，所以忽視了對相關(guān)資料的閱讀，導(dǎo)致對于編程之外的工程配置參數(shù)沒有注意，下載方式一直默認(rèn)是以太網(wǎng)，使得花費(fèi)了很久時間都無法導(dǎo)入HMI。這對自己也是個經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，以后不論做學(xué)問還是工作，都不能忽視細(xì)節(jié)，同時也要在正式上手之前做足準(zhǔn)備工作，這樣才不至于在有限的實(shí)驗(yàn)測試時間內(nèi)問題不斷，影響進(jìn)度也影響心情。另外，由于是三人協(xié)同，我負(fù)責(zé)的模塊與其他兩位同學(xué)的交流也顯得十分重要。在我們當(dāng)初確定電梯模型之后，由于我無法獲知PLC編程同學(xué)

30、的想法和理解，所以沒有辦法開始我的工作，使得工作雖分工明確，但實(shí)際上效率卻不高，另外在調(diào)試時，由于對PLC相關(guān)知識的不熟悉，使得在變量定義和初始化時遇到了障礙，導(dǎo)致我起初以為是PLC編寫邏輯的問題，但后來才發(fā)現(xiàn)時自己在按鈕設(shè)置時沒有及時復(fù)位，導(dǎo)致下一次響應(yīng)無法按照預(yù)定設(shè)置展開，這是導(dǎo)致我們后期進(jìn)度較慢的主要原因。這也體現(xiàn)出溝通和協(xié)作的關(guān)系，分工明確固然是好事，但如果分工之后沒有及時的交流匯總，那只能是各自閉門造車，最后反而適得其反。曾XX：在整個科創(chuàng)6的過程中，我負(fù)責(zé)的是PLC可編程控制器件的程序編寫。由于是第一次接觸PLC，剛開始時不是很熟練，對Twidosoft軟件中狀態(tài)量的功能不是很清楚，所以程序的編寫遇到些瓶頸，難以下手。當(dāng)我發(fā)現(xiàn)，老師給的施耐德網(wǎng)站上有些程序案例，通過對其中一些案例的分析，我漸漸熟悉了那些狀態(tài)量的功能，并自己能編寫一些小的梯形圖程序，實(shí)現(xiàn)硬件上相應(yīng)的功能。當(dāng)我們小組決定設(shè)計(jì)一組電梯模型系統(tǒng)時，這對于我來說，是一個比較大的系統(tǒng)程序，但是我并沒有感到害怕，