基于PLC和交流伺服的单轴控制系统

表2 驱动器自动运行模式参数设置

3 人机界面设计

系统以西门子TP177B触摸屏作为人机界面。该触摸屏基于Windows CE操作系统，具有2M用户存储器，内部集成有RS4221485, USB和Profinetl以太网接口。组态后，能方便灵活地设定控制参数，实现对运行状态的实时监控。

为实现触摸屏与主站PLC的数据通信，需要对触摸屏进行组态设计。本文利用Wincc Flexible2005对触摸屏进行组态，触摸屏通过变量访问主站PLC相应的存储单元。MPI网路适用于小范围、通讯数据量不大的应用场合，并且57-300CPU中带有MPI接口，因此本系统使用该通讯方式作为人机界面与主站57-300之间的通讯。

打开该组态软件，新建一项目，HMI设备选为TP177，接口选IFB口，控制器为5730014000按照触摸屏在系统中的使用要求，完成画面设计，画面主要有工作指示灯、工作模式选择、位移量输入等模块。画面编辑完成后配置连接参数，在HMI设备配置栏中，类型选为Sirnatic，波特率187500，地址设为1，勾选总线上的唯一主站项;网络配置栏中，将配置文选为MPI，主站数目为1;PLC设备中地址设为2，对应主站PLC地址。连接参数配置完成后，按照表1的分配地址新建变量。在起始画面中，将各操作模块与对应功能的变量进行连接。组态完成后利用一条标准交叉网线把PC与触摸屏连接，配置PGIPC口为PCAdapter(MPI），设CPC与触摸屏通过MPI方式进行项目下载。所设计人机界面如图1所示。

图1 触摸屏控制画面

4 主从站DP通讯设计

Profibus-DP作为一种开放式的现场总线协议，在工控系统中得到了广泛的应用。该协议仅使用了rsoiosi参考模型中的第1. 2层和用户接口，精简的结构保证了数据的高速传输，非常适用于FLC间的数据通信。在该系统中，主站S7-300主要用于通信服务。数据通信开始阶段，主站首先通过MPI通讯网络接收人机界面的控制指令，然后通过Profibus-DP总线将指令送到从站，同时接收来自从站的运行状态等反馈信息。硬件连接上，S7-200CPU通过EM277连接到总线网络上。作为DP从站模块，EM277接受来自主站的IIO配置，向主站发送和接收不同数t的数据。主从站DP通讯过程中，主站将其翰出区的信息发送到从站输出缓冲区，与从站交换数据;从站将其输入缓冲区数据返回给主站输入区，以响应从主站来的信息。

4.1组态设计

在SIMATIC Manager中创建一新项目，插入一个SIMATIC 300站点。打开HW config编辑器，按订货号依次插入机架、电源和CPU。在Profibus组态画面中，新建一个DP网络，将通讯地址设为2,传翰速率设为187.5Kb/s,配哭文件选为DP。主站PLC可自动识别人机界面，不需进行组态。S7-Z00通过EM277模块连接到Profibus-DP上，从站组态实际是对EM277进行组态。组态前先将EM277的描述文件siem089d.gsd添加到STEP7中，设置从站地址为3(与EM277拨码开关一致)。组态设置通讯接口为4字节输入14字节输出，V区偏移量设置为80，则主站发送区PQB20-PQB23对应从站接收区VB80-VB83，主站接收区PIB24-PIB27对应从站发送区VB84-VB87。系统硬件配置组态完成后，将硬件信息下载到57-300中。硬件组态如图2所示。

图2 硬件组态

4.2用户程序

在CPU315-2DP符号表中，定义数据块DB1用于存放接收和发送数据:功能调用FC1用于CPU300与200之间的数据通讯交换。OB 100用于初始化数据映射输入与愉出存储区。主程序在组织块OB1中执行，初始化组织块OB 100执行后，OB1被循环的进行处理。在循环的结尾，将过程映像输出表发送给轴出模块。通讯过程中，可通过变量表来查看通讯效果。主站程序插入了I/O访间故障诊断模块OB82、机架故障诊断模块OB86，用于对相应动作的操作说明。