西门子S7-200模块SR40 西门子S7-200模块SR40
IEMENS可编程控制器
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通信信号板
通信信号板可以扩展 CPU 的通信端口，其安装位置如图 1所示。 安装完成后，通信信号板被视为端口1（Port 1），CPU 本体集成RS485 端口被视为端口0（Port 0）。
图 1. S7-200 SMART 通信信号板及其安装示意图
串口通讯硬件
从三个方面介绍 S7-200 SMART CPU 串口通信硬件：
使用 S7-200 SMART CPU 本体集成 RS485 端口接入 RS485 网络：
S7-200 SMART CPU RS485网络使用双绞线电缆。每个网段中多只能连接32个设备。
总线型网络结构如图 2所示：
图 2. 总线型网络连接
在上图中，网络连接器A、B、C分别插到三个通信站点的通信口上；电缆a把插头A和B连接起来，电缆b连接插头B和C。线型结构可以照此扩展。
注意圆圈内的“终端电阻”开关设置。网络终端的插头，其终端电阻开关必须放在“ON”的位置；中间站点的插头其终端电阻开关应放在“OFF”位置。使用S7-200 SMART CPU 本体集成 RS485口与带 RS232接口 的设备通信：
使用RS-232/PPI多主站电缆和自由口通讯功能，可以将S7-200 SMARTCPU连接到多种兼容RS-232标准的设备上。但电缆必须必须设为自由口模式（开关5=0）才能进行自由口通讯。开关6用于选择本地模式（DCE）（开关6=0）或远端模式（开关6=1）。RS232/PPI电缆如图 3所示：
图 3. 正版RS-232/PPI电缆及其包装盒
注意：Micro/WIN SMART 不能通过 RS232/PPI 电缆对 S7-200 SMART CPU进行编程。
使用通信信号板
使用通信信号板时需要用户自行接线，通信信号板可以工作在 RS232 模式和 RS485 模式，其接线方式分别参照图 4和图5：
图 4. 通信信号板 RS232 模式接线示意图
图 5.通信信号板 RS485 模式接线示意图
设置串口通信参数
用户在使用 PPI 协议进行 S7-200 SMART CPU 与 SIMATIC HMI （例如：SMART 700 IE,SMART 1000 IE, 和 TD400C）通信之前，必须设置 RS485 端口网络地址和波特率，步骤如下：
步骤一：在 Micro/WIN SMART 中点击“系统块”按钮，如图 6所示。打开系统块对话框；
图 6. “系统块” 按钮
步骤二：设置CPU本体集成 RS485 端口网络地址和波特率，如图 7所示：
图 7.设置 CPU 本体集成 RS485 端口通信参数
具体步骤如下：
a.选择CPU类型，与需要下载的CPU类型一致；
b.设置CPU本体集成RS485端口网络地址；
c.设置波特率。
注意：CPU 默认网络地址为 2 ，波特率为 9.6 kbps
若用户使用了通信信号板，则还需要对其进行设置，如图 8所示：
图 8.设置通信信号板通信参数
a.选择通信信号板；
b.设置通信端口类型；
c.设置通信信号板网络地址；
d.设置波特率；
e.单击 “确定” 按钮，完成设置。
工业人机界面Human Machine Interface，简称HMI，又称触摸屏监控器，是一种智能化操作控制显示装置。工业人机界面由特殊设计的计算机系统32位RISCCPU芯片 为核心，在STN、TFT液晶显示屏或EL电发光 显示器上罩盖有透明的电阻网络式触摸屏。触动屏幕时，电阻网络上的电阻和电压发生变化并由软件计算出触摸位置。
HMI的主要功能有：数据的输入与显示；系统或设备的操作状态方面的实时信息显示；在HMI上设置触摸控件可把HMI作为操作面板进行控制操作；报警处理及打印；此外，新一代工业人机界面还具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化控制功能。
3 HMI在PLC工控系统上的应用
下面以国内某大型浮法玻璃生产线冷端切割区主控系统为例，介绍HMI在PLC工控系统上的应用。
3．1 系统概述
切割区为浮法玻璃生产线中一个重要工段，其中包括测量发讯、纵切、横切、掰断加速、掰边、纵掰纵分、输送辊道等众多生产控制设备。系统硬件上主要由主控制器PLC，现场设备控制装置包括伺服控制器、变频器、模拟量信号及脉冲信号处理器等 和HMI构成。作为整个控制系统的核心，切割区主控系统在正常生产时根据生产工艺要求协调各个单机控制子系统的工作，制定切割计划，实现整个生产过程全自动化。整个系统的核心控制部分由美国GEFanuc 90－30PLC完成此部分内容本文略 ，而系统的监控和交互式操作界面等任务将由HMI承担。主要有以下内容：参数的设定；动态画面的显示；故障报警与诊断以及报表打印。其中HMI选用日本Digital公司的GP－577。
3．2 HMI与PLC之间的通讯
当HMI用于PLC控制系统时，HMI与PLC之间通过串口以DirectLink直接连接 方式进行通讯。在该方式下，HMI根据要求直接读入PLC的数据或把数据写入PLC相应的地址中。由于内装通讯协议，因此无须编制通讯程序，只要用PLC类型即通讯协议 ，运行时便可实现通讯。因此大大减少了PLC用户程序的负担。在系统设计时，直接控制部件与其对应PLC的输入输出％I／O 、寄存器％R 、中间寄存器％M 的地址，运行时HMI就能自动和PLC进行数据交换。直接读取或改写PLC相应地址的内容，并据此改变画面上显示内容。同时通过对HMI的触摸操作，可向PLC相应的地址输入数据。
3．3 HMI监控主面
整个HMI监控系统采用树型结构，由监控主画面见图2 及相应功能子画面组成。在监控主画面下端设有控制功能键，按动功能键可以依次进入相应子画面，执行需的功能。在每一个子画面中可通过上一页 、 下一页 功能键在同一功能组中进行画面切换，在任一子画面都可以通过 主画面功能键退回到监控主画面。系统自动采集相关数据，将切割计划、测量脉冲、辊道速度等一些重要生产工艺参数显示在主画面上，便于操作人员的观察。监控主画面上还有生产过程的动态画面显示，在动态画面上以各种形式模拟出主要控制设备的运行情况，例如光电开关的动作、电磁阀的吸合、电机的运行停止等，直观、生动的反映出现场的过程，方便操作人员对生产情况、设备工况的了解。