摘要：
本文介绍了基于LEODO人机界面的橡胶三辊压延生产线监控系统。通过LEODO人机界面连接PLC来监控各个工位的状态。本工程主要是由LEODO人机界面与SIEMENS公司的S7200PLC组成，使用ET组态软件进行监控画面的编制，实现生产线的实时监控、数据采集与处理,系统结构简单，实时性好，应用性强。
关键词：触摸屏，PLC， 橡胶三辊压延生产线，实时监控, 人机界面（HIM），ET组态软件，数据采集
一、 行业背景：
用PLC做控制系统核心，成本较低，稳定性很高，程序编写调试方便，但PLC在人机对话、故障判断、在线修改等方面有一些不便，需要对编程非常熟悉的专业人员进行操作。并且，要想直观地了解生产过程和监控信号的动态变化必须选择一个上位机来配合PLC，才能组成较好的自动控制系统。因此，本系统采用触摸屏与PLC通信，共同组成生产监控系统。
在橡塑机械生产制造业，生产现场情况复杂，油污多，普通的工业触摸屏的稳定性很难保证。LEODO人机界面是由32位嵌入式微处理器、WinCE.net操作系统和组态软件构成的新颖的人机界面产品，适用于工业现场环境，安全可靠，可广泛应用于生产过程设备的操作和数据显示，它与传统的人机界面相比又增添了信息处理和网络功能。LEODO人机界面，功耗低，温升小，热稳定性相对较高，并且不怕遇到断电情况。
在工业测控软件中,组态软件能充分利用Windows的图形编辑功能,方便地构成监控画面,以动画方式显示控制设备的状态,具有报警窗口,实时趋势曲线等功能。并可运用PC机丰富的软硬件资源进行二次开发,方便地生成各种报表,为应用程序的开发提供了十分方便的平台，因此它在工业控制中运用越来越广泛。
在本系统中，利用ET组态软件构成监控画面。通过串行口与PLC进行通信,这样可实现对各种信号的监测以及现场数据的采集和处理。
二、系统配置：
本控制系统由48路开关量和8路模拟量组成，人机界面与西门子200系列PLC通过人机界面上的串口COM1连接实现通信，PLC与变频器进行通信。系统整体配置如图1所示。
在ET组态软件中定义了串口类设备S7200PLC，串口号为COM1。设备定义结束后，定义62个I/O实型变量，分别与PLC寄存器V连接，实现数据的采集和控制。
三、系统特点
本系统具有实时数据采集与监控显示功能。对于来自现场的三辊(上,中,下辊)主机状态,主机电流,主机速度,导开,卷取,冷却,贴合,喂料,摆料状态和速度等信号,进行实时监控，通过数值或图形来实时反映生产现场的信号变化情况。系统还具有数据运算、保存及打印等功能。可将结果按照制定的格式保存到ET组态软件的内部数据库中，也可以将数据传送到外部通用数据库中，用户可利用历史曲线形式查询数据，并打印查询结果。
系统可通过加密、设定用户权限等形式对一些操作进行限制，只要用户定义了记录报警和事件文件,系统将自动记录操作员的操作过程。
LEODO人机界面内置Windows CE.net 操作系统，它是一种紧凑，高效,可伸缩的操作系统，主要面向各种嵌入式系统和产品。Windows CE.net 继承传统Windows 系统的风格，具有多线程，多任务，完全抢占式的特点。专为严格资源限制的硬件系统所设计。其内嵌的ET组态软件可读取PLC监测到的设备运行状态、模拟量采样数据等信息，根据这些实时数据，在屏幕上动态显示整个系统的运行情况、包括速度，浮辊位置，电流等。一旦有故障发生，系统就会显示报警画面，并向PLC发出相应动作指令，保存并记忆故障发生的时间、原因等原始数据
四、画面功能介绍：
在ET组态软件中编制系统的组态界面。根据本系统的特点及实际使用情况，界面设计由系统生产线流程、配方、浮辊指示、主机状态、主机电流、主机速度、急停指示、卷取、导开、贴合、冷却、喂料、摆料及登陆标题栏等13个画面组成。
1.生产线流程图
从流程图上可观察生产过程,主要运行参数及输出控制参数。如图2
图2 生产线流程图
在主画面上,完成了对其他分画面的调用,即可以具体查看生产线各个设备的运行情况.
在系统开始运行后，ET组态软件读取PLC监测到的三辊压延生产线的运行状态、控制电机各变频器等的信息，根据这些实时数据，在屏幕上动态显示整个三辊生产线的运行情况、包括整个系统的浮辊位置、模拟量示值、实时趋势曲线等，系统以数值及曲线两种方式反映数据的变化，LEODO人机界面内置硬盘，使得触摸屏在画面显示的同时还可以保存历史数据，方便了现场应用，并可以定时、实时打印数据或者整个画面。
2.主机电流,速度和状态图
主机的状态由三个画面共同描述,
3.配方画面
在监控组态软件中，配方就是一个二维参数表,行表示变量的一组取值,列表示一组配方,即各变量的一种取值组有.可以通过名称访问已经定义好的配方,也可以在线修改,定制新配方,保存下载.对同一个生产过程可以通过改变其配方来生产不同批号的产品.
图4 配方界面
4.急停指示
急停和报警画面
图5 急停指示画面
当有报警发生时，会自动弹出报警系统对话框。
5.卷取画面
卷取、导开，贴合，冷却，接取、摆料、喂料等画面设置相同。它们都是由卷径，电流和实际速度实时趋势曲线和离散数值描述的。
图6 卷取画面
每幅画面都有设置用户登陆权限的标题栏，画面随时显示登陆用户名及用户登陆权限， 加强系统的安全性。
五、系统调试及运行情况：
根据不同的设备可反复调整系统参数的配置使之达到******工作状态，因为不同的设备对采集速率有不同的要求。重要的控制功能由稳定可靠的PLC 去完成，当操作台发生故障时，不会影响控制，进而不会影响生产。制作HMI画面时，一定要符合用户的操作需求和习惯。
一年来的实际应用结果表明，采用LEODO人机界面，简化了控制系统结构，增加了许多功能，通过了用户苛刻的检验。ET组态软件能方便的实现复杂友好图形界面的编制，其本身与I/O设备通讯程序构成一个完整的系统，不需工程人员自行编制设备的通讯程序，这种方式既保证了运行系统的高效率，也方便了工程应用，是一种简便高效的工程应用系统。本监控系统大大提高了控制系统的实时监控性，有效的降低了生产成本，达到了预期的控制效果，为设备的安全、稳定和长期运行发挥了很大的作用。
参考文献：
［1］LEODO人机界面使用手册。
［2］ET 组态软件 ET Configuration Software Version1.02 用户手册。 |
