朱亞紅

（1.重慶市工業(yè)機器人應用服務工程技術研究中心，重慶 402160；2.重慶科創(chuàng)職業(yè)學院機器人中心，重慶 402160）

KINCO觸摸屏在模塊化柔性制造系統(tǒng)中的應用

朱亞紅1，2

（1.重慶市工業(yè)機器人應用服務工程技術研究中心，重慶 402160；2.重慶科創(chuàng)職業(yè)學院機器人中心，重慶 402160）

文章基于KINCO觸摸屏的組態(tài)軟件，設計了模塊化柔性制造系統(tǒng)監(jiān)控界面，提供了較為直觀、清晰、準確的模塊化柔性制造系統(tǒng)各站運行狀態(tài)，進而為維修和故障診斷提供了多方面的可能性，充分提高了系統(tǒng)的工作效率。

觸摸屏；PLC；監(jiān)控

組態(tài)就是用應用軟件中提供的工具、方法來完成工程中某一具體任務的過程。目前組態(tài)軟件被廣泛應用于工業(yè)控制領域。組態(tài)軟件依據自身的過程數據庫，下連各種硬件設備，并通過動態(tài)人機界面將采集處理的數據展現給用戶，或者傳遞給其他應用程序。組態(tài)軟件的出現，由于其預先提供了各種常用組件和相關設備驅動，一方面將監(jiān)控系統(tǒng)設計的難度大為降低，開發(fā)相關系統(tǒng)的時間大為縮短，另一方面，由于可以自由連接多種設備，用戶可以依據需要設計出成本最優(yōu)的工程。根據項目實際，選擇步科觸摸屏ET070對模塊化柔性生產制造系統(tǒng)進行技術改進，同時進行了實際應用。

1 模塊化柔性制造系統(tǒng)介紹

現代化的自動生產設備（自動生產線）的最大特點是它的綜合性和系統(tǒng)性，集機械技術、電機驅動技術、電工電子技術、傳感測試技術、接口技術、信息變換技術、網絡通信技術等多種技術有機地結合，并綜合應用到生產設備中。

模塊化柔性生產制造系統(tǒng)在鋁合金導軌式實訓臺上安置上料檢測站、搬運站、加工站、裝配站、安裝搬運站和立體倉庫站六個工作站，構成一個典型的自動生產線的機械平臺，系統(tǒng)各機構采用氣動驅動、傳感器檢測和步進電機位置控制等技術。系統(tǒng)的控制方式采用每一工作單元由一臺PLC承擔其控制任務，各PLC之間通過網絡通訊模塊實現互連的分布式控制方式。

聯(lián)機運行時，系統(tǒng)整體運行采用的是順序控制結構，即每個工件由供料開始到入庫結束，按照順序逐步完成。其流程為供料——搬運——加工——安裝搬運——裝配——入庫。各站之間工作流程圖如圖1所示。

圖1 模塊化柔性制造系統(tǒng)各站間工作流程圖

2 模塊化柔性制造系統(tǒng)硬件設計

PLC控制系統(tǒng)的主站采用西門子CPU S7-314 PLC（10點輸入14點輸出，輸入電源DC 24V），五個從站選用西門子CPU226 PLC（24點輸入16點輸出，輸入電源DC 24V）。

HMI人機界面采用上海步科ET070觸摸屏，人機界面與PLC之間通訊協(xié)議采用西門子的PPI協(xié)議。硬件組態(tài)圖如圖2所示。

圖2 模塊化柔性制造系統(tǒng)硬件構成圖

3 HMI設計過程

3.1 HMI硬件組態(tài)過程

選擇Kinco HMIware組態(tài)軟件，在菜單[文件]中新建工程。再在元件庫窗口中選擇通訊方式，選中所需并拖入到工程結構窗口即可完成。然后在元件庫窗口中選擇硬件的HMI型號，將其拖入工程結構窗口（本項目選擇的型號為ET070）。同時在元件庫窗口中選擇硬件的PLC型號（本項目選擇的型號為 Siments s7 300/400（PC Adater Direct）），將其拖入工程結構窗口，最后在工程結構窗口中適當移動PLC與HMI位置，按照物理連線端口接線，分別拉動HMI和PLC，如果不斷開就表示HMI硬件組態(tài)成功，如圖3所示。

圖3 HMI與PLC硬件組態(tài)圖

在組態(tài)軟件中，雙擊ET070觸摸屏，在HMI屬性框中設置串口0的參數，由于硬件選擇的是RS232通信線，故設置通信類型為RS232，同時選擇波特率19200bit/s，奇校驗，停止位為2。

3.2 HMI主界面設計

在工程結構窗口中的HMI0中，選中主界面，再在元件庫窗口中選擇功能鍵，分別放置聯(lián)網調試運行和分站調試運行功能鍵。運行后主界面如圖4所示。

圖4 主界面運行圖

3.3 HMI聯(lián)網運行（自動運行）界面設計

聯(lián)網運行即觸摸屏同時控制六個站的上電、復位、啟動和停止等過程。

根據模塊化柔性生產制造系統(tǒng)實體的控制面板有8個按鈕（開始按鈕、復位按鈕、特殊按鈕、手/自按鈕、單/聯(lián)按鈕、停止按鈕、上電按鈕和急停按鈕。其中，開始按鈕、復位按鈕、上電按鈕為帶燈按鈕），可分析出具體通信I/0口，定義數據庫變量，在工程結構窗口中，添加聯(lián)網調試組態(tài)窗口，同時在元件庫窗口的PLC原件中分別選擇位狀態(tài)指示燈和位狀態(tài)切換開關元件，進行動畫連接。實物控制面板圖和組態(tài)后圖分別如圖5、圖6所示。

圖5 控制面板實物圖

圖6 HMI組態(tài)后圖

3.4 手動運行控制系統(tǒng)界面設計

（1）手動運行控制系統(tǒng)總界面設計。模塊化柔性生產制造系統(tǒng)分六個站，手動控制即運行時單獨運行其中一站，不進行聯(lián)網，故在設計界面時，需設計一個手動運行控制時總界面用作單獨運行時的各站之間的切換。方法同主界面設計過程，運行結果如圖7所示。

圖7 手動運行控制系統(tǒng)總界面切換圖

（2）手動運行控制系統(tǒng)單站界面設計。在工程結構窗口中，分別添加上料檢測站、搬運站、加工站、安裝站、安裝搬運站和立體倉庫站組態(tài)窗口，同時在每個界面分別放置位狀態(tài)指示燈和位狀態(tài)切換開關元件，并進行動畫連接。六站組態(tài)后圖分別如圖8所示。

圖8 六站各站組態(tài)圖

4 調試與總結

PLC下載運行程序后，打開計算機的組態(tài)軟件運行窗口，對組態(tài)好的畫面進行編譯，下載，進行調試。如果窗口畫面上的按鈕盒指示燈的動態(tài)變化速度與PLC的控制過程保持同步，說明PLC程序編寫正確，組態(tài)過程設置合理，否則應檢查PLC程序和組態(tài)設置。同時組態(tài)調試過程中，密切觀察，如有特殊情況，請按急停按鈕。運行結果表明，系統(tǒng)運行正常，動畫效果良好。

5 結語

文章所設計的監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了KINCO組態(tài)軟件和PLC控制系統(tǒng)各自的優(yōu)點，克服了模塊化柔性制造系統(tǒng)操作繁瑣、工作量大等缺點，取得了較好的效果。同時，也為KINCO組態(tài)軟件與其他實際控制系統(tǒng)的結合提供了非常有價值的參考。

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[4]陸葉.基于RobotStudio的機器人柔性制造生產線的仿真設計[J].2016，（6）.

重慶市高等教育教學改革研究項目（編號：163305）。

朱亞紅（1985-），女，陜西咸陽人，碩士，高級技師，講師，主要研究方向：自動控制技術。