6.2采用人机界面的工作任务
为了进一步说明人机界面组态的具体方法和步骤，下面给出一个在项目五的实训工作任务的
基础上稍作修改的，由人机界面提供主令信号并显示系统工作状态的工作任务。
1、设备的工作目标、上电和气源接通后的初始位置，具体的分拣要求，均与原工作任务相同；启/停操作和工作状态指示，则不通过按钮指示灯盒操作指示，而是在触摸屏上实现。这时，分拣站的I/O接线原理如图6-6所示。
2、当传送带入料口人工放下已装配的工件时，变频器即启动，驱动传动电动机以触摸屏给定的速度，把工件带往分拣区。频率在40—50Hz可调节。
各料槽工件累计数据在触摸屏上给以显示，且数据在触摸屏上可以清零。
根据以上要求完成人机界面组态和分拣程序的编写。
图6-6分拣站原理图
6.2.1人机界面组态
分拣站画面效果图如图6-7所示。
图6-7分拣站界面
画面中包含了如下方面的内容：
■ 状态指示：单机/全线、运行、停止；
■ 切换旋钮：单机全线切换；
■ 按钮：启动、停止、累计清零按钮；
■ 数据输入：变频器输入频率设置
■ 数据输出显示：白芯金属工件累计、白芯塑料工件累计、黑色芯体工件累计
■ 矩形框
组态画面各元件对应的PLC地址，如表6-1所示。
表6-1 触摸屏组态画面各元件对应PLC地址
元件类别 | 名称 | 输入地址 | 输出地址 | 备注 |
位状态切换开关 | 单机/全线切换 | M0001 | M0001 | |
位状态开关 | 启动按钮 | M0002 | ||
停止按钮 | M0003 | |||
累计清零按钮 | M0004 | |||
位状态指示灯 | 单机/全线指示灯 | M0001 | M0001 | |
运行指示灯 | M0000 | |||
停止指示灯 | M0000 | |||
数值输入元件 | 变频器频率给定 | D0000 | D0000 | 最小值40，最大值50 |
数值输出元件 | 白芯金属工件累计 | D0130 | ||
白芯塑料工件累计 | D0131 | |||
黑色芯体工件累计 | D0132 |
接下来给出人机界面的组态步骤和方法。
1、创建工程
运行“MCGS嵌入版组态环境”软件，点击“新建工程”。在“新建工程设置”界面中选择触摸屏型号，TPC类型中如果找不到“TPC7062KS”的话 ，则请选择“TPC7062K”。
工程名称为“335B-分拣站”。 ，
2、定义数据对象
根据前面给出的表6-1，定义数据对象，所有的数据对象如下表列出
表6-2 触摸屏组态画面各元件对应PLC地址
数据名称 | 数据类型 | 注释 |
运行状态 | 开 关 型 | 状态指示灯 |
单机全线切换 | 开 关 型 | |
启动按钮 | 开 关 型 | |
停止按钮 | 开 关 型 | |
累计清零按钮 | 开 关 型 | |
变频器频率给定 | 数 值 型 | |
白芯金属工件累计 | 数 值 型 | |
白芯塑料工件累计 | 数 值 型 | |
黑色芯体工件累计 | 数 值 型 |
下面以数据对象“运行状态”为例，介绍定义数据对象的步骤：
⑴ 单击工作台中的“实时数据库”窗口标签，进入实时数据库窗口页。
⑵ 单击“新增对象” 按钮，在窗口的数据对象列表中，增加新的数据对象，系
统缺省定义的名称为“Data1”、“Data2”、“Data3”等（多次点击该按钮，则可增加多个数据对象）。
⑶ 选中对象，按“对象属性”按钮，或双击选中对象，则打开“数据对象属性设
置” 窗口。
⑷ 将对象名称改为：运行状态；对象类型选择：开关型；单击“确认”。
按照此步骤，根据上面列表，设置其他个数据对象。
3、设备连接
为了能够使触摸屏和PLC通讯连接上，须把定义好的数据对象和PLC内部变量进行连接，具体操作步骤如下：
⑴ 在“设备窗口”中双击“设备窗口”图标进入。
⑵ 点击工具条中的“工具箱”
图标，打开“设备工具箱”。
⑶ 在可选设备列表中，双击“通用串口父设备”，然后双击“三菱_FX系列编程口”在下发出现“通用串口父设备”，“三菱_FX系列编程口”，见图6-8：
图6-8
⑷双击“通用串口父设备”，进入通用串口父设备的基本属性设置，见下图6-9，
作如下设置:
■ 串口端口号（1～255）设置为：0 - COM1；
■ 通讯波特率设置为：6
-9600；
■ 数据校验方式设置为：2–偶校验；
■ 其它设置为默认。
图6-9 通用串口设置
⑸双击“三菱_FX系列编程口”，进入设备编辑窗口，如下见图6-10。左边窗口下方CPU类型选择2-FX2NCCPU。右窗口中“通道名称”默认为X000—X007,可以单击“删除全部通道”按钮给以删除。
图6-10 设备编辑窗口
⑹接下进行变量的连接，这里以“运行状态”变量进行连为例说明。
① 单击“增加设备通道”按钮，出现图6-11所示窗口。参数设置如下：
■ 通道类型：M寄存器；
■ 数据类型：通道的第00位；
■ 通道地址：0；
■ 通道个数：1；
■ 读写方式：只读。
② 单击“确认”按钮，完成基本属性设置。
③ 双击“只读M000.0”通道对应的连接变量，从数据中心选择变量：“运行状态”。
用同样的方法，增加其它通道，连接变量，如图6-12，完成单击“确认”按钮。
图6-11
图6-12
4、画面和元件的制作
⑴新建画面以及属性设置
① 在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”。选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入用户窗口属性设置。
② 将窗口名称改为：分拣画面；窗口标题改为：分拣画面。
③ 单击“窗口背景”，在“其它颜色”中选择所需的颜色，见图6-13
图6-13
⑵制作文字框图：以标题文字的制作为例说明。
①单击工具条中的“工具箱”
按钮，打开绘图工具箱。
②选择“工具箱”内的“标签”
按钮，鼠标的光标呈“十字”形，在窗口顶端中心位置拖拽鼠标，根据需要拉出一个大小适合的矩形。
③在光标闪烁位置输入文字“分拣站界面”，按回车键或在窗口任意位置用鼠标点击一下，文字输入完毕。
⑶ 制作状态指示灯。以“单机/全线”指示灯为例说明：
① 单击绘图工具箱中的 
（插入元件）图标，弹出对象元件管理对话框，选择指示灯6，按“确认”按钮。双击指示灯，弹出的对话框如图6-14所示：
图6-14
② 数据对象中，单击右角的“？”按钮，从数据中心选择“单机全线切换”变量。
③ 动画连接中，单击“填充颜色”，右边出现，“>”按钮，见图6-15
图6-15
④ 单击“>”按钮，出现如下对话框
图6-16
⑤“属性设置”页中，填充颜色：白色；
⑥“填充颜色”页中，分段点0对应颜色： 白色；分段点1对应颜色：浅绿色。见图6-17，单击“确认”按钮完成。
图6-17
⑷ 制作切换旋钮
单击绘图工具箱中的（插入元件）图标，弹出对象元件管理对话框，选择开关6，按“确认”按钮。双击旋钮，弹出如图6-18的对话框。在数据对象页的按钮输入和可见度连接数据对象“单机全线切换”。
图6-18
⑸ 制作按钮。以启动按钮为例，给以说明：
① 单击绘图工具箱中“
”图标，在窗口中拖出一个大小合适的按钮，双击按钮，出现如下图窗口，属性设置如下：
图6-19
②“基本属性”页中,无论是抬起还是按下状态，文本都设置为启动按钮；“抬起功能”属性为字体设置宋体，字体大小设置为五号，背景颜色设置为浅绿色；“按下功能”为：字体大小设置为小五号，其它同抬起功能。
③“操作属性”页中,抬起功能:数据对象操作清0，启动按钮；按下功能:数据 对象操作置1，启动按钮。
④ 其它默认。单击“确认”按钮完成。
⑹ 数值输入框
① 选中“工具箱”中的“输入框”
图标，拖动鼠标，绘制1个输入框。
② 双击
图标，进行属性设置。只需要设置操作属性：
■ 数据对象名称：最高频率设置；
■ 使用单位：Hz
■ 最小值：40；
■ 最大值：50；
■ 小数点位：0。
设置结果如图6-20：
图6-20
⑺ 数据显示,以白色金属料累计数据显示为例：
① 选中“工具箱”中的
图标，拖动鼠标，绘制1个显示框。
② 双击显示框，出现对话框，在输入输出连接域中，选中“显示输出”
选项，在组态属性设置窗口中则会出现“显示输出”标签，如图：
图6-21
③ 单击“显示输出”标签，设置显示输出属性。参数设置如下：
■ 表达式：白色金属料累计；
■ 单位：个；
■ 输出值类型：数值量输出；
■ 输出格式：十进制；
■ 整数位数：0；
■ 小数位数：0。
④单击“确认”，制作完毕。
⑻ 制作矩形框
单击工具箱中的
图标，在窗口的左上方拖出一个大小适合的矩形，双击矩形，
出现如图6-22所示的窗口，属性设置如下：
图6-22
5、工程的下载
这里不累述，下载方法请参考6.1.1。
6.2.2 变频器输出的模拟量控制
根据任务可以知，为了实现变频器输出频率连续调整的目的，分拣单元PLC连接了特殊功能模拟量模块FX0N-3A。启停由外部端子来控制。因此在项目五的任务基础上，变频器的参数要作相应得调整，要调整的参数设置如下表6-1：
表6-1 变频器参数设置
| 参数号 | 参数名称 | 默认值 | 设置值 | 设置值含义 |
| Pr.73 | 模拟量输入选择 | 1 | 0 | 0--10V |
| Pr.79 | 运行模式选择 | 0 | 2 | 外部运行模式固定 |
接下讲解一下FX0N-3A的主要性能、接线以及使用方法。
1、特殊功能模块FX0N-3A的主要性能
FX0N-3A是具有两路输入通道和一路输出通道，最大分辨率为8位的模拟量I/O模块，模拟量输入和输出方式均可以选择电压或电流，取决于用户接线方式。
FX0N-3A输入通道主要性能见表6-2，输出通道主要性能见表6-3。
使用FX0N-3A时尚需注意：
①模块的电源来自PLC主单元的内部电路，其中模拟电路电源要求为24VDC±10%，90mA，数字电路电源要求为5VDC 30mA。
②模拟和数字电路之间光电耦合器隔离，但模拟通道之间无隔离。
③在扩展母线上占用8个I/O点（输入或输出）
2、 接线
模拟输入和输出的接线原理图分别如图6-23、6-24所示。接线时要注意，使用电流输入时，端子[Vin]与[Iin]应短接；反之，使用电流输出时，不要短接[VOUT]和[IOUT]端子。
如果电压输入/输出方面出现较大的电压波动或有过多的电噪声，要在相应图中的位置并联一个约25V，0.1至0.47μF的电容。
图6-23模拟输入接线图
图6-24模拟输出接线图
3、编程与控制
可以使用特殊功能模块读指令FROM（FNC78）和写指令TO（FNC79）读写FX0N-3A模块实现模拟量的输入和输出。
FROM指令用于从特殊功能模块缓冲存储器（BFM）中读入数据，如图6-25（a）所示。这条语句是将模块号为m1的特殊功能模块内，从缓冲存储器（BFM）号为m2开始的n个数据读入PLC，并存放在从D开始的n个数据寄存器中。
图6-25特殊功能模块读和写指令
TO指令用于从PLC向特殊功能模块缓冲存储器（BFM）中写入数据，如图6-25（b）所示。这条语句是将PLC中从[S•]元件开始的n个字的数据，写到特殊功能模块m1中编号为m2开始的缓冲存储器（BFM）中。
模块号是指从PLC最近的开始按No.0→No.1→No.2……顺序连接，模块号用于用于以FROM/TO指令指定那个模块工作。
特殊功能模块是通过缓冲存储器（BFM）与PLC交换信息的，FX0N-3A共有32通道的16位缓冲寄存器（BFM），如表6-14所示。
表6-14 FX0N-3A的缓冲寄存器（BFM）分配 通道号 b15-b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 #0 保留 当前输入通道的A/D转换值（以8位二进制数表示） #16 当前D/A输出通道的设置值 #17 D/A转换启动 A/D转换启动 A/D通道选择 #1～#15 #18～#31 保留 其中#17通道位含义：
b0=0,选择模拟输入通道1；b0=1,选择模拟输入通道2.
b1从0到1，A/D转换启动
b2从1到0，D/A转换启动
图6-26是实现D/A转换的例程，图6-27是实现A/D转换的例程
例1： 写入模块号为0的FX0N-3A模块，D2是其D/A转换值。
图6-26D/A转换编程示例
例2： 读取模块号为0的的FX0N-3A模块，其通道1的A/D转换值保存到D0，通道2的A/D转换值保存到D1。
图6-27A/D转换编程示例
分拣站变频器速度调节部分的程序如下图：
图6-28模拟量处理输出程序
