USB转接rs-232借口论文(11)

广西工学院鹿山学院2010届毕业论文 USB接口转RS-232接口转换器的设计

上图为FC105在主程序OB1上运行后的截图。MM440中的12，13端为一对模拟输出端（通过转换PLC机身上的AIN1和AIN2两个转换开关，实现0~10V或者0~20mA的输出转换，本设计选择0~20mA的电流输出），连接PLC上的2，3两个模拟输入端后，通过FC105这个功能块实现连接和数据的转换，FC105上的IN端口为0~27648的整型值，从MM440过来的0~20mA的电流信号进过这里转换为0~27648之间的整型值，进而通过FC105的OUT端MD52输出电机的转速值。HI_LIM为电机转速的最高值+1400r/min，HO_LIM为电机转速的最低值-1400r/min，BIPOLAR端口给定它一个0值，这样在输出正负值就会都能显示出来。RET_VAL为一个中间变量。通过S7-PLCSIM的运行仿真，当输入一个IW值，比如0，MD52便会显示出相应的-1400r/min，当输入IW=27648，MD52=+1400r/min。因此FC105功能块能实现本次设计的仿真要求。

其中的MD52便为，WinCC中创建电机转速过程变量的一个地址，当WinCC仿真时，便可以从PLC中直接调出电机转速的数据。

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5 西门子触摸屏TP270的应用与设计

本章主要介绍西门子触摸屏TP270的应用及其操作界面的组态。

5.1 西门子TP270触摸屏

SIMATIC? TP 270型触摸式面板，功能强大，性能卓越，价格低廉，尽可淋漓实现过程控制和监视。 基于Windows CE操作系统，TP 270提供有创新性的操作员控制和监视功能以及固有操作员面板的优点：坚固耐用，稳定可靠，简便易用。标准硬件/软件接口保证了极高的柔性度和透明度以及办公环境的访问功能。[23]

5.2 TP270操作界面组态的步骤

（1）在登陆界面，我设定了登陆权限，建立了一个password的变量，修改“系统”里“设置”项中的密码，并在状态按钮的“功能”选项里，添加“口令”中的“用户_登陆”，添加“画面”中的“选择_画面_固定的”，添加，后选择画面名称为“shuoming”（即为画面2）。在“输入域”里“常规”项选择“password”变量。[24]

(2)画面中的“退出系统”，“退出”均为状态按钮，在状态按钮的“功能”选项里，添加“画面”中的“选择_画面_固定的”，添加，后选择画面名称为“denglu”（即为画面1）。

（3）手动模式下，“正转”、“反转”、“停止”状态模块，导入相应的PLC输入启动变量“IB”的地址量。电位器的输入域，可以输入电位器的实际值。而电机转速值也是

[22]

通过PLC间接反馈MM440里出来的值。

（4）自动模式下，“启动”、“停止”状态模块，导入的也是相应的PLC输入量，转速显示的是通过FC105的MD52端口的输出值。

（手动模式下的地址调用存在问题）

5.3 组态的TP270操作界面

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图5.1 TP270组态画面

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总结

设计中遇到的问题及其解决方案

（1）WinCC软件与系统的兼容问题

由于WinCC和Windows XP Home版本不兼容，装上后无法使用，因此必须换装 XP Professional 版。在装SQL2000数据库的时候，也要注意，如果第一次没有安装成功，第二次安装前，必须清理或者还原初始注册表，否则SQL也将无法安装。安装消息队列前，建议关掉系统防火墙。最重要的是系统要设定一个带有密码登陆的管理员用户，否则安装WinCC重启后，将无法进入系统。

（2）STEP7程序里设定的中间变量存储器M值命名过大占用内存

由于默认的M0.0~M0.7为8位的一个存储空间,为了不占用太大的空间，把本来设计中用到的M0.1~M0.7,M1.0,M2.0,M3.0,M4.0,M5.0,M6.0,M7.0,M8.0,M9.0,M10.0,M11.0换为M0.1~M0.7，M1.0~M1.7,M2.0~M2.2。因为在大型项目程序的时候，过多的浪费存储空间，将使系统运行过慢，效率降低。[14]

（3）从MM440调取电机转速值到PLC中

由于设计中需要使用WinCC建立对电机转速的实时监控界面，而WinCC只是通过PC与PLC连接，因此便需要一个模块或者程序来调用MM440里的转速数据。在设计中使用了FC105功能模块，实现了从变频器出来的0~20mA的电流值，到PLC里的0~27648整型值的变换，再通过FC105模块，把整型值对应成相应的电机转速。（FC105模块介绍见5.8）[29]

（4）关于自动模式和手动模式的整合问题

设计之初，我采用了一个主程序OB1，两个调用子程序，但是后来通过MM440变频器的参数P值参数的设定情况，了解到自动模式下是数字输出，而手动模式下是模拟量输出，P值的设定是不一样的，因此无法通过程序调用来实现两种模式之间的切换。每次调用一种模式，必须要重新复位P值，并进行重新设定。所以设计最后，我把两个程序实行分拆，这样便出现了两个主程序OB。

（5）通电后TP270上一直显示CONNECTING TO HOST的问题 TP270上显示Connecting to host是没有程序，等待传输的现象。可以按下Cancel，回到Boot画面，按下Start，如果没有程序运行，或回到传输状态就可以证明TP270里面没有程序，找原始项目重新下载。也检查以下设置：TP270的Control Panel-Transfer中Channel 2选择MPI，选择\和\Control\，再到“属性”中选择MPI网络，“高级”中选择相应的地址（默认为1）/波特率(187.5K)。ProTool或WinCC flexible的下载/传送选项中选择MPI/DP方式，默认地址为1，波特率187.5K。

[21]

心得体会

经过多个月的努力，在众多老师和同学的指导和帮助下，还有自己的不懈努力，最终完成了设计任务。经过测试，设计达到了基本要求。通过本次设计，自己也有了不少收获。在设计中自己动脑筋来解决遇到的问题，书本上的知识都有了用武之地，这巩固和深化了自己所学的知识，增强了自己的动手能力。通过设计还提高自己程序的综合设计能力、分析能力和编程能力，掌握了很多编程技巧，积累了一些编程经验。相信这些技巧和经验对自己今后的工作会有不小帮助。本次设计的系统虽然不大，但收获挺多。

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6 设计的拓展部分

本章主要介绍设计的拓展部分Profibus的网络的基本框架的构建。

6.1 Profibus的网络的构建

在S7-300 PLC与站点之间的通信，需要组建Profibus网络，以实现一个PLC对

多台电机实施控制。

Profibus总线技术由三个兼容部分组成：

（1）PROFIBUS-DP。是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。使用PROFIBUS-DP可取代DC24V或4~20mA信号传输。

（2）PROFIBUS-PA。专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本征安全规范。

（3）PROFIBUS-FMS。用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络。[1] （4） 在本设计系统中，我们可采用PROFIBUS-DP总线技术，主要完成现场级设备的在线监控。

6.2 PROFIBUS-DP通信的基本特点

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