顺序图设计及其设置效果展示

1.手动模式运行

为确认设备能够正常运行，实现饮料灌装的功能，需在运行手动测试程序。使用GRAPH编程语言，建立FB块，按照图3-49的流程图写出手动程序，使用转换开关进行手动自动模式切换。

2.灌装自动方式SFC块

根据工作任务写出如图3-50所示的饮料灌装自动运行流程图。

使用GRAPH编程语言，建立FB块，按照图3-50的流程图写出自动程序，使用转换开关进行模式切换，并写出计数器调用、复位的梯形图程序。部分梯形图如图3-50所示。

图3-49　手动测试流程图

图3-50　流程图

图3-51　灌装方式部分程序图

3.HMI设备组态

在项目视图中单击“添加新设备”，依次选择HMI、SIMATIC精致面板、7”显示屏和TP700精致面板，6AV2 124-0GC01-0AX0在弹出的界面右侧会看到组态的触摸屏的型号、版本、订货号和说明信息，如图3-52所示。

图3-52　添加HMI图

单击“确定”按钮，进入“HMI设备向导”界面，如图3-53所示，选择连接的PLC设备，可以直接点击“完成”按钮，以默认设置的方式完成对触摸屏的组态，也可以点击“下一步”按钮，一步一步地对触摸屏组态。

单击“下一步”按钮，弹出“画面布局”界面，在该界面中可以选择触摸屏画面的背景色也可以选择是否显示页眉。

继续单击“下一步”按钮，弹出“报警”界面，在该界面中可以选择组态报警设置。

继续单击“下一步”按钮，弹出“画面”界面，在该界面中可以添加、删除和重命名新画面。

继续单击“下一步”按钮，弹出“系统画面”按钮，在该界面中可以选择使用者所需要的系统画面。

图3-53　组态PLC连接图

继续单击“下一步”，弹出“按钮”界面，在该界面中，使用者可以通过拖放或单击相应的系统按钮来添加按钮，也可在“按钮区域”中设置按钮的布局。

单击“完成”按钮，进入组态的触摸屏的根画面，在左侧的“项目树”中的“设备”中可以看到组态的触摸屏HMI_2，在其下拉菜单中，可以对组态的触摸屏的系统运行设置、画面以及变量等参数进行设置。

在项目视图中，选择项目树下组态的HMI设备，在下拉列表中双击“运行系统设置”即可进入“运行系统设置”界面。

在“常规”选项中可以设置起始画面、默认模板、是否锁定任务切换以及项目ID，其中，起始画面是运行系统启动时打开的第一个画面；默认模板指定当前HMI设备的标准画面模板；如果启用了任务切换则操作员无法在HMI上启动其他软件程序，操作系统只能为该项目所用；项目ID指定了由PLC检查的HMI设备的项目ID。在“服务”选项中可以设置远程控制、读/写变量、诊断和SMTP通信。

在“画面”选项中可以选择用于文本和图形列表的位选择和用于外观的位选择，默认情况下，该设置是禁用的，以保持向下的兼容性。

在“键盘”选项中可以选择是否退出时释放按钮。

在“报警”选项中可以对HMI设备报警信息进行设置。

在“使用者管理”选项中可以对HMI设备的登录使用者进行设置。

在“语言和字体”选项中可以对HMI设备运行系统的语言和字体进行设置。

在项目视图中，选择项目树下组态的HMI设备，选择“画面”，点击“根画面”即可进入“根画面”界面。

1.基本对象

在画面编辑界面右侧的工具箱里可以看到画面“基本对象”如图3-54所示。

图3-54　基本对象图

（1）“直线”对象：是一个开放的对象，其长度和斜率由包围对象的矩形的高度和宽度定义。可自定义对象位置、形状、样式和颜色的设置。

（2）“折线”对象：如果想要用颜色填充对象，则使用“折线”对象。可自定义对象位置、形状、样式和颜色的设置。

（3）“多边形”对象：是可用背景颜色填充的闭合对象。可自定义对象位置、形状、样式和颜色的设置。

（4）“椭圆”对象：是可用颜色或图案填充的闭合对象。可自定义设置对象位置、几何形状、样式、边框和颜色。

（5）“圆”对象：是封闭对象，可以用颜色或图案填充。可自定义设置对象位置、几何形状、样式、边框和颜色。

（6）“矩形”对象：是可用颜色填充的闭合对象。可以定制对象的位置、形状、样式、颜色和字体类型。

（7）“文本域”对象：用于显示文字，是可以用颜色填充的封闭对象。可以定制对象的位置、形状、样式、颜色和字体类型。

（8）“图形视图”对象：用于显示图形，可以定制对象的位置、形状、样式、颜色和字体类型。

2.元素

在画面编辑界面右侧的工具箱里可以看到画面“元素”如图3-55所示。

图3-55　元素图

（1）“I/O 域”元素：用于输入和显示过程值。可以定制元素的位置、形状、样式、颜色和字体类型。具有“输入”“输出”和“输入和输出”三种模式，可以显示二进制、日期、日期/时间、十进制、十六进制、时间、字符串如图3-56所示。

图3-56　I/O域图

（2）“按钮”元素：允许使用者组态一个对象，借助该对象操作员可在运行系统中执行任何可组态的功能。可以定制元素的位置、形状、样式、颜色和字体类型。具有“不可见”“文本”“图形”，如图3-57所示。可以显示静态或动态的“文本”和“图形”。

图3-57　按钮域模式属性图

（3）“符号I/O域”元素：用来组态运行系统中用于文本输入和输出的选择列表。可以定制元素的位置、形状、样式、颜色和字体类型。具有“输入”“输出”“输入和输出”和“双状态”模式，如图3-58所示。在“双状态”下符号I/O域仅用于输出数值，且最多可具有两种状态。该域在两个预定义的文本之间切换如图3-58所示。

图3-58　符号I/O域图

（4）“图形I/O域”元素：可用于组态一份实现图形文件的显示和选择的列表。可以定制元素的位置、形状、样式、颜色和字体类型。具有“输入”“输出”“输入和输出”和“双状态”模式。其中，“输入”模式只用于选择图形，“输入/输出”模式用于选择和显示图形，“输出”模式用于显示图形，“双状态”模式仅用于显示图形，并且最多只能具有两种状态如图3-59所示。

图3-59　图形I/O域图

（5）“日期和时间域”元素：显示了系统时间和系统日期。“日期/时间域”的外观取决于在HMI设备中设置的语言。可以定制元素的位置、样式、颜色和字体类型。在“属性”中的“常规”选项中可以允许或者禁止长日期/时间格式，选择“允许”的时候，完整的显示日期和时间，选择禁止的时候，以简短形式显示日期和时间如图3-60所示。

图3-60　日期与时间域图

（6）“棒图”元素：可以将变量显示为图形，可以通过刻度值进行标记，可以定制元素的位置、形状、样式、颜色和字体类型。在“属性”中的“外观”选项中可以定义棒图颜色变化的方式为“按段”还是“整个棒图”，如图3-61所示。选择“按段”时，如果达到了特定限制，棒图的颜色将分段显示。通过分段显示，可以看到所显示的值超过了哪个限制。选择“整个棒图”时，如果达到了某个特定限制，整个棒图的颜色的都会改变。

图3-61　棒图

（7）“开关”元素：用于组态开关，以便在运行期间在两种预定义的状态之间进行切换，可通过标签或者图形将“开关”元素当前状态做可视化处理，可以定制元素的位置、形状、样式、颜色和字体类型。在“属性”中的“常规”选项中，可以开关的三种模式，即“开关”模式、“通过图形切换”模式、“通过文本切换”模式。

“开关”模式下，开关的两种状态均按开关的形式显示，开关的位置指示当前状态，在运行期间通过滑动开关来改变状态。“通过图形切换”模式下，开关显示为一个按钮，其当前状态通过图形显示，在运行期间单击相应按钮即可启动开关。“通过文本切换”模式下，开关显示为一个按钮，其当前状态通过标签显示，在运行期间单击相应按钮即可启动开关如图3-62所示。

图3-62　图形显示图

（8）“符号库”元素：符号库中包含大量备用图标。这些图标用来表示画面中的系统和工厂区域。可以自定义对象的位置、形状、样式、颜色和字体类型。符号库位于“工具箱”任务卡中的“图形”选项板内如图3-63所示。

图3-63　符号库图

（9）“滚动条”元素：该元素在已定义范围内监视和修改过程值，监视的范围以滚动条的形式显示，通过调整滚动条，可以介入过程并更正显示的过程值。可以自定义元素的位置、形状、样式、颜色和字体类型如图3-64所示。

图3-64　滚动条图

（10）“量表”元素：该元素以模拟量表形式显示数字值，在运行期间可以直观的看到数值是否在正常范围内，量表只能用于显示，不能进行控制，可自定义对象的位置、形状、样式、颜色和字体类型如图3-65所示。

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图3-65　量表图

3.控件

在画面编辑界面右侧的工具箱里可以看到画面“控件”如图3-66所示。

（1）“报警视图”控件：报警将在报警视图或HMI设备的报警窗口中显示。如图3-65所示包含一个没有任何内容的报警视图。可以自定义控件的位置、形状、样式、颜色和字体类型。在报警视图属性的常规选项中可以设置报警视图的报警类别，如图3-67所示，可以选择启用或禁用Errors、Warnings、System、Diagnosis events报警类别。

图3-66　控件图

图3-67　报警视图

（2）“趋势视图”控件：在趋势视图中当前过程或日志的变量值可以以趋势的形式表达，可以自定义控件的位置、形状、样式、颜色和字体类型，未进行变量连接的趋势视图如图3-68所示。

图3-68　趋势视图

（3）“用户视图”控件：用于设置和管理用户和授权，可以在运行系统中创建新用户并将其分配给用户组，根据HMI设备，可以使用复杂或简单用户视图管理用户和权限，可以自定义控件的位置、形状、样式、颜色和字体类型。未创建用户的用户视图如图3-69所示，其属性。在HMI设备TP 177A 6"、TP 177A 6"（纵向 ）、OP73 和OP77A上，每次只能在一个画面上组态一个使用者视图，否则，在生成时会出现相应的错误消息。

图3-69　用户视图

（4）“状态/强制”控件：用于组态编辑器，允许在运行系统中处理SIMATIC S7的单个地址范围，可以自定义控件的位置、形状、样式、颜色和字体类型，“状态/强制”视图，其属性如图3-70所示，在其常规属性中可以设置可见列。

图3-70　状态/强制图

（5）“配方视图”控件：用于显示和修改配方，可以自定义控件的位置、形状、样式、颜色和字体类型，在显示尺寸大于 6" 的HMI设备中，既可使用高级配方视图又可使用“简单配方视图”来管理和处理配方如图3-71所示。

（6）“Sm@rtClient视图”控件：可以用来为连接单元的远程监视和远程维护组态一个网络连接，可以自定义控件的位置、形状、样式、颜色和字体类型如图3-72所示。

图3-71　配方视图

图3-72　Sm@rtClient视图

4.图形

在画面编辑界面右侧的工具箱里可以看到“图形”。在WinCC图形文件夹下具有系统提供的各种图形如图3-73所示。

图3-73　图形图

5.HMI编程

（1）拖入基本对象和元素

在项目视图中的项目树下，选择组态的HMI设备，选择“画面”，单击“根画面”，如图3-74所示。

在弹出的根画面对话框中，从右侧工具箱的“基本对象”中拖入两个文本域，并分别更改文本为“红灯”“绿灯”，从“元素”中拖入两个按钮，分别改名为“开”“关”，从“元素”中拖入四个I/O域，放到根画面相应位置如图3-75所示。

图3-74　打开根画面图

图3-75　放置后的根画面图

（2）设置基本对象和元素属性

选择如图3-76所示基本对象圆形，在下方的属性区域，选择“动画”，点击“添加新变量连接”图标，如图3-77所示。在弹出的“添加变量绑定”对话框中选择“外观”之后，出现图3-78所示的“外观”页面，点击 图标，弹出的“变量连接”对话框，如图3-78所示，点击PLC变量，选择“灯”，选择“红灯”，单击图标，完成圆形属性设置。

选择如图3-79所示元素对象按钮。

图3-76　选择动画图

图3-77　选择外观图

图3-78　变量连接图

图3-79　选择按钮图

选择“启动”按钮，在下方的属性区域，选择“事件”，选择“按下”，添加“置位位”函数，连接变量“启动”，如图3-80所示。选择“释放”，添加“复位位”函数，连接变量“启动”，如图3-81所示，即可完成“启动”按钮的属性设置。

选择启动“I/O域”，在下方的属性区域，选择“动画”，添加过程值，如图3-82所示。同理，旋盖指示灯“I/O”域添加过程值，如图3-83所示。

图3-80　置位位图

图3-81　复位位图

图3-82　按钮I/0域图

图3-83　旋盖指示灯I/0域图

6.编译下载

选择项目树中要编译的HMI设备，选择“编辑”菜单，单击“编译”选项，或者使用“CTRL+B”快捷键，即可获得HMI设备的编译信息，如图3-84所示，使用者也可以在项目树中选择要编译的HMI设备，然后单击鼠标右键，在弹出的对话框中选择“编译”命令，此时，使用者还可以选择编译的范围。当使用者选择“全部”时，HMI设备的所有信息将被编译；当使用者选择“硬件组态”时，HMI设备或网络连接的过程画面将被编译；当使用者选择“软件”时，HMI的过程画面将被编译；当使用者选择“软件（全部重建）”，HMI设备中的所有块将被编译，如图3-84所示。

使用者对HMI项目编译并且编译信息显示当前项目无错误后，就可以将HMI程序和项目模块信息下载到HMI设备TP177B 6" PN/DP中。要实现编程设备与HMI设备之间的数据传送，应该正确连接HMI设备，然后用编程电缆（例如USB-MPI电缆、PROFIBUS总线电缆）将S7-300PLC与HMI设备连接起来，并打开S7-300PLC和HMI设备的电源开关如图3-85所示。

之后，在项目树中选择要下载的HMI设备，在STEP7 Professional V11软件中选择“在线”菜单，单击“下载到设备”选项，如图3-86所示，或者使用“CTRL+L”快捷键，就可将整个项目下载到使用者HMI设备中。使用者也可以在项目树中选择要下载的设备，然后单击鼠标右键，在弹出的对话框中选择“下载”，此时，还可以选择下载的范围，当使用者选择“全部”时，该项目的所有信息将被下载；当使用者选择“硬件配置”时，设备或网络连接的过程画面将被下载；当使用者选择“软件”时，程序块或过程画面将被下载；当使用者选择“软件（全部下载）”，项目中的所有信息将被下载。

图3-84　编译图

图3-85　下载到设备图

选择“下载”指令后，会出现图3-87所示的下载预览对话框，选择“全部覆盖”，之后单击“下载”按钮，就可将HMI项目下载到HMI设备TP177B6" PN/DP中。

图3-86　下载软件图

图3-87　编译下载图

当首次进行下载或选择“扩展的下载到设备”命令时，会出现“扩展的下载到设备”对话框，从中使用者可以看到HMI设备的地址、PG/PC接口、目标子网中的可访问设备、在线状态信息。对于PG/PC接口类型，我们选择以太网 之后，单击图3-88中所示的“下载”按钮，即可完成下载，下载成功时会出现图3-88所示的下载完成。

旋盖指示灯的圆形外观连接变量如图3-89和3-90所示。因HMI运行期间，采样周期较短，所以修改HMI变量采集周期如图3-91所示。

图3-88　下载完成图

图3-89　连接变量图

图3-90　更改外观图

图3-91　更改采集周期图