人机界面组态与故障诊断实验优化方法

1.组态人机界面

打开SIMATIC管理器左边窗口的HMI站点，选中其中的“画面”，双击右边窗口中的“画面_1”，打开WinCC flexible（见图7-27）。

双击WinCC flexible左边窗口“通讯”文件夹中的“连接”，打开连接表（见图7-12），将“激活的”列的参数由“关”变为“开”，即激活HMI与PLC的通信连接。

双击图7-27左边窗口“\报警管理\设置”文件夹中的“报警设置”，选中“报警设置”视图中的“S7诊断报警”复选框（见图7-28）。因为组态报告系统错误时图7-23中的消息的显示等级为0，单击“报警程序”表第一行“ALARM_S”列右边的 按钮，仅选中0号显示类，单击 按钮确认，在“ALARM_S”列将出现“0”。

将图7-27右边的工具箱的“增强对象”中的“报警视图”拖放到中间的画面上，用鼠标调节它的位置和大小。选中报警视图，下面是它的属性视图（见图7-29）。选中左边窗口的“常规”类别，用单选框选中“报警事件”，用复选框选中“报警类别”中的“S7 报警”

图7-27 WinCC flexible的界面

图7-28 设置报警

图7-29 报警视图的属性视图

此外，选中“属性”类别中的“显示”子类别（见图7-30），组态显示滚动条、“信息文本”按钮和“确认”按钮。选中属性视图左边窗口的“属性”类别中的“外观”子类别，组态报警视图的表格和表头的背景色。

选中“属性”类别中的“文本”子类别，设置表格和表头的“字体”为宋体、“样式”为标准，大小为9个像素点。选中“属性”类别中的“列”子类别，在右边窗口选中“状态”复选框，监控时显示“状态”列。“属性”类别中的其他参数均采用默认的设置。

2.仿真实验

打开仿真软件S7-PLCSIM，将用户程序和系统数据下载到仿真PLC，将CPU切换到RUN-P模式。单击WinCC flexible工具栏上的 按钮，启动WinCC flexible的运行系统，出现模拟的HMI画面（见图7-31）。

图7-30 报警视图的属性视图

用PLCSIM的菜单命令打开OB82的仿真对话框（见图7-16）。在“模块地址”文本框中输入3号从站的2AO模块的起始地址PQW256。用复选框选中“外部电压故障”，单击“应用”按钮，HMI的画面出现第一条消息，即图7-31最下面的消息。“状态”列的“C”表示进入的事件。

单击面板右边的“确认”按钮 ，出现以“###...”结束的确认消息。“状态”列的“(C)A”表示故障被确认。用OB82的仿真对话框使故障消失，画面上又出现一次“无外部辅助电压”消息。“状态”列的“(CA)D”表示被确认的故障消失。 (www.xing528.com)

用PLCSIM的菜单命令打开OB86的仿真对话框（见图7-2），模拟5号从站出现故障，HMI画面上出现从下到上的第4条消息，显示5号从站有故障。用OB86的仿真对话框使故障消失，画面上出现最上面的5号从站故障结束的消息。“状态”列的“(C)D”表示未确认的故障消失。

单击最下面的消息，可以看到该消息的详细信息（见图7-32）。包括从站的接口模块的型号，出现故障的I/O模块的型号，和该模块的起始地址。单击右边的“确认”按钮 ，显示的消息缩为两行，可以看到条数更多的消息。

图7-31 仿真PLC产生的报警消息

图7-32 仿真PLC产生的报警消息

3.PLC硬件实验

PLCSIM不能模拟AO模块输出电路断线和短路的故障。下面的实验用WinCC flexible 的运行系统来模拟HMI，硬件PLC通过MPI或DP网络与WinCC flexible的运行系统通信。

将组态信息和用户程序下载到硬件CPU 315-2DP，用电缆连接CPU和从站的DP接口，CPU和DP从站进入RUN模式后，断开7号从站（ET 200M）6号槽的2AO模块0号通道的电流输出电路，然后又接通它。在HMI的仿真画面上出现“模拟输出断线”的报警消息。断开5号从站的电源，画面上出现5号从站故障的报警消息（见图7-33）。如果同时断开3个DP从站的电源，将会出现3条报警消息。

单击某条消息，该消息由两行变为多行，可以看到详细的信息。

4.用WinCC显示报警消息

也可以用WinCC的报警控件来显示报告系统错误功能的报警消息，WinCC组态的工作量很大，具体的方法见参考文献[1]。作者分别用PLCSIM和硬件PLC做了故障诊断的实验，都得到了满意的诊断结果（见图7-34和图7-35）。

图7-33 硬件PLC实验的报警消息

图7-34 仿真PLC实验中报警控件显示的消息

图7-35 硬件PLC实验中报警控件显示的消息