《可编程控制器原理应第5章HMI人机界面技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《可编程控制器原理应第5章HMI人机界面技术（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、主编：孙平主编：孙平浙江水利水电学院浙江水利水电学院2013.52013.5第第5章章HMI人机人机界面技术界面技术第第5章章HMI人机界面技术人机界面技术 触摸屏和文本显示器具有界面直观、操作方便、人触摸屏和文本显示器具有界面直观、操作方便、人机交互性好等优点，在控制领域得到了广泛的应用。机交互性好等优点，在控制领域得到了广泛的应用。 5.1 触摸屏概述触摸屏概述 使用按钮、转换开关等主令电器来操作控制，使用使用按钮、转换开关等主令电器来操作控制，使用信号灯来指示工作状态，很难实现系统的集中控制和状信号灯来指示工作状态，很难实现系统的集中控制和状态指示。态指示。 HMI全称全称:Human
2、Machine Interface 人机界面人机界面设备，顾名思义就是用于人和机器交流的设备。设备，顾名思义就是用于人和机器交流的设备。 常常见的包括各品牌触摸屏、见的包括各品牌触摸屏、OP面板等。面板等。1、HMI（触摸屏）面板分类5.1.2 西门子西门子SIMATIC HMI人机界面技术人机界面技术2. Smart 700 触摸屏图图8.2 CPU 1214C的接线图的接线图1. PLC电路设计图图5.6 PLC控制三相交流异步电动机起、停电气接线图控制三相交流异步电动机起、停电气接线图 一台一台3KW的水泵电动机，要求既能按钮控制，又能触摸的水泵电动机，要求既能按钮控制，又能触摸屏控制电
3、动机的起动和停止的两地控制，并且能够在触摸屏屏控制电动机的起动和停止的两地控制，并且能够在触摸屏上实时显示电动机的工作状态。上实时显示电动机的工作状态。 5.2 Smart 700触摸屏的应用触摸屏的应用 5.2.1电气接线图电气接线图2.Smart 700触摸屏的端子图图5.7 Smart 700触摸屏的外观触摸屏的外观1-显显示示器器/触触摸摸屏屏 2-安安装装密密封封垫垫 3-安安装装卡卡钉钉的的凹凹槽槽 4-RS422/RS485接接口口 5-电电源源连接器连接器 6-铭牌铭牌 7-接口名称接口名称 8-DIP开关开关 9-功能接地连接功能接地连接2.Smart 700触摸屏的端子图图
4、5.8 Smart 700与与 24VDC电源连接电源连接图图5.10 PLC与与Smart Panel的连接的连接图图5.9 组态组态PC与与Smart 700触摸屏的连接触摸屏的连接 （1）触摸屏的）触摸屏的24VDC的直流电源连接的直流电源连接（2）组态）组态PC与与Smart Panel(Smart 700)连接连接（3）PLC与与Smart Panel（智能面板）连接（智能面板）连接 1. 进入组态编程环境、创建项目 双击双击PC桌面的桌面的SIMTIC WinCC Flexible 2008 SP2图标，进入组态编程环境。在界面左侧的选项中，点图标，进入组态编程环境。在界面左侧的选
5、项中，点击图击图5.11中中“创建一个空项目创建一个空项目”的选项。的选项。5.2.2 组态软件编程组态软件编程1. 进入组态编程环境、创建项目 2 选择设备型号 所选用的触摸屏为西门子的所选用的触摸屏为西门子的Smart 700（PANEL TP 177A）触摸屏，在弹出的设备选择对话框中）触摸屏，在弹出的设备选择对话框中Smart Line下选择下选择“Smart 700”（见图（见图5.12），然后），然后点击确定。或者双击点击确定。或者双击“Smart 700”选项。选项。 3.HMI（触摸屏）的设置HMI（触摸屏）的设置主要有通信设置、画面编辑等内容。（触摸屏）的设置主要有通信设置、
6、画面编辑等内容。（1）通信设置）通信设置 通信设置主要进行变量、连接和周期的设置。通信设置主要进行变量、连接和周期的设置。 连接设置连接设置 图图5.13 连接设置选项连接设置选项 连连接接用用于于实实现现HMI与与PLC的的通通讯。讯。 连连接接方方法法：双双击击项项目目树树左左边边的的连连接接，即即可可出出现现连连接接设设置置的的相相关关界界面面，点点击击“连连接接”下下面面方方框框的的空空白白处处，出出现现连连接接名名称称和和可可供供选选择的设备型号的画面。择的设备型号的画面。 先把网络中的配置文选项改为先把网络中的配置文选项改为PPI，然后再把，然后再把波特率改为波特率改为9600，其
7、余的参数保持不变，见图，其余的参数保持不变，见图5.15。 图图5.14 连接设置连接设置PPI通讯选择通讯选择图图5.15 连接设置波特率选择连接设置波特率选择 变量设置变量设置 把把项项目目所所需需要要的的变变量量全全部部加加以以定定义义，本本项项目目所所需需的的变变量量有有输输入入2个个（起起动动按按钮钮、停停止止按按钮钮），输输出出1个个（电电动动机机）。注注意触摸屏的内部控制输入要用意触摸屏的内部控制输入要用M寄存器。寄存器。 在在屏屏幕幕左左方方项项目目指指令令树树的的通通讯讯下下方方双双击击“变变量量”。再再在在弹弹出出的的变变量量设设置置表表内内双双击击 “名名称称”下下方方的
8、的空空白白方方框框，弹弹出出变变量量1等一行内容，如图等一行内容，如图5.16所示。所示。 图图5.16 变量设置表变量设置表 变变量量命命名名，如如变变量量1改改为为起起动动按按钮钮，地地址址设设为为M0.0，这这里里系系统统已已经经默默认认了了连连接接的的对对象象，必必需需修修改改的的是是数数据据类类型型、地地址址、和采集周期。变量设置完成后的变量表如图和采集周期。变量设置完成后的变量表如图5.18所示。所示。 图图5.17 变量设定变量设定图图5.18 设定完成后的变量表设定完成后的变量表HMI（触摸屏）的设置主要进行变量、设置。（触摸屏）的设置主要进行变量、设置。（2）画面编辑）画面编
9、辑 项目项目设备设备画面画面画面画面_1，双击画面，双击画面_1进行编辑，就出进行编辑，就出现了触摸屏的一个绘制界面（组态画面绘制区）。现了触摸屏的一个绘制界面（组态画面绘制区）。 本项目需要绘制一个起动按钮、一个停止按钮和一个电动本项目需要绘制一个起动按钮、一个停止按钮和一个电动机运行指示。机运行指示。 按钮设置按钮设置点击按钮选项，然后移到触摸屏的点击按钮选项，然后移到触摸屏的绘制界面中相应的区域，再点一下绘制界面中相应的区域，再点一下左键，在画面绘制区就完成了一个左键，在画面绘制区就完成了一个按钮的添加，如图按钮的添加，如图5.19所示。所示。 图图5.19 组态画面绘制一个简单按钮组态
10、画面绘制一个简单按钮 按钮的属性设置按钮的属性设置 ：点击一下按钮，选中常规属性设置后，点击一下按钮，选中常规属性设置后，弹出的画面如图弹出的画面如图5.20所示。在常规中可对按钮的显示模式所示。在常规中可对按钮的显示模式进行更改，这里将进行更改，这里将OFF状态文本修改为状态文本修改为“起动起动” 。图图5.20按钮常规属性设置界面按钮常规属性设置界面按钮的事件设置：按钮的事件设置：选择选择“事件事件”点击点击“按下按下”，在右侧添，在右侧添加函数的下拉菜单中选择加函数的下拉菜单中选择SetBitWhileKeyPressed，见，见图图5.21。图图5.21 选择按下选择按下-函数函数-S
11、etBitWhileKeyPressed下拉菜单下拉菜单双击函数、弹出函数列表界面，如图双击函数、弹出函数列表界面，如图5.22所示。所示。图图5.22 函数列表函数列表 双击右侧的双击右侧的处，弹出相关的变量选择表，选择相处，弹出相关的变量选择表，选择相应的变量双击即可，设置完成后的函数列表如图应的变量双击即可，设置完成后的函数列表如图5.23所示。所示。图图5.23 设置完成的函数列表设置完成的函数列表 电动机运行指示设置电动机运行指示设置 在组态屏幕右侧工具在组态屏幕右侧工具简单对象工具箱中选个圆，然后进简单对象工具箱中选个圆，然后进行常规和事件设置。行常规和事件设置。 电动机动画外观设
12、置：选择圆电动机动画外观设置：选择圆_1“动画动画”的的“外观外观”，在，在圆圆_1外观表中的外观表中的 “启用启用”内打内打 ，激活变量函数。点击变，激活变量函数。点击变量右侧的箭头，选择变量。在类型选择量右侧的箭头，选择变量。在类型选择“位位” 内打内打 ，双，双击右侧区域击右侧区域 “值值”下方的空白处，在外观表中弹出值、前景下方的空白处，在外观表中弹出值、前景色、背景色和闪烁，并有下拉按钮供选择。色、背景色和闪烁，并有下拉按钮供选择。图图5.24 电机运行指示组态画面电机运行指示组态画面图图5.25电动机动画外观设置电动机动画外观设置 选择选择“值值”0时前景色黑，背景色白；选择时前景
13、色黑，背景色白；选择“值值”1时前时前景色白，背景色黑；电机指示设置完毕。如下图景色白，背景色黑；电机指示设置完毕。如下图5.26所示。所示。 文本说明文本说明 点击对象工具条中点击对象工具条中“文本域文本域”，拖往，拖往画面绘制区的合适位置，输入文字，并画面绘制区的合适位置，输入文字，并选择字体和字号。完成文本输入，完成选择字体和字号。完成文本输入，完成后组态界面为图后组态界面为图5.27所示。所示。 图图5.260 电动机动画颜色显示设置电动机动画颜色显示设置图图5.27 电机控制组态画面电机控制组态画面1.编译 组态结束，点击工具条中组态结束，点击工具条中“编译编译”快捷按钮进行编快捷按
14、钮进行编译，生成可以在译，生成可以在HMI设备上运行的文件。编译操作完设备上运行的文件。编译操作完成后，若无错误，即可在屏幕下方看到提示的编译完成后，若无错误，即可在屏幕下方看到提示的编译完成信息。成信息。 5.2.3 触摸屏的编译和下载触摸屏的编译和下载2.下载接通电源，接通电源后触摸屏会亮起来，启动期间接通电源，接通电源后触摸屏会亮起来，启动期间会显示进度条，操作系统启动后，装载程序打开会显示进度条，操作系统启动后，装载程序打开 。 连接组态连接组态PC与与Smart 700触摸屏间的通信线缆。触摸屏间的通信线缆。图图5.28 HMI装载程序打开界面装载程序打开界面 点击最上方的点击最上方
15、的Transter按钮，进入传送模式。按钮，进入传送模式。 程序下载：在程序下载：在PC 的的WinCC组态界面上，点击组态界面上，点击“下载下载”快捷按钮，进行组态下载到快捷按钮，进行组态下载到HMI的传输。的传输。下载传输时，弹出选择设备进行传送对话框，如图下载传输时，弹出选择设备进行传送对话框，如图5.29所示，选择传送频率为所示，选择传送频率为115200，点击，点击“传送传送”按钮。此时会弹出按钮。此时会弹出“是否要覆盖设备上的现有用户管是否要覆盖设备上的现有用户管理？理？”对话框，选择对话框，选择“是是” 按钮。按钮。 图图5.29 选择设备传送对话框选择设备传送对话框 之后就会连
16、接设备、检查兼容性、进行文件传送，之后就会连接设备、检查兼容性、进行文件传送，传送期间会显示传送状态进度条，传送期间会显示传送状态进度条，HMI设备设备Smart 700触摸屏上也会显示传送状态进度条。传送成功时，触摸屏上也会显示传送状态进度条。传送成功时，在在PC组态界面的屏幕下方出现传送输出状态列表。组态界面的屏幕下方出现传送输出状态列表。 组态操作需要先建立在组态操作需要先建立在PLC程序，然后用组态监视程序，然后用组态监视运行。运行。5.2.4 触摸屏的操作触摸屏的操作1. PLC程序下载 按照项目要求，编写按照项目要求，编写PLC控控制程序如图制程序如图5.42所示，图中所示，图中I
17、0.0、I0.1为外部输入的手动起、停控为外部输入的手动起、停控制；制；M0.0、M0.1为为HMI输入的输入的自动起、停控制。自动起、停控制。 通过通过PC/PPI电缆将编译好的电缆将编译好的程序下载到程序下载到PLC中。中。 图图5.30 电动机起停控制程序电动机起停控制程序 参照图参照图5.10，用，用RS422/RS485串口连接电缆把触串口连接电缆把触摸屏和摸屏和PLC相连之后，用户即可在相连之后，用户即可在HMI设备上执行相设备上执行相关的操作。即可以在触摸屏上进行电动机起动和停止关的操作。即可以在触摸屏上进行电动机起动和停止控制。控制。 按动触摸屏上的按动触摸屏上的“起动按钮起动按钮”或或PLC的输入按钮的输入按钮SB1时，时，PLC的输出指示灯的输出指示灯Q0.0亮，触摸屏上的亮，触摸屏上的“电电机指示机指示”的圆形图案指示灯变绿，表示电动机开始运的圆形图案指示灯变绿，表示电动机开始运行。行。 按动触摸屏上的按动触摸屏上的“停止按钮停止按钮”或或PLC的输入按钮的输入按钮SB2时，时，PLC的输出指示灯的输出指示灯Q0.0灭，触摸屏上的灭，触摸屏上的“电电机指示机指示” 的圆形图案指示灯变红，表示电动机停止的圆形图案指示灯变红，表示电动机停止运行。运行。 2 触摸屏操作
