西门子PLC?？?ES7317-2FK14-0AB0

工业人机界面的特点和功能

工业人机界面Human Machine Interface，简称HMI，又称触摸屏监控器，是一种智能化操作控制显示装置。工业人机界面由特殊设计的计算机系统32位RISC CPR芯片　为核心，在STN、TFT液晶显示屏或EL电发光显示器上罩盖有透明的电阻网络式触摸屏。触动屏幕时，电阻网络上的电阻和电压发生变化并由软件计算出触摸位置。

HMI的主要功能有：数据的输入与显示；系统或设备的操作状态方面的实时信息显示；在HMI上设置触摸控件可把HMI作为操作面板进行控制操作；报警处理及打?。淮送?，新一代工业人机界面还具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化控制功能。

3、HMI在PLC工控系统上的应用

下面以国内某大型浮法玻璃生产线冷端切割区主控系统为例，介绍HMI在PLC工控系统上的应用。

3.1 系统概述

切割区为浮法玻璃生产线中一个重要工段，其中包括测量发讯、纵切、横切、掰断加速、掰边、纵掰纵分、输送辊道等众多生产控制设备。系统硬件上主要由主控制器PLC，现场设备控制装置包括伺服控制器、变频器、模拟量信号及脉冲信号处理器等　和HMI构成。作为整个控制系统的核心，切割区主控系统在正常生产时根据生产工艺要求协调各个单机控制子系统的工作，制定切割计划，实现整个生产过程全自动化。整个系统的核心控制部分由美国GE Fanuc 90-30 PLC完成，此部分内容本文略，而系统的监控和交互式操作界面等任务将由HMI承担。主要有以下内容：参数的设定；动态画面的显示；故障报警与诊断以及报表打印。其中HMI选用日本Digital公司的GP-577。

3.2 HMI与PLC之间的通讯

当HMI用于PLC控制系统时，HMI与PLC之间通过串口以Direct Link直接连接方式进行通讯。在该方式下，HMI根据要求直接读入PLC的数据或把数据写入PLC相应的地址中。由于内装通讯协议，因此无须编制通讯程序，只要所用PLC类型即通讯协议，运行时便可实现通讯。因此大大减少了PLC用户程序的负担。在系统设计时，直接控制部件与其对应PLC的输入输出％I/O、寄存器％R、中间寄存器％M的地址，运行时HMI就能自动和PLC进行数据交换。直接读取或改写PLC相应地址的内容，并据此改变画面上显示内容。同时通过对HMI的触摸操作，可向PLC相应的地址输入数据。

3.3 HMI监控主面

整个HMI监控系统采用树型结构，由监控主画面及相应功能子画面组成。在监控主画面下端设有控制功能键，按动功能键可以依次进入相应子画面，执行所需的功能。在每一个子画面中可通过 上一页 、 下一页 功能键在同一功能组中进行画面切换，在任一子画面都可以通过 主画面 功能键退回到监控主画面。系统自动采集相关数据，将切割计划、测量脉冲、辊道速度等一些重要生产工艺参数显示在主画面上，便于操作人员的观察。监控主画面上还有生产过程的动态画面显示，在动态画面上以各种形式模拟出主要控制设备的运行情况，例如光电开关的动作、电磁阀的吸合、电机的运行停止等，直观、生动的反映出现场的过程，方便操作人员对生产情况、设备工况的了解。DIGITAL公司的HMI编程软件ProPB3Win提供了丰富的控制部件，例如按钮部件、画面切换部件、指示灯部件、数据文本显示部件等等，实现上述功能只要根据需要选择相应的控制部件，定义好其属性即可。ProPB3Win采用监控软件通用模式，所有控制部件的属性通过组态形式完成，以实现相应控制功能。使用ProPB3Win内附的图库及作图工具来构造生产现场的模拟画面，简便易行。内容丰富的作图工具库，使得画面生动、丰富多彩。

此外，充分利用HMI的优势将原先布置在控制柜上的开关、指示灯尽可能地用HMI中的控制部件替代，这样做减少硬件设备，简化了现场设备间的接线，更重要的是给设计和调试带来诸多方便。

3.4 HMI参数设置功能

主控系统中有多达近百个参数需要设置，根据控制功能将其分为联锁、横切、横掰、速度、掰边、纵掰及设备参数组，使整个系统的结构更加合理。同时利用HMI触摸操作的特性使参数设置变得极为直观和简便。在参数设定时，利用其内带的数字键盘，将此数字键盘设计为弹出式，在操作人员要设定参数时，按动 设定 键，弹出数字键盘进行操作。每个参数在部件属性中定义并分配了相应的PLC地址，当确认后输入的数据将存入PLC的地址中。操作完成后，按动 一 键，可消去数字键盘。此种设计模式可地利用画面的有效面积。同时每个参数都设有上下限限制，当输入数值超*，系统拒绝接受并向操作者发出超限音响报警。此外对重要的系统设备参数组，为安全起见，通过工具库中D-Script脚本语句编写简单程序设置画面进入操作密码，赋予操作人员不同的操作权限，增加系统的安全性。

3.5 HMI报警及打印功能

在系统报警设计时，将故障信息在报警编辑器中编辑好，并在报警记录子画面中设置报警记录显示部件用于故障信息显示。系统运行发生故障时，HMI根据PLC传送的故障信号，将报警编辑器中对应的故障信息在报警记录子画面显示出来。同时监控主画面上?quot;故障"信号灯将闪烁，音响报警。此时操作人员可进入报警记录子画面，根据故障信息查找原因，及时处理。

 • 在使用 HMI 设备的所有条件下，均具有可靠性能 – 经过认证，适用于所有领域。
• 通过明亮且亮度可调宽屏、大可视角度显示屏，提供持续的过程概览
安全性与信息安全 – 容易满足要求并为系统提供?；?，不会带来有害影响：
• 通过 Safety Integrated 功能，轻松保障人员、机器和环境的安全。
• 通过集成化信息安*方案 Security Integrated，为解决方案提供全面?；?。
• 通信与组态可顺利实现代次变更且具有开放性，更大限度提供了投资?；?/span>
集成诊断功能 – 不会在维护方面浪费时间，并且可显著缩短?；奔洌?/span>
• 进行可靠故障检测，并通过面向操作员的综合报警系统获取信息
• 借助于集成的系统诊断功能，快速分析和定位错误（本地或远程）
• 性自动备份所有数据，设备更换简单，不会丢失数据
TIA 博途中的 SIMATIC WinCC 软件
TIA 博途中的 SIMATIC WinCC 是集成工程组态平台的一部分，该平台提供了一个用于对控制、可视化和驱动解决方案进行编程与组态的统一组态环境。 SIMATIC WinCC（TIA 博途）是继 SIMATIC WinCC flexible 之后适用于所有 HMI 应用的软件。
使用该软件，可以组态几乎全面 SIMATIC HMI 设备系列。功能涵盖机器层的可视化任务以及基于 PC 的多用户系统上的 SCADA 应用。
SIMATIC SCADA 系统 – 树立效率新标竿
西门子 SCADA 系统树立了工厂自动化以及基础设施应用中的效率新标竿
用于运行管理的 SIMATIC WinCC V7 以及用于高度定制应用的 SIMATIC WinCC Open Architecture 均支持标准与平台。 这样就能方便地集成现有硬件，并无缝集成到 IT 环境中。
移动式解决方案和创新的操作方式，确保方便、快速获取工厂信息，符合广泛的安全标准，可防止操作错误。西门子 SCADA 系统可在整个生命周期内扩展，因此可以随时扩展现有工厂。这样就确保了投资安全。无论您采用的是单用户系统、多用户系统，还是广泛分布的系统：西门子 SCADA 系统都可让您实现机器设备、生产线和整个工厂的可视化，从而确保更高的透明度。从而挖掘优化潜力，更大限度缩短停产时间，加快产品上市。
• 效率：
通过 SIMATIC SCADA 系统，可实现高效工程组态，以及高性能归档和更高数据安全性，从而显著提高生产率。这些功能特性是高效运行管理和智能生产分析的基础。
• 可扩展性：
西门子提供了可满足日益增长的需求并能保证数据安全的固定式和移动式解决方案。融入了西门子 15 年的工业领域 SCADA 专门知识。无论用户的需求大小，我们都可提供正确的解决方案。
• 创新性：
通过移动式 SCADA 解决方案，可随时随地掌握新信息– 包括采用现今的平板电脑和智能手机硬件。工业环境下的多点触控手势操作开辟了全新的*操作方式?？判裕褐С指髦直曜己拖低衬诓拷疟竞捅喑探涌冢煞奖愕芈愀髦痔厥庖?/span>

西门子PLC?？?ES7317-2FK14-0AB0