《工业机器人（操作员）岗位能力培养及应用》课件-8.人机界面技术

工业机器人岗位能力培养及应用8.1认识MCGS及人机界面8.1认识MCGS及人机界面2一、MCGS（一）MCGS嵌入版组态软件

MCGS嵌入版组态软件是昆仑通态公司专门为mcgsTpc开发的组态软件，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制。

MCGS嵌入版组态软件与相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。如可以灵活监控各种智能仪表、数据采集模块、无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。1.主要功能

简单灵活的可视化操作界面：采用全中文、可视化的开发界面，符合中国人的使用习惯和要求。实时性强、有良好的并行处理性能：是真正的32位系统，以线程为单位对任务进行分时并行处理。丰富、生动的多媒体画面：以图像、图符、报表、曲线等多种形式，为操作员及时提供相关信息。完善的安全机制：提供了良好的安全机制，可以为多个不同级别用户设定不同的操作权限。强大的网络功能：具有强大的网络通讯功能。多样化的报警功能：提供多种不同的报警方式，具有丰富的报警类型，方便用户进行报警设置。支持多种硬件设备。总之，MCGS嵌入版组态软件具有与通用组态软件一样强大的功能，并且操作简单，易学易用。8.1认识MCGS及人机界面3一、MCGS（一）MCGS嵌入版组态软件

2.安装MCGS嵌入版组态软件

MCGS嵌入版软件可到昆仑通态官网()下载安装程序。具体安装步骤如下：解压之后，运行Setup.exe文件，MCGS安装程序窗口如下。8.1认识MCGS及人机界面4一、MCGS（一）MCGS嵌入版组态软件

2.安装MCGS嵌入版组态软件在弹出窗口中点击“下一步”，按提示步骤操作，随后，安装程序将提示指定安装目录，用户不指定时，系统默认安装到D:\MCGSE目录下，建议使用默认目录。系统安装大约需要几分钟。MCGS嵌入版主程序安装完成后，继续安装设备驱动，选择“是”；点击下一步，进入驱动安装程序，默认已勾选所有驱动，点击下一步进行安装即可。安装过程完成后，系统将弹出对话框提示安装完成，提示是否重新启动计算机，选择重启后，完成安装。8.1认识MCGS及人机界面5一、MCGS（一）MCGS嵌入版组态软件

2.安装MCGS嵌入版组态软件

安装完成后，Windows操作系统的桌面上添加了如图所示的两个快捷方式图标，分别用于启动MCGS嵌入式组态环境和模拟运行环境。8.1认识MCGS及人机界面6一、MCGS（二）MCGS嵌入版组态软件的组成

MCGS嵌入版生成的用户应用系统，由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成。主控窗口：构造了应用系统的主框架。用于对整个工程相关的参数进行配置，可设置封面窗口、运行工程的权限、启动画面、内存画面、磁盘预留空间等。设备窗口：是应用系统与外部设备联系的媒介。专门用来放置不同类型和功能的设备构件，实现对外部设备的操作和控制。设备窗口通过设备构件把外部设备的数据采集进来，送入实时数据库，或把实时数据库中的数据输出到外部设备。用户窗口：实现了应用系统数据和流程的“可视化”。工程里所有可视化的界面都是在用户窗口里面构建的。用户窗口中可以放置三种不同类型的图形对象：图元、图符和动画构件。通过在用户窗口内放置不同的图形对象，用户可以构造各种复杂的图形界面，用不同的方式实现数据和流程的“可视化”。实时数据库：是应用系统的核心。实时数据库相当于一个数据处理中心，同时也起到公共数据交换区的作用。从外部设备采集来的实时数据送入实时数据库，系统其它部分操作的数据也来自于实时数据库。运行策略：是对应用系统运行流程实现有效控制的手段。运行策略本身是系统提供的一个框架，其里面放置由策略条件构件和策略构件组成的“策略行”，通过对运行策略的定义，使系统能够按照设定的顺序和条件操作任务，实现对外部设备工作过程的精确控制。8.1认识MCGS及人机界面7二、人机界面（一）人机界面概述

广义人机界面:用户界面或使用者界面,是人与机器之间传递、交换信息的媒介和对话接口,是系统和用户之间进行互和信息交换的媒介,它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。

狭义人机界面:信息系统在计算机显示器显示的操作界面,便于操作人员对于机器的管理与工作。触摸屏是人机界面的发展方向,用户可以在触摸屏的屏幕上生成满足自己要求的触摸式按键。触摸屏使用直观方便,易于操作。画面上的按钮和指示灯可以取代相应的硬件元件，减少PLC需要的I/O点数,降低系统的成本，提高设备的性能和附加价值。

现在的触摸屏一般使用TFT液晶显示器,每一液晶像素点都用集成在其后的薄膜晶体管来驱动,其色彩逼真、亮度高、对比度和层次感强、反应时间短、可视角度大。8.1认识MCGS及人机界面8二、人机界面（二）人机界面的工作原理

首先需要用计算机上运行的组态软件对人机界面组态。使用组态软件可以很容易地生成满足用户要求的人机界面的画面,用文字或图形动态地显示PLC中位变量的状态和数字量的数值。用各种输入方式,将操作人员的位变量命令和数字设定值传送到PLC。画面的生成是可视化的,组态软件的使用方便,简单易学。

组态结束后将画面和组态信息编译成人机界面可以执行的文件。编译成功后,将可执行文件下载到人机界面的存储器中。

在控制系统运行时,人机界面和PLC之间通过通信来交换信息,从而实现人机界面的各种功能。只需要对通信参数进行简单的组态,就可以实现人机界面与PLC的通信。将画面中的图形对象与PLC变量表中的地址联系起来,就可以实现控制系统运行时PLC与人机界面之间的自动数据交换。8.1认识MCGS及人机界面9二、人机界面（三）人机界面的主要任务

HMI,人机接口界面。可以操作机器的界面是系统设备和用户之间进行信息交换和交互操作的媒介，实现信息的内部形式与操作人员可以接受形式之间的转换。8.1认识MCGS及人机界面10二、人机界面（四）人机界面主要有两种类型的设备

（1）触摸屏：如欧姆龙、富士、三菱、西门子、台达等公司的触摸屏产品。(硬件与HMI软件已经固定，硬件配置相对较低，软件的功能相对有限，但一般设备上比较常见，相对比较简单，易于实现，一般与PLC配合使用)。

（2）计算机+HMI软件：HMI软件如WinCC、iFix、Citect、RSView等。(硬件与HMI软件相互独立，计算机硬件配置可以灵活选择，HMI软件的功能比较丰富，相对来说比较复杂)。对于一个有实际应用价值的PLC控制系统，除了硬件和控制软件之外，还应有适于用户操作的方便的人机界面HMI。8.1认识MCGS及人机界面11二、人机界面（四）人机界面主要有两种类型的设备HMI系统承担的主要任务如下：1)过程可视化：设备工作状态显示在HMI设备上，显示画面包括指示灯、按钮、文字、图形和曲线等，画面可根据过程变化动态更新。2)操作员对过程的控制：操作员可以通过图形用户界面来控制过程。例如，操作员可以通过数据或文字输入操作，预置控件的参数或者启动电动机。3)显示报警：过程的临界状态会自动触发报警，例如，当超出设定值时显示报警信息。4)归档过程值：HMI系统可以连续、顺序记录过程值和报警，并检索以前的生产数据，打印输出生产数据。5)过程和设备的参数管理：HMI系统可以将过程和设备的参数存储在配方中。例如，可以一次性将这些参数从HMI设备下载到PLC，以便改变产品版本进行生产。工业机器人岗位能力培养及应用8.2触摸屏与西门子PLC的连接8.2触摸屏与西门子PLC的连接13一、认识TPC7062Ti本工作站采用的是昆仑通态的触摸屏，型号：TPC7062Ti；1.产品优势高清真彩：高分辨率，65535色数字真彩，享受顶级视觉盛宴配置优良：Cortex-A8内核，128M内存，128M存储空间稳定可靠：抗干扰性能达工业Ⅲ级，LED背光寿命长，百万现场装机时尚环保：宽屏、超轻、超薄设计，引领时尚；低功耗，发展绿色工业全能软件：MCGS全功能组态软件，支持U盘备份恢复，功能更强大贴心服务：本土化、全方位贴心服务。8.2触摸屏与西门子PLC的连接14一、认识TPC7062Ti本工作站采用的是昆仑通态的触摸屏，型号：TPC7062Ti；2.产品外观8.2触摸屏与西门子PLC的连接15一、认识TPC7062Ti本工作站采用的是昆仑通态的触摸屏，型号：TPC7062Ti；3.外部接口(1)接口说明接口TPC7062TiTPC1061TiLAN(RJ45)有串口(DB9)1×RS232，1×RS485USB1主口，USB2.0兼容USB2从口，用于下载工程电源接口24±20%VDC8.2触摸屏与西门子PLC的连接16一、认识TPC7062Ti本工作站采用的是昆仑通态的触摸屏，型号：TPC7062Ti；3.外部接口(2)串口引脚定义串口PIN引脚定义

COM12RS232RXD3RS232TXD5GND

COM27RS485＋8RS485－8.2触摸屏与西门子PLC的连接17一、认识TPC7062Ti本工作站采用的是昆仑通态的触摸屏，型号：TPC7062Ti；4.产品启动使用24V直流电源给TPC供电，开机启动后屏幕出现“正在启动”提示进度条，此时不需要任何操作系统将自动进入工程运行界面。8.2触摸屏与西门子PLC的连接18（一）TPC系统设置二、系统维护TPC系统设置包含背光灯、蜂鸣器、触摸屏、日期/时间设置等。TPC开机启动后屏幕出现“正在启动”提示进度条时，点击任意位置，可进入“启动属性”对话框，点击“系统维护”，进入“系统维护”对话框，点击“设置系统参数”即可进行TPC系统参数设置。8.2触摸屏与西门子PLC的连接19（二）触摸屏校准二、系统维护

进入“启动属性”界面后，等待30秒，系统将自动运行触摸屏校准程序。在如图所示的画面中，使用触摸笔或手指轻按十字光标中心点不放，当光标移动至下一点后抬起；重复该动作，直至提示“新校准设置已测定”，轻点屏幕任意位置退出校准程序。工业机器人岗位能力培养及应用8.3认识MCGS及人机界面8.3触摸屏的编程知识21一、MCGSE组态软件使用（一）打开软件双击电脑桌面上的启动图标，启动MCGSE组态软件。8.3触摸屏的编程知识22一、MCGSE组态软件使用（二）工程创建1.点击右上角的新建工程图标2.新建工程设置中，将类型修改为“TPC7062Ti”；然后点击确定。8.3触摸屏的编程知识23一、MCGSE组态软件使用（二）工程创建3．在打开的画面中选择“用户窗口”，然后在右侧点击“新建窗口”，新建出“窗口0”；

8.3触摸屏的编程知识24一、MCGSE组态软件使用（二）工程创建4.选择“设备窗口”选项，并在窗口下方双击“设备窗口”；5.在打开的设备窗口空旷处右击，选择“设备工具箱”8.3触摸屏的编程知识25一、MCGSE组态软件使用（二）工程创建6.在设备工具箱中双击“Siemens_1200”;7.双击新添加出来的“设备0”8.3触摸屏的编程知识26一、MCGSE组态软件使用（二）工程创建8.根据实际情况修改左下角的“本地IP地址”和“远端IP地址”；9.点击右侧“删除全部通道”，将自带的通道全部删除；8.3触摸屏的编程知识27一、MCGSE组态软件使用（二）工程创建10.点击右侧“增加设备通道”；11.假如需要将PLC中的数字量信号M20.0连接到触摸屏中，设置如下图所示，然后点击确定；8.3触摸屏的编程知识28一、MCGSE组态软件使用（二）工程创建12.如此添加其他的数字量信号；13.假如需要将PLC中的数值变量有符号整数MW40连接到触摸屏中，设置如下

图所示，然后点击确定；8.3触摸屏的编程知识29一、MCGSE组态软件使用（二）工程创建14.假如需要将PLC中的数值变量浮点数MD50连接到触摸屏中，设置如下图所示，然后点击确定；15.变量添加完毕以后需要点击每个变量的“连接变量”空白处，添加变量的名称；8.3触摸屏的编程知识30一、MCGSE组态软件使用（二）工程创建16.在“选择变量”中填入变量的名称，然后点击确定；17.全部设置完成后点击右下角“确认”；8.3触摸屏的编程知识31一、MCGSE组态软件使用（二）工程创建18.点击“全部添加”；19.关闭“设备窗口”点击“是”保存数据8.3触摸屏的编程知识32一、MCGSE组态软件使用（二）工程创建20.回到“用户窗口”，打开“窗口0”；21.点击菜单中的“工具箱”22.选择工具相箱中的“标准按钮”，在空白处拖拽出一个额按钮图块；8.3触摸屏的编程知识33一、MCGSE组态软件使用（二）工程创建23.双击“按钮”