《自动化生产线安装与调试项目化教程》-项目５　 人机界面及组态技术

５.１认知人机界面人机操作界面，包括指示灯、显示仪表、主令按钮、开关和电位器等。操作人员通过这些设备把操作指令传输到自动控制器中，控制器也通过它们显示当前的控制数据和状态。这是一个广义的人机交互界面。随着技术的进步，新的模块化的、集成的人机操作界面产品被开发出来。这些ＨＭＩ产品一般具有灵活的可由用户(开发人员)自定义的信号显示功能，用图形和文本方式显示当前的控制状态；现代ＨＭＩ产品还提供了固定或可定义的按键，或者触摸屏输入功能。ＨＭＩ产品在现代控制系统的人机交互中作用越来越大。操作员面板(如ＯＰ２７０、ＯＰ７３等)和触摸屏(如ＴＰ２７０、ＴＰ２７７等)的基本功能是过程状态和过程控制的可视化，可以使用Ｐｒｏｔｏｏｌ软件组态它们的显示和控制功能。文本显示器(如ＴＤ４００Ｃ)的基本功能是文本信息显示和实施操作，在控制系统中可以设定和修改参数，可编程的功能键可以作为控制键。人机界面的实物如图１－５－１所示。下一页返回５.１认知人机界面ＨＭＩ设备的作用是提供自动化设备操作人员与自动控制系统(ＰＬＣ系统)之间的交互界面接口。使用ＨＭＩ设备，可以实现以下功能:(１)在ＨＭＩ上显示当前的控制状态、过程变量，包括数字量(开关量)和数值等数据；(２)显示报警信息，通过硬件或可视化图形按键输入数字量、数值等控制参数；(３)使用ＨＭＩ的内置功能对ＰＬＣ内部进行简单的监控、设置等。上一页下一页返回５.１认知人机界面ＨＭＩ设备作为一个网络通信主站与Ｓ７－２００ＣＰＵ相连，因此也有通信协议、站地址及通信速率等属性。通过串行通信在两者之间建立数据对应关系，也就是ＣＰＵ内部存储区与ＨＭＩ输入/输出元素间的对应关系，如图１－５－２所示。只有建立了这种对应关系，操作人员才可以与ＰＬＣ内部的用户程序建立交互联系。这种联系在ＨＭＩ上究竟如何安排、定义各种元素，都需要在软件中配置，俗称“组态”。为了通过触摸屏设备操作机器或系统，给触摸屏设备组态用户界面的过程就称为“组态阶段”。系统组态就是通过ＰＬＣ以“变量”方式进行操作站与机械设备或过程之间的通信。变量值写入ＰＬＣ上的存储区域(地址)，由操作站从该区域读取。各种不同的ＨＭＩ有各自专用的配置软件。上一页下一页返回５.１认知人机界面ＨＭＩ设备上的操作、显示元素与ＰＬＣ内存的对应关系需要进行配置才能建立；ＨＭＩ设备上的显示画面等也需要布置及制作。ＨＭＩ组态软件就是用来完成上述工作的。不同的ＨＭＩ产品使用的组态软件不同，但一个系列的产品往往使用同一个软件。适用Ｓ７－２００的ＨＭＩ产品需要的组态软件有很多，如Ｔ‘Ｄ系列文本显示器使用文本显示向导组态及一些国产的组态软件。ＨＭＩ软件在以ＰＣ技术为基础的计算机上[如ＰｒｏＴｏｏｌＰｒｏＲＴ(运行版)、ＷｉｎＣＣ１]直接通信ＨＭＩ软件，也可以运行ＨＭＩ软件，直接与控制器通信并与人交互。上一页下一页返回５.１认知人机界面所谓直接通信，就是ＨＭＩ软件能够支持ＰＬＣ的通信协议。能够直接连接的ＨＭＩ软件都通过专用的驱动接口与特定的ＰＬＣ通信。因此往往同一厂家的产品之间具有更好的兼容性。对于世界性的通信标准来说，由于各主要厂家都提供符合标准的产品，其通用性也能得到保证。例如，Ｓ７－２００可以通过ＥＭ２７７通信模块与支持ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＤＰ通信标准的ＨＭＩ计算机(包括软件和硬件接口)通信。触摸屏是一种最直观的操作设备，如图１－５－３所示。只要用手指触摸屏幕上的图形对象，计算机便会执行相应的操作，人和机器间的交流变得简单、直接。触摸屏的组成及作用如图１－５－４所示。触摸屏根据其工作原理和传输信息介质的不同，分为电阻式、电容式、红外线式和表面声波式触摸屏，如图１－５－５所示。上一页返回５.２嵌入版工控组态软件的连接下面就以ＭＣＧＳ嵌入式组态软件为例介绍组态软件的应用。ＴＰＣ７０６２ＫＳ人机界面的硬件连接:ＴＰＣ７０６２ＫＳ人机界面的电源进线、各种通信接口均在其背面，如图１－５－６所示。其中ＵＳＢ１口用来连接鼠标和Ｕ盘等，ＵＳＢ２口用于工程项目下载，ＣＯＭ(ＲＳ－２３２)用来连接ＰＬＣ。下载线和通信线如图１－５－７所示。下一页返回５.２嵌入版工控组态软件的连接１.ＴＰＣ７０６２ＫＳ触摸屏与个人计算机的连接ＴＰＣ７０６２ＫＳ触摸屏是通过ＵＳＢ２口与个人计算机连接的，连接以前，个人计算机应先安装ＭＣＧＳ组态软件。当需要在ＭＣＧＳ组态软件上把资料下载到ＨＭＩ时，只要在下载配置里，选择“连接运行”命令，单击“工程下载”按钮即可进行下载，如图１－５－８所示。如果工程项目要在计算机模拟测试，则单击“模拟运行”按钮，然后下载工程。上一页下一页返回５.２嵌入版工控组态软件的连接２.ＴＰＣ７０６２ＫＳ触摸屏与Ｓ７－２００ＰＬＣ的连接触摸屏通过ＣＯＭ口直接与输送站的ＰＬＣ(ＰＯＲＴ１)的编程口连接。所使用的通信线采用西门子ＰＣ－ＰＰＩ电缆，ＰＣ－ＰＰＩ电缆把ＲＳ－２３２转为ＲＳ－４８５。ＰＣ－ＰＰＩ电缆９针母头插在屏侧，９针公头插在ＰＬＣ侧。为了实现正常通信，除了正确进行硬件连接外，还须对触摸屏的串行１５１０属性进行设置，这将在设备窗口组态中实现。上一页返回图１－５－１人机界面的实物返回图１－５－２Ｓ７－２００和ＨＭＩ之间的数据对应关系返回