【摘要】可編程序控制器Programmable Logic Controller在自動(dòng)化中占有舉足輕重的地位。技術(shù)的不斷發(fā)展極大地促進(jìn)了基于PLC為核心的控制系統(tǒng)在控制功能、控制水平等方面的提高。同時(shí)對其控制方式、運(yùn)行水平的要求也越來越高，因此交互式操作界面也成為整個(gè)控制系統(tǒng)中重要的內(nèi)容。對于那些工藝過程較復(fù)雜，控制參數(shù)較多的工控系統(tǒng)來說，尤其顯得重要。新一代工業(yè)人機(jī)界面HMI的出現(xiàn)，對于在構(gòu)建PLC工控系統(tǒng)時(shí)實(shí)現(xiàn)上述功能，提供了一種簡便可行的途徑。

　　【關(guān)鍵詞】HMI輸送機(jī)控制PLC與HMI通訊 HMI功能

　　【 Abstract 】 PLC Programmable Logic Controller in automation plays a decisive role. The development of technology greatly promote the based on PLC as the core of the control system in control function, control level improvement. At the same time for the control mode, the requirements of operation level of more and more is also high, therefore interactive interface also become the whole control system in the important content. For those that the technology is complex, the control parameters of the industrial control system more, it is especially important. A new generation of industrial man-machine interface of HMI appear, for in constructing the PLC control system to realize the above functions, provides a simple way.

　　【 Key words 】 HMI PLC and HMI conveyor control communication HMI function

　　

　　

　　

　　 工業(yè)人機(jī)界面Human Machine Interface，簡稱HMI，又稱觸摸屏監(jiān)控器，是一種智能化操作控制顯示裝置。工業(yè)人機(jī)界面以特殊設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)32位RISC CPU芯片為核心，在STN、TFT液晶顯示屏或EL電發(fā)光顯示器上罩蓋有透明的電阻網(wǎng)絡(luò)式觸摸屏。HMI的主要功能有：數(shù)據(jù)的輸入與顯示；系統(tǒng)或設(shè)備的操作狀態(tài)方面的實(shí)時(shí)信息顯示；在HMI上設(shè)置觸摸控件可把HMI作為操作面板進(jìn)行控制操作；報(bào)警處理。

　　 自動(dòng)化立體倉庫中HMI在PLC工控系統(tǒng)上的應(yīng)用

　　 下面以國藥集團(tuán)某物流中心輸送機(jī)主控系統(tǒng)為例，介紹HMI在PLC工控系統(tǒng)上的應(yīng)用。

　　 自動(dòng)化立體倉庫是國藥物流中心的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其中包括物品的入庫、出庫、揀選生產(chǎn)控制設(shè)備。系統(tǒng)硬件上主要由主控制器PLC，現(xiàn)場設(shè)備控制裝置，包括、變頻器、數(shù)字量信號采集和處理器等和HMI構(gòu)成。作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，整個(gè)系統(tǒng)的核心控制部分由西門子S7-300系列PLC完成，此部分內(nèi)容本文略，而系統(tǒng)的手動(dòng)操作、動(dòng)畫顯示和交互式操作界面等任務(wù)將由HMI承擔(dān)。主要有以下內(nèi)容：輸送設(shè)備手動(dòng)操作頁面；輸送設(shè)備動(dòng)態(tài)畫面的顯示；故障報(bào)警與解除。其中HMI選用西門子的TP270型人機(jī)界面。

　　 HMI與PLC之間的通訊 ：當(dāng)HMI用于PLC控制系統(tǒng)時(shí)，HMI與PLC之間通過DP總線方式進(jìn)行通訊。在該方式下，HMI根據(jù)要求直接讀入PLC的數(shù)據(jù)或把數(shù)據(jù)寫入PLC相應(yīng)的地址中。由于內(nèi)裝通訊協(xié)議，因此無須編制通訊程序，只要指定所用PLC類型即通訊協(xié)議，運(yùn)行時(shí)便可實(shí)現(xiàn)通訊。因此大大減少了PLC用戶程序的負(fù)擔(dān)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，直接指定控制部件與其對應(yīng)PLC的輸入輸出（I／O）、中間寄存器（M）、數(shù)據(jù)塊的地址，運(yùn)行時(shí)HMI就能自動(dòng)和PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。直接讀取或改寫PLC相應(yīng)地址的內(nèi)容，并據(jù)此改變畫面上顯示內(nèi)容。同時(shí)通過對HMI的觸摸操作，可向PLC相應(yīng)的地址輸入數(shù)據(jù)。

　　 HMI監(jiān)控主面： 整個(gè)HMI監(jiān)控系統(tǒng)采用樹型結(jié)構(gòu)，由監(jiān)控主畫面及相應(yīng)功能子畫面組成。在監(jiān)控主畫面下端設(shè)有控制功能鍵，按動(dòng)功能鍵可以依次進(jìn)入相應(yīng)子畫面，執(zhí)行所需的功能。在每一個(gè)子畫面中可通過 上一頁 、 下一頁 功能鍵在同一功能組中進(jìn)行畫面切換，在任一子畫面都可以通過 主頁 功能鍵退回到監(jiān)控主畫面。系統(tǒng)自動(dòng)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，將輸送機(jī)系統(tǒng)上貨物運(yùn)送方向和運(yùn)送貨物的條碼號都顯示在主畫面上，便于操作人員的觀察。監(jiān)控主畫面上還有輸送系統(tǒng)與上位監(jiān)控機(jī)的通訊信息及故障設(shè)備和故障類型等，直觀、生動(dòng)的反映出現(xiàn)場的過程，方便操作人員對設(shè)備工況的了解。SIEMENS的HMI編程軟件Wincc flexible提供了豐富的控制部件，例如按鈕部件、畫面切換部件、指示燈部件、數(shù)據(jù)文本顯示部件等等，實(shí)現(xiàn)上述功能只要根據(jù)需要選擇相應(yīng)的控制部件，定義好其屬性即可。Wincc flexible采用監(jiān)控軟件通用模式，所有控制部件的屬性通過組態(tài)形式完成，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制功能。使用Wincc flexible內(nèi)附的圖庫及作圖工具來構(gòu)造生產(chǎn)現(xiàn)場的模擬畫面，簡便易行。內(nèi)容豐富的作圖工具庫，使得畫面生動(dòng)、豐富多彩。 而且Wincc flexible還支持圖片上傳以及自定義圖庫功能，用戶可以很方便的將本地圖片生成為圖庫或控件，在以后的組態(tài)過程中可以很方便的調(diào)用。

　　 下面兩張圖分別顯示了HNI在應(yīng)用中的動(dòng)畫顯示：

　　

　　   此HMI界面就是顯示當(dāng)前設(shè)備正在傳送過程。

　　

　　   此HMI界面顯示當(dāng)前設(shè)備傳送完成后的狀態(tài)顯示。

　　  因此，這樣更直觀的告訴操作人員設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和貨物的信息，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障是方便操作人員判斷故障及解除故障。

　　 此外，由于設(shè)備手動(dòng)也是通過HMI的不同畫面來操作，充分利用HMI的優(yōu)勢將原先布置在各個(gè)設(shè)備附近的手動(dòng)開關(guān)、指示燈盡可能地用HMI中的控制部件替代，這樣做即減少硬件設(shè)備，又簡化了現(xiàn)場設(shè)備間的接線，更重要的是給設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來諸多方便。

　　注：文章內(nèi)所有公式及圖表請用PDF形式查看。


                   
      

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