人机操作界面及组态软件的应用赖指南

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1、第9章HMI及组态软件的应用9.1HMI(人及操作界面)传统的人机控制操作界面包括指示灯、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。这是一个综合的人机交互界面。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，用图形和文本的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。9.1.1HMI设备1.HMI设备功能HMI设备的作用是提供自动化设备操作人员与自控系统（PLC系

2、统）之间的交互界面接口。使用HMI设备，可以：（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。（3）通过硬件或可视化图形按键输入数字量、数值等控制参数。（4）使用HMI的内置功能对PLC内部进行简单的监控、设置等。HMI设备作为一个网络通讯主站与S7-200CPU相连，因此也有通讯协议、站地址及通讯速率等属性。通过串行通讯在两者之间建立的数据对应关系，也就是CPU内部存储区与HMI输入/输出元素间的对应关系。比如HMI上的按键对应于CPU内部Mx.x的数字量“位”，按下按键时Mx.x置位（为“1”），释放按键时

3、Mx.x复位（为“0”）；或者HMI上某个一个字（Word）长的数值输入（或者输出）域，对应于CPU内部V存储区VWx。如图9-1所示。只有建立了这种对应关系，操作人员才可以与PLC的内部用户程序建立交互关系。这种联系，以及HMI上究竟如何安排、定义各种元素，需要进行软件的设置，一般称为“组态”。各种不同的HMI各自有组态的软件和方法。2.Micro系列HMI西门子为S7-200专门开发了几款HMI产品，在保持低廉价格的同时，能够获得较高的性能。它们中有：（1）TD200/TD200C：两行文本显示器，支持最多8×8=64个用户菜单和80条报警消息。支持包括中文

4、在内的多种语言，其中TD200C还能自由定义按键的种类、大小和位置，在线多语言切换，并且可以由用户自己设计面板的图案。（2）OP73micro：3英寸LCD显示操作面板，带8个系统按键和4个可定义按键。支持多行消息和简单图形显示，支持包括中文在内的多语言切换。（3）TP177micro：5.7英寸LCD单色触摸显示屏，带一个RS-485口，可通过MPI电缆和PROFIBUS电缆连接S7-200CPU或EM277模块通讯口。上述Micro系列HMI都是西门子为S7-200专门开发的产品，对S7-200的网络通信进行了优化。3.其他HMI产品除了S7-200专用产品

5、外，西门子还提供了许多SIMATIC系列HMI设备，如TP170A/B、TP177A和TP/OP270系列等等，都可以与S7-200连接通信。4.HMI组态软件HMI设备上的操作、显示元素与PLC内存的对应关系需要配置才能建立；HMI设备上的显示画面等也需要布置及操作。HMI组态软件就是用来完成上述工作。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。对于S7-200适用的HMI产品来说，它们需要的组态软件有：（1）TD200/TD200C：TD200文本显示器使用TD200Wiard(向导)组态和编程。TP200Wizard是集成在S7

6、-200的编程软件STEP7-Micro/WIN中的组件，安装了STEP-Micro/WIN就有。（2）TP170A/B、TP/OP270等：用ProToolPro组态。（3）OP73Micro、TP177Micro等：可以用WinCCFlexibleMicro以上的版本组态。TP170、TP/OP270等也可以用WinCCFlexible的更高版本组态。9.1.2HMI软件在以PC技术为基础的计算机上，也可以运行HMI软件，直接与控制器通讯并与人交互。如ProToolProRT(运行版)、WinCCFlexible、组态王软件等。1.直接通讯HMI软件所谓直接

7、通讯就是HMI软件能够支持PLC的通讯协议。能够直接连接的HMI软件都通过所谓专用的驱动接口与特定的PLC通讯。因此往往是同一厂家的产品之间具有更好的兼容性。对于世界性的通讯标准来说，由于各厂家都是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通讯模块与支持PROFIBUS-DP通讯标准的HMI计算机（包括软件和硬件接口）通讯。2.OPC通讯OPC是基于微软公司Windows操作系统的OLE技术，用于连接不同厂家的PLC硬件和HMI软件产品。西门子公司专为S7-200开发了OPCServer（服务器）软件，即PCAccess.的标

8、准和协议，OPC作为一种