人機界面觸摸屏在現(xiàn)代智能自動化中的作用越來越廣泛。社會的不斷發(fā)展變革，極大地促進(jìn)了基于PLC的控制功能和控制系統(tǒng)水平的提高。同時，其控制方式和操作水平的要求也越來越高，對交互操作界面、報警記錄和打印的要求也成為整個控制系統(tǒng)的重要組成部分。

　　對于那些過程復(fù)雜、控制參數(shù)較多的工業(yè)控制系統(tǒng)來說，這一點尤為重要。新一代工業(yè)人機界面的出現(xiàn)，為在plc自動控制系統(tǒng)設(shè)計建設(shè)中實現(xiàn)上述功能提供了一種簡單可行的途徑。

　　一、人機界面觸摸屏的特點與功能

　　人機界面(HMI)又稱觸摸屏顯示器，是一種智能操作控制顯示裝置。人機界面觸摸屏基于專門設(shè)計的32位RISCPU芯片，在STN、TFT LCD或EL電致發(fā)光顯示器上覆蓋透明電阻網(wǎng)絡(luò)觸摸屏。觸摸屏?xí)r，電阻網(wǎng)絡(luò)上的電阻和電壓發(fā)生變化，觸摸位置由軟件計算。

　　人機界面的主要功能包括：數(shù)據(jù)輸入和顯示系統(tǒng)或設(shè)備運行狀態(tài)的實時信息顯示在人機界面上設(shè)置觸摸控制可作為操作面板控制操作;報警處理和打印;此外，新一代工業(yè)人機界面還具有智能控制功能，如簡單編程、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)登錄和公式。
 

　　二、人機界面觸摸屏在plc自動控制系統(tǒng)設(shè)計的應(yīng)用

　　下面就以以國產(chǎn)大型浮法玻璃生產(chǎn)線冷端切割區(qū)主控系統(tǒng)為案例，介紹下人機界面觸摸屏在plc自動控制系統(tǒng)設(shè)計的應(yīng)用。

　　1、系統(tǒng)概述

　　切割區(qū)是浮法玻璃生產(chǎn)線的重要組成部分，包括測量傳輸、垂直切割、橫切、破碎加速、破邊、垂直破碎、輸送輥等生產(chǎn)控制設(shè)備，系統(tǒng)硬件主要由主控制器PLC、F現(xiàn)場設(shè)備控制裝置，包括伺服控制器、變頻器、模擬信號和脈沖信號處理器、人機界面。切割區(qū)主控系統(tǒng)作為整個控制系統(tǒng)的核心，根據(jù)正常生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)工藝要求，協(xié)調(diào)各單機控制子系統(tǒng)的工作，制定切割計劃，實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的全自動化。

　　整個系統(tǒng)的核心控制部分由美國GE Fanuc 90-30 PLC完成。本文對這一部分進(jìn)行了概述。系統(tǒng)監(jiān)控和交互操作界面的任務(wù)由人機界面承擔(dān)。主要內(nèi)容有：參數(shù)設(shè)置;動態(tài)畫面顯示;故障報警與診斷及報表打印。其中HMI選擇日本數(shù)字公司的GP-577。

　　2、人機界面與PLC通訊

　　當(dāng)在plc控制系統(tǒng)中使用HMI時，HMI通過串行口與PLC直接連接。這樣，HMI就可以根據(jù)需要直接讀取PLC的數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)寫入PLC的相應(yīng)地址。由于內(nèi)置通信協(xié)議，因此不需要編寫通信程序。只要指定使用的PLC類型，即通信協(xié)議，就可以在運行時實現(xiàn)通信。因此，大大降低了PLC用戶程序的負(fù)擔(dān)。在系統(tǒng)設(shè)計中，直接指定控制單元的地址及其相應(yīng)的PLC輸入輸出%I/O、寄存器%R、中間寄存器%M，HMI可以在運行時與PLC自動交換數(shù)據(jù)。直接讀取或重寫PLC對應(yīng)地址的內(nèi)容，并相應(yīng)地改變屏幕上顯示的內(nèi)容。同時，通過人機界面的觸摸操作，可以將數(shù)據(jù)輸入到PLC的相應(yīng)地址。

　　3、人機界面監(jiān)控主界面

　　整個人機界面監(jiān)控系統(tǒng)采用樹形結(jié)構(gòu)，由主監(jiān)控屏組成。參見圖2和相應(yīng)的功能子屏幕。控制功能鍵設(shè)置在主監(jiān)視器屏幕的下端。按功能鍵可依次進(jìn)入相應(yīng)的子屏幕并執(zhí)行所需的功能。在每個子屏幕中，可以通過上一頁和下一頁的功能鍵在同一功能組中切換屏幕。在任何子屏幕中，屏幕都可以通過主屏幕的功能鍵返回主屏幕。系統(tǒng)自動采集相關(guān)數(shù)據(jù)，在主屏幕上顯示切割計劃、測量脈沖、滾筒速度等重要生產(chǎn)工藝參數(shù)，便于操作人員觀察。在主屏幕上，有生產(chǎn)過程的動態(tài)圖片。

　　在動態(tài)畫面上，主要控制設(shè)備的運行可以通過光電開關(guān)的動作、電磁閥的吸力、電機的停止運行等多種形式進(jìn)行模擬，直接生動地反映現(xiàn)場過程，便于操作人員了解生產(chǎn)情況和設(shè)備的工作條件。
 

　　Digital的HMI編程軟件propb3win提供了豐富的控制組件，如按鈕組件、屏幕切換組件、指示器組件、數(shù)據(jù)文本顯示組件等，只要根據(jù)需要選擇相應(yīng)的控制組件，并明確定義其屬性，即可實現(xiàn)上述功能。propb3win采用監(jiān)控軟件的通用模式，通過配置完成各控制部分的屬性，實現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。利用PROPB3WIN附帶的庫和繪圖工具，簡單易行地構(gòu)建了生產(chǎn)現(xiàn)場的仿真圖。繪圖工具庫的豐富內(nèi)容使圖片生動多彩。

　　此外，充分利用人機界面觸摸屏的優(yōu)點，盡可能將原來放在控制柜上的開關(guān)和指示燈替換為人機界面的控制部件，減少了硬件設(shè)備，簡化了現(xiàn)場設(shè)備之間的接線，更重要的是，給設(shè)計和調(diào)試帶來了很大的方便。

　　4、人機界面參數(shù)設(shè)置功能

　　主控制系統(tǒng)中有多達(dá)100個參數(shù)需要設(shè)置。根據(jù)控制功能，系統(tǒng)可分為聯(lián)鎖、橫切、橫切、速度、切邊、垂直切割和設(shè)備參數(shù)組，使整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加合理。同時，人機界面觸摸操作使得參數(shù)設(shè)置非常直觀和簡單。在設(shè)置參數(shù)時，通過使用數(shù)字鍵盤，數(shù)字鍵盤設(shè)計為彈出式。當(dāng)操作員想要設(shè)置參數(shù)時，他按下設(shè)置鍵，彈出數(shù)字鍵盤進(jìn)行操作，見圖3。每個參數(shù)在組件屬性中定義并分配相應(yīng)的PLC地址。確認(rèn)后，輸入數(shù)據(jù)將存儲在PLC指定的地址中。

　　操作完成后，按一個鍵消除數(shù)字鍵盤，見圖4。這種設(shè)計模式可以使圖片的有效面積最大化。同時，每個參數(shù)都有上限和下限。當(dāng)輸入值超過限值時，系統(tǒng)拒絕接受并向操作員發(fā)出超限報警。另外，為了安全起見，對于重要的系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)組，通過工具庫中的d-script_script語句編寫簡單的程序設(shè)置屏幕輸入操作密碼，給操作者不同的操作權(quán)限，提高了系統(tǒng)的安全性。

　　總結(jié)：plc自動控制系統(tǒng)設(shè)計完畢投入使用后，受到用戶的歡迎。該系統(tǒng)具有安全、直觀、簡單的特點。監(jiān)控、故障診斷、打印等功能的實現(xiàn)，大大提高了生產(chǎn)運行的可靠性。我們?yōu)榭蛻籼峁┝可矶ㄖ频淖詣踊鉀Q方案,是專業(yè)的自動化控制系統(tǒng)集成服務(wù)商.如您有自控產(chǎn)品以及服務(wù)的需求，歡迎來電咨詢訂購!