人机操作界面及组态软件的应用赖指南.ppt
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1、第第9 9章章 HMIHMI及组态软件的应用及组态软件的应用9.1 HMI(9.1 HMI(人及操作界面人及操作界面)传传统统的的人人机机控控制制操操作作界界面面包包括括指指示示灯灯、主主令令按按钮钮、开开关关和和电电位位器器等等。操操作作人人员员通通过过这这些些设设备备把把操操作作指指令令传传输输到到自自动动控控制制器器中中,控控制制器器也也通通过过它它们们显显示示当当前前的的控控制制数数据据和和状状态态。这这是是一一个个综合的人机交互界面。综合的人机交互界面。随随着着技技术术的的进进步步,新新的的模模块块化化的的、集集成成的的人人机机操操作作界界面面产产品品被被开开发发出出来来。这这些些H
2、MIHMI产产品品一一般般具具有有灵灵活活的的可可由由用用户户(开开发发人人员员)自自定定义义的的信信号号显显示示功功能能,用用图图形形和和文文本本的的方方式式显显示示当当前前的的控控制制状状态态;现现代代HMIHMI产产品品还还提提供供了了固固定定或或可可定定义义的的按按键键,或或者者触触摸摸屏屏输入功能。输入功能。9.1.1 HMI9.1.1 HMI设备设备 1.HMI1.HMI设备功能设备功能 HMIHMI设设备备的的作作用用是是提提供供自自动动化化设设备备操操作作人人员员与与自自控控系系统统(PLCPLC系系统统)之)之间间的交互界面接口。使用的交互界面接口。使用HMIHMI设备设备,
3、可以:,可以:(1 1)在在HMIHMI上上显显示示当当前前的的控控制制状状态态、过过程程变变量量,包包括括数数字字量量(开关量)和数(开关量)和数值值等数据。等数据。(2 2)显显示示报报警信息。警信息。(3 3)通通过过硬硬件件或或可可视视化化图图形形按按键键输输入入数数字字量量、数数值值等等控控制制参参数。数。(4 4)使用)使用HMIHMI的内置功能的内置功能对对PLCPLC内部内部进进行行简单简单的的监监控、控、设设置等。置等。HMIHMI设设备备作作为为一一个个网网络络通通讯讯主主站站与与S7-200 S7-200 CPUCPU相相连连,因因此此也也有有通通讯讯协协议议、站站地地址
4、址及及通通讯讯速速率率等等属属性性。通通过过串串行行通通讯讯在在两两者者之之间间建建立立的的数数据据对对应应关关系系,也也就就是是CPUCPU内内部部存存储储区区与与HMIHMI输输入入/输输出出元元素素间间的的对对应应关关系系。比比如如HMIHMI上上的的按按键键对对应应于于CPUCPU内内部部Mx.xMx.x的的数数字字量量“位位”,按按下下按按键键时时Mx.xMx.x置置位位(为为“1”1”),释释放放按按键键时时Mx.xMx.x复复位位(为为“0”0”);或或者者HMIHMI上上某某个个一一个个字字(WordWord)长长的的数数值值输输入入(或者(或者输输出)域,出)域,对应对应于于
5、CPUCPU内部内部V V存存储储区区VWxVWx。如。如图图9-19-1所示。所示。只只有有建建立立了了这这种种对对应应关关系系,操操作作人人员员才才可可以以与与PLCPLC的的内内部部用用户户程程序序建建立立交交互互关关系系。这这种种联联系系,以以及及HMIHMI上上究究竟竟如如何何安安排排、定定义义各各种种元元素素,需需要要进进行行软软件件的的设设置置,一一般般称称为为“组组态态”。各各种种不同的不同的HMIHMI各自有组态的软件和方法。各自有组态的软件和方法。2.Micro2.Micro系列系列HMIHMI 西西门门子子为为S7-200S7-200专专门门开开发发了了几几款款HMIHM
6、I产产品品,在在保保持持低低廉廉价价格格的的同同时时,能,能够获够获得得较较高的性能。它高的性能。它们们中有:中有:(1 1)TD TD 200/TD 200/TD 200 200 C C:两两行行文文本本显显示示器器,支支持持最最多多88=6488=64个个用用户户菜菜单单和和8080条条报报警警消消息息。支支持持包包括括中中文文在在内内的的多多种种语语言言,其其中中TD TD 200 200 C C还还能能自自由由定定义义按按键键的的种种类类、大大小小和和位位置置,在在线线多多语语言言切切换换,并且可以由用,并且可以由用户户自己自己设计设计面板的面板的图图案。案。(2 2)OP OP 73
7、 73 micromicro:3 3英英寸寸LCDLCD显显示示操操作作面面板板,带带8 8个个系系统统按按键键和和4 4个个可可定定义义按按键键。支支持持多多行行消消息息和和简简单单图图形形显显示示,支支持持包包括括中中文文在在内的多内的多语语言切言切换换。(3 3)T TP P 1 17 77 7 m mi ic cr ro o:5 5.7 7英英 寸寸 L LC CD D单单色色触触摸摸显显示示屏屏,带带一一个个R RS S-4 48 85 5口口,可可通通过过M MP PI I电电缆缆和和P PR RO OF FI IB BU US S电电缆缆连连接接S S7 7-2 20 00 0
8、C CP PU U或或E EM M2 27 77 7模模块块通通讯讯口。口。上上述述MicroMicro系系列列HMIHMI都都是是西西门门子子为为S7-200S7-200专专门门开开发发的的产产品品,对对S7-200S7-200的网的网络络通信通信进进行了行了优优化。化。3.3.其他其他HMIHMI产品产品除除了了S7-200S7-200专专用用产产品品外外,西西门门子子还还提提供供了了许许多多SIMATICSIMATIC系系列列HMIHMI设设备备,如如TP TP 170A/B170A/B、TP TP 177A177A和和TP/OP TP/OP 270270系系列列等等等等,都都可可以以与
9、与S7-S7-200200连接通信。连接通信。4.HMI4.HMI组态软件组态软件HMIHMI设设备备上上的的操操作作、显显示示元元素素与与PLCPLC内内存存的的对对应应关关系系需需要要配配置置才才能能建建立立;HMIHMI设设备备上上的的显显示示画画面面等等也也需需要要布布置置及及操操作作。HMIHMI组组态态软软件件就是用来完成上述工作。就是用来完成上述工作。不同的不同的HMIHMI产品使用的组态软件不同,但一个系列的产品往往使用产品使用的组态软件不同,但一个系列的产品往往使用同同一一个个软软件件。对对于于S7-200S7-200适适用用的的HMIHMI产产品品来来说说,它它们们需需要要
10、的的组组态态软软件有:件有:(1 1)TD TD 200/TD 200/TD 200 200 C C:TD TD 200200文文本本显显示示器器使使用用TD TD 200 200 Wiard(Wiard(向导向导)组态和编程。组态和编程。TP TP 200 200 WizardWizard是是集集成成在在S7-200S7-200的的编编程程软软件件STEP STEP 7-Micro/WIN7-Micro/WIN中的组件,安装了中的组件,安装了STEP-Micro/WINSTEP-Micro/WIN就有。就有。(2 2)TP 170A/BTP 170A/B、TP/OP 270TP/OP 270
11、等:用等:用ProTool ProProTool Pro组态。组态。(3 3)OP OP 73 73 MicroMicro、TP TP 177 177 MicroMicro等等:可可以以用用WinCC WinCC Flexible Flexible MicroMicro以以上上的的版版本本组组态态。TP TP 170170、TP/OP TP/OP 270270等等也也可可以以用用WinCC WinCC FlexibleFlexible的更高版本组态。的更高版本组态。9.1.2 HMI9.1.2 HMI软件软件 在以在以PCPC技术为基础的计算机上,也可以运行技术为基础的计算机上,也可以运行HM
12、IHMI软件,直接与软件,直接与控控制制器器通通讯讯并并与与人人交交互互。如如Pro Pro Tool Tool Pro Pro RT(RT(运运行行版版)、WinCC WinCC FlexibleFlexible、组态王软件等。、组态王软件等。1.1.直接通讯直接通讯HMIHMI软件软件 所所谓谓直直接接通通讯讯就就是是HMIHMI软软件件能能够够支支持持PLCPLC的的通通讯讯协协议议。能能够够直直接接连连接接的的HMIHMI软软件件都都通通过过所所谓谓专专用用的的驱驱动动接接口口与与特特定定的的PLCPLC通通讯讯。因因此往往是同一厂家的产品之间具有更好的兼容性。此往往是同一厂家的产品之
13、间具有更好的兼容性。对对于于世世界界性性的的通通讯讯标标准准来来说说,由由于于各各厂厂家家都都是是提提供供符符合合标标准准的的产产品品,其其通通用用性性也也能能得得到到保保证证。例例如如,S7-200S7-200可可以以通通过过EM277EM277通通讯讯模模块块与与支支持持PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP通通讯讯标标准准的的HMIHMI计计算算机机(包包括括软软件件和和硬硬件件接口)通讯。接口)通讯。2.OPC 2.OPC通讯通讯 O OP PC C是是基基于于微微软软公公司司W Wi in nd do ow ws s操操作作系系统统的的O OL LE E技技术术,用用于于连连接
14、接不不同同厂厂家家的的PLCPLC硬硬件件和HMI软软件件产产品品。西西门门子子公公司司专专为为S7-200S7-200开开发发了了OPC OPC ServerServer(服服务务器器)软软件件,即即PC PC Access.Access.的的标标准准和和协协议议,OPCOPC作作为为一一种种工工业业标标准准,提提供供了了工工业业环环境境中中信信息息交交换换的的统统一一标标准准软软件件接接口口,该该接接口口位位于于应应用用程程序序的的下下方方。因因为为OPCOPC的的统统一一性性和和开开放放性性,使使得用户程序可以访问不同供应商的硬件。得用户程序可以访问不同供应商的硬件。OPCOPC通通讯讯
15、接接口口的的应应用用是是基基于于客客户户端端服服务务器器端端的的应应用用模模式式。各各厂厂家家只只要要为为它它们们的的产产品品提提供供一一个个标标准准的的OPC OPC ServerServer,便便解解决决了了通通讯讯连连接接问问题题,其其他他厂厂家家可可以以使使用用不不同同的的OPCOPC客客户户端端来来访访问问标标准准的的OPC ServerOPC Server,从而可以轻松地实现过程数据的监控。,从而可以轻松地实现过程数据的监控。运运行行在在计计算算机机上上的的PC PC AccessAccess软软件件与与S7-200S7-200通通讯讯,作作为为服服务务器器;支支持持OPCOPC标
16、标准准的的HMIHMI软软件件,作作为为OPC OPC Client(Client(客客户户端端)与与PC PC AccessAccess通通讯,从而可以访问讯,从而可以访问S7-200S7-200的数据。其典型应用如图的数据。其典型应用如图9-29-2所示。所示。9.2 TD 2009.2 TD 200文本显示器文本显示器 TD TD 200200(Text Text Display Display 200200)是是专专门门用用于于S7-200S7-200系系列列的的文文本本显示和操作员界面。显示和操作员界面。TD 200TD 200支持中文操作和文本显示。支持中文操作和文本显示。TD T
17、D 200200是是一一个个两两行行的的文文本本显显示示器器,每每行行2020个个字字符符。TD TD 200 200 V3.0V3.0及及以以上上版版本本支支持持菜菜单单组组态态方方式式,最最多多可可配配置置8 8个个菜菜单单,每每个个菜菜单单下下最最多多可可以以组组态态8 8个个文文本本显显示示屏屏,最最多多可可以以配配置置6464个个文文本本显显示示屏屏。用户可以使用面板上的箭头按键在各菜单及显示屏之间自由切换。用户可以使用面板上的箭头按键在各菜单及显示屏之间自由切换。TD TD 200200还还可可以以显显示示多多达达8080条条报报警警消消息息,报报警警消消息息的的显显示示与与否否由
18、由TD TD 200200的的组组态态及及CPUCPU中中的的报报警警消消息息的的使使能能位位的的状状态态决决定定。报报警警的的配配置置与与以以前前为为TD TD 200 200 V2.1V2.1版版本本配配置置消消息息文文本本的的方方式式相相似似,报报警画面中也可以嵌入数据警画面中也可以嵌入数据变变量。量。无无论论是是菜菜单单屏屏还还是是报报警警消消息息,都都可可以以嵌嵌入入S7-200S7-200数数据据变变量量,并并且且数数据据是是作作为为地地址址单单元元间间接接访访问问的的,因因此此数数据据地地址址是是固固定定的的,不不会会随随消消息息文文本本的的修修改改(甚甚至至翻翻译译)而而改改变
19、变。数数据据既既可可以以显显示示,也可以由操作人也可以由操作人员进员进行行设设置修改。置修改。使使用用TD TD 200200还还可可以以设设置置CPUCPU实实时时时时钟钟,访访问问CPUCPU内内存存变变量量,或或对对开开关关量量输输入入/输输出出进进行行强强制制。在在安安全全方方面面,TD TD 200200可可以以设设置置密密码码,以限制,以限制对设备对设备的操作。的操作。西西门门子提供了两种子提供了两种TD 200TD 200设备设备:TD 200CTD 200C和和TD 200TD 200。TD TD 200200增增加加了了个个性性化化的的功功能能,可可由由用用户户定定义义自自己
20、己的的标标识识,按按键键布布局局,按按键键的的多多少少(最最多多2020个个键键)、大大小小、位位置置及及颜颜色色都都可可以以改改变变。用用户户使使用用KeyPad KeyPad DesignerDesigner软软件件为为TD TD 200200创创建建面面板板键键盘盘图图,定定义义按按键键功功能能,并并将将生生成成的的位位图图打打印印在在西西门门子子公公司司专专门门提提供供的的TD TD 200200覆膜上,然后将其覆膜上,然后将其贴贴在在TD 200CTD 200C上即可。上即可。在在TD TD 200200向向导导组组态态时时可可以以选选择择用用户户自自定定义义键键盘盘并并选选择择在在
21、KeyPad KeyPad DesignerDesigner中中已已经经配配置置好好的的自自定定义义键键盘盘文文件件。组组态态完完TD TD 200C200C后,自定后,自定义义按按键键的地址可以在向的地址可以在向导导生成的符号表中找到。生成的符号表中找到。如如果果不不选选择择用用户户自自定定义义面面板板,TD TD 200C200C的的面面板板键键盘盘布布局局及及功功能能与与TD 200TD 200相同。相同。除除此此之之外外与与TD TD 200 200 V3.0V3.0相相比比,TD TD 200C200C除除了了拥拥有有TD TD 200200所所有有的功能外,的功能外,还还增加了以下
22、新功能:增加了以下新功能:(1 1)可)可选选的嵌入符号。的嵌入符号。(2 2)可可视视的的按按键键反反馈馈功功能能,即即在在设设置置此此功功能能后后,当当按按键键有有效效按下后,按下后,TD 200CTD 200C屏幕上会有符号屏幕上会有符号显显示。示。(3 3)存)存储储卡的操作功能(可将卡的操作功能(可将项项目文件写入目文件写入PLCPLC存存储储卡中)。卡中)。(4 4)直接)直接对对PLCPLC存存储单储单元的数元的数值进值进行行编辑编辑(写入)。(写入)。(5 5)改改变变PLCPLC的操作模式(运行的操作模式(运行 编编程)。程)。与与TD TD 200C200C相相比比,TD
23、TD 200200面面板板的的所所有有键键的的布布局局为为固固定定的的,不不能能随随意意更更改改。它它提提供供了了四四个个可可预预定定义义的的功功能能键键,使使用用ShiftShift组组合合键键,用用户户共可以定共可以定义义8 8个置位(或瞬个置位(或瞬时时通)功能。通)功能。TD TD 200C200C与与TD TD 200200除除了了以以上上提提到到的的功功能能区区别别外外,其其它它功功能能都都相相同,以下提到的同,以下提到的TD 200TD 200为为两种型号的两种型号的统统称。称。TD TD 200200包包装装中中提提供供了了专专用用电电缆缆(TD/CPUTD/CPU电电缆缆)用
24、用以以与与S7-200 S7-200 CPUCPU连连接接,电电缆缆能能从从CPUCPU通通讯讯口口上上取取得得TD TD 200200所所需需的的24V24V直直流流电电源源。TD TD 200200同同时时提提供供了了24V24V直直流流电电源源输输入入接接口口,仅仅供供通通过过PROFIBUSPROFIBUS电电缆连缆连接到接到CPUCPU或或PPIPPI网网络络上上时时使用。使用。TD TD 200200作作为为主主站站在在PPIPPI网网络络上上工工作作。网网路路上上的的TD TD 200200(包包括括其其它它设设备备)都都有有唯唯一一的的地地址址。1 1个个S7-200 S7-2
25、00 CPUCPU的的通通讯讯口口最最多多可可以以连连接接3 3个个TD TD 200200;1 1个个TD TD 200200只只能能与与1 1个个S7-200 S7-200 CPUCPU建建立立连连接接。当当S7-S7-200 200 CPUCPU连连接接的的TD TD 200200的的距距离离超超过过5050米米,或或者者TD TD 200200的的连连接接数数超超过过CPUCPU通通讯讯口口的的限限制制时时,可可以以将将其其连连接接到到EM EM 277 277 DPDP从从站站模模块块上上。EM EM 277277与与TD TD 200200最最远远通通讯讯距距离离可可以以到到100
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