计算机应用论文

【摘要】可编程序控制器Programmable Logic Controller在自动化中占有举足轻重的地位。技术的不断发展极大地促进了基于PLC为核心的控制系统在控制功能、控制水平等方面的提高。同时对其控制方式、运行水平的要求也越来越高，因此交互式操作界面也成为整个控制系统中重要的内容。对于那些工艺过程较复杂，控制参数较多的工控系统来说，尤其显得重要。新一代工业人机界面HMI的出现，对于在构建PLC工控系统时实现上述功能，提供了一种简便可行的途径。

　　【关键词】HMI输送机控制PLC与HMI通讯 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

　　

　　

　　

　　工业人机界面Human Machine Interface，简称HMI，又称触摸屏监控器，是一种智能化操作控制显示装置。工业人机界面以特殊设计的计算机系统32位RISC CPU芯片为核心，在STN、TFT液晶显示屏或EL电发光显示器上罩盖有透明的电阻网络式触摸屏。HMI的主要功能有：数据的输入与显示；系统或设备的操作状态方面的实时信息显示；在HMI上设置触摸控件可把HMI作为操作面板进行控制操作；报警处理。

　　自动化立体仓库中HMI在PLC工控系统上的应用

　　下面以国药集团某物流中心输送机主控系统为例，介绍HMI在PLC工控系统上的应用。

　　自动化立体仓库是国药物流中心的一个重要环节，其中包括物品的入库、出库、拣选生产控制设备。系统硬件上主要由主控制器PLC，现场设备控制装置，包括、变频器、数字量信号采集和处理器等和HMI构成。作为整个控制系统的核心，整个系统的核心控制部分由西门子S7-300系列PLC完成，此部分内容本文略，而系统的手动操作、动画显示和交互式操作界面等任务将由HMI承担。主要有以下内容：输送设备手动操作页面；输送设备动态画面的显示；故障报警与解除。其中HMI选用西门子的TP270型人机界面。

　　 HMI与PLC之间的通讯：当HMI用于PLC控制系统时，HMI与PLC之间通过DP总线方式进行通讯。在该方式下，HMI根据要求直接读入PLC的数据或把数据写入PLC相应的地址中。由于内装通讯协议，因此无须编制通讯程序，只要指定所用PLC类型即通讯协议，运行时便可实现通讯。因此大大减少了PLC用户程序的负担。在系统设计时，直接指定控制部件与其对应PLC的输入输出（I／O）、中间寄存器（M）、数据块的地址，运行时HMI就能自动和PLC进行数据交换。直接读取或改写PLC相应地址的内容，并据此改变画面上显示内容。同时通过对HMI的触摸操作，可向PLC相应的地址输入数据。

　　 HMI监控主面：整个HMI监控系统采用树型结构，由监控主画面及相应功能子画面组成。在监控主画面下端设有控制功能键，按动功能键可以依次进入相应子画面，执行所需的功能。在每一个子画面中可通过上一页、下一页功能键在同一功能组中进行画面切换，在任一子画面都可以通过主页功能键退回到监控主画面。系统自动采集相关数据，将输送机系统上货物运送方向和运送货物的条码号都显示在主画面上，便于操作人员的观察。监控主画面上还有输送系统与上位监控机的通讯信息及故障设备和故障类型等，直观、生动的反映出现场的过程，方便操作人员对设备工况的了解。SIEMENS的HMI编程软件Wincc flexible提供了丰富的控制部件，例如按钮部件、画面切换部件、指示灯部件、数据文本显示部件等等，实现上述功能只要根据需要选择相应的控制部件，定义好其属性即可。Wincc flexible采用监控软件通用模式，所有控制部件的属性通过组态形式完成，以实现相应控制功能。使用Wincc flexible内附的图库及作图工具来构造生产现场的模拟画面，简便易行。内容丰富的作图工具库，使得画面生动、丰富多彩。而且Wincc flexible还支持图片上传以及自定义图库功能，用户可以很方便的将本地图片生成为图库或控件，在以后的组态过程中可以很方便的调用。

　　下面两张图分别显示了HNI在应用中的动画显示：

　　

　　   此HMI界面就是显示当前设备正在传送过程。

　　

　　   此HMI界面显示当前设备传送完成后的状态显示。

　　因此，这样更直观的告诉操作人员设备的运行状态和货物的信息，当设备出现故障是方便操作人员判断故障及解除故障。

　　此外，由于设备手动也是通过HMI的不同画面来操作，充分利用HMI的优势将原先布置在各个设备附近的手动开关、指示灯尽可能地用HMI中的控制部件替代，这样做即减少硬件设备，又简化了现场设备间的接线，更重要的是给设计和调试带来诸多方便。

　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。