人机界面触摸屏在plc自动控制系统设计中是如何应用的?

　　人机界面触摸屏在现代智能自动化中的作用越来越广泛。社会的不断发展变革，极大地促进了基于PLC的控制功能和控制系统水平的提高。同时，其控制方式和操作水平的要求也越来越高，对交互操作界面、报警记录和打印的要求也成为整个控制系统的重要组成部分。

　　对于那些过程复杂、控制参数较多的工业控制系统来说，这一点尤为重要。新一代工业人机界面的出现，为在plc自动控制系统设计建设中实现上述功能提供了一种简单可行的途径。

　　一、人机界面触摸屏的特点与功能

　　人机界面(HMI)又称触摸屏显示器，是一种智能操作控制显示装置。人机界面触摸屏基于专门设计的32位RISCPU芯片，在STN、TFT LCD或EL电致发光显示器上覆盖透明电阻网络触摸屏。触摸屏时，电阻网络上的电阻和电压发生变化，触摸位置由软件计算。

　　人机界面的主要功能包括：数据输入和显示系统或设备运行状态的实时信息显示在人机界面上设置触摸控制可作为操作面板控制操作;报警处理和打印;此外，新一代工业人机界面还具有智能控制功能，如简单编程、数据处理、数据登录和公式。
 

　　二、人机界面触摸屏在plc自动控制系统设计的应用

　　下面就以以国产大型浮法玻璃生产线冷端切割区主控系统为案例，介绍下人机界面触摸屏在plc自动控制系统设计的应用。

　　1、系统概述

　　切割区是浮法玻璃生产线的重要组成部分，包括测量传输、垂直切割、横切、破碎加速、破边、垂直破碎、输送辊等生产控制设备，系统硬件主要由主控制器PLC、F现场设备控制装置，包括伺服控制器、变频器、模拟信号和脉冲信号处理器、人机界面。切割区主控系统作为整个控制系统的核心，根据正常生产过程中的生产工艺要求，协调各单机控制子系统的工作，制定切割计划，实现整个生产过程的全自动化。

　　整个系统的核心控制部分由美国GE Fanuc 90-30 PLC完成。本文对这一部分进行了概述。系统监控和交互操作界面的任务由人机界面承担。主要内容有：参数设置;动态画面显示;故障报警与诊断及报表打印。其中HMI选择日本数字公司的GP-577。

　　2、人机界面与PLC通讯

　　当在plc控制系统中使用HMI时，HMI通过串行口与PLC直接连接。这样，HMI就可以根据需要直接读取PLC的数据或将数据写入PLC的相应地址。由于内置通信协议，因此不需要编写通信程序。只要指定使用的PLC类型，即通信协议，就可以在运行时实现通信。因此，大大降低了PLC用户程序的负担。在系统设计中，直接指定控制单元的地址及其相应的PLC输入输出%I/O、寄存器%R、中间寄存器%M，HMI可以在运行时与PLC自动交换数据。直接读取或重写PLC对应地址的内容，并相应地改变屏幕上显示的内容。同时，通过人机界面的触摸操作，可以将数据输入到PLC的相应地址。

　　3、人机界面监控主界面

　　整个人机界面监控系统采用树形结构，由主监控屏组成。参见图2和相应的功能子屏幕。控制功能键设置在主监视器屏幕的下端。按功能键可依次进入相应的子屏幕并执行所需的功能。在每个子屏幕中，可以通过上一页和下一页的功能键在同一功能组中切换屏幕。在任何子屏幕中，屏幕都可以通过主屏幕的功能键返回主屏幕。系统自动采集相关数据，在主屏幕上显示切割计划、测量脉冲、滚筒速度等重要生产工艺参数，便于操作人员观察。在主屏幕上，有生产过程的动态图片。

　　在动态画面上，主要控制设备的运行可以通过光电开关的动作、电磁阀的吸力、电机的停止运行等多种形式进行模拟，直接生动地反映现场过程，便于操作人员了解生产情况和设备的工作条件。
 

　　Digital的HMI编程软件propb3win提供了丰富的控制组件，如按钮组件、屏幕切换组件、指示器组件、数据文本显示组件等，只要根据需要选择相应的控制组件，并明确定义其属性，即可实现上述功能。propb3win采用监控软件的通用模式，通过配置完成各控制部分的属性，实现相应的控制功能。利用PROPB3WIN附带的库和绘图工具，简单易行地构建了生产现场的仿真图。绘图工具库的丰富内容使图片生动多彩。

　　此外，充分利用人机界面触摸屏的优点，尽可能将原来放在控制柜上的开关和指示灯替换为人机界面的控制部件，减少了硬件设备，简化了现场设备之间的接线，更重要的是，给设计和调试带来了很大的方便。

　　4、人机界面参数设置功能

　　主控制系统中有多达100个参数需要设置。根据控制功能，系统可分为联锁、横切、横切、速度、切边、垂直切割和设备参数组，使整个系统的结构更加合理。同时，人机界面触摸操作使得参数设置非常直观和简单。在设置参数时，通过使用数字键盘，数字键盘设计为弹出式。当操作员想要设置参数时，他按下设置键，弹出数字键盘进行操作，见图3。每个参数在组件属性中定义并分配相应的PLC地址。确认后，输入数据将存储在PLC指定的地址中。

　　操作完成后，按一个键消除数字键盘，见图4。这种设计模式可以使图片的有效面积最大化。同时，每个参数都有上限和下限。当输入值超过限值时，系统拒绝接受并向操作员发出超限报警。另外，为了安全起见，对于重要的系统设备参数组，通过工具库中的d-script_script语句编写简单的程序设置屏幕输入操作密码，给操作者不同的操作权限，提高了系统的安全性。

　　总结：plc自动控制系统设计完毕投入使用后，受到用户的欢迎。该系统具有安全、直观、简单的特点。监控、故障诊断、打印等功能的实现，大大提高了生产运行的可靠性。我们为客户提供量身定制的自动化解决方案,是专业的自动化控制系统集成服务商.如您有自控产品以及服务的需求，欢迎来电咨询订购!