可编程序Programmable Logic Controller在工厂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、报警记录和打印等要求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。 工业人机界面的特点和功能 工业人机界面Human Machine Interface,简称HMI,又称触摸屏,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。触动屏幕时,电阻网络上的电阻和电压发生变化并由软件计算出触摸位置。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;报警处理及打印;此外,新一代工业人机界面还具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化控制功能。 HMI在PLC工控系统上的应用 下面以国内某大型浮法玻璃生产线冷端切割区主控系统为例,介绍HMI在PLC工控系统上的应用。HMI与PLC之间的通讯 当HMI用于PLC控制系统时,HMI与PLC之间通过串口以Direct Link(直接连接)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)、寄存器(R)、中间寄存器(M)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 主画面 功能键退回到监控主画面。系统自动采集相关数据,将切割计划、测量脉冲、辊道速度等一些重要生产工艺参数显示在主画面上,便于操作人员的观察。监控主画面上还有生产过程的动态画面显示,在动态画面上以各种形式模拟出主要控制设备的运行情况,例如光电开关的动作、电磁阀的吸合、电机的运行停止等,直观、生动的反映出现场的过程,方便操作人员对生产情况、设备工况的了解。显控公司的HMI编程软件SamDraw3.2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。SamDraw3.2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SamDraw3.2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SamDraw3.2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。 此外,充分利用HMI的优势将原先布置在控制柜上的开关、指示灯尽可能地用HMI中的控制部件替代,这样做减少硬件设备,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。 HMI参数设置功能