西門子觸摸屏硬件課件資料-共63頁

1、西門子觸摸屏應用技術主講教師：馬吉福一、人 機 界 面 概 述 二、人機界面的應用步驟三、西門子人機界面設備簡介四、WinCC flexible簡介第1講 西門子HMI與WinCC flexible介紹 一、人 機 界 面 概 述 1、人機界面的基本概念 人機界面（Human Machine Interface）又稱為人機接口，簡稱為HMI。 人機界面可以承擔下列任務： （1）過程可視化。在人機界面上動態(tài)顯示過程數據（即PLC采集的現場數據）。 （2）操作員對過程的控制。操作員通過圖形界面來控制過程。如操作員可以用觸摸屏畫面上的輸入域來修改系統(tǒng)的參數，或者用畫面上的按鈕來啟動電動機等。 （3）

2、顯示報警。過程的臨界狀態(tài)會自動觸發(fā)報警，如當變量超出設定值時。 （4）記錄功能。順序記錄過程值和報警信息，用戶可以檢索以前的生產數據。 （5）輸出過程值和報警記錄。如可以在某一輪班結束時打印輸出生產報表。 （6）過程和設備的參數管理。將過程和設備的參數存儲在配方中，可以一次性將這些參數從人機界面下載到PLC，以便改變產品的品種。人機界面HMI 過程可視化設備工作狀態(tài)顯示在HMI設備上，顯示畫面包括指示燈、按鈕、文字、圖形、曲線等，畫面可根據過程變化動態(tài)更新。操作員對過程的控制操作員可以通過圖形用戶界面來控制過程。例如，操作員可以通過數據、文字輸入操作，預置控件的參數或者啟動電機。顯示報警過程的

3、臨界狀態(tài)會自動觸發(fā)報警，例如，當超出設定值時顯示報警信息。歸檔過程值HMI系統(tǒng)可以連續(xù)、順序記錄過程值和報警，并檢索以前的生產數據，并打印輸出生產數據。過程和設備的參數管理HMI系統(tǒng)可以將過程和設備的參數存儲在配方中。例如，可以一次性將這些參數從HMI設備下載到PLC，以便改變產品版本進行生產。HMI系統(tǒng)承擔的主要任務 二、人機界面的組態(tài)步驟1對監(jiān)控畫面組態(tài)2人機界面的通信功能3編譯和下載項目文件4運行階段三、西門子人機界面設備簡介 1文本顯示器文本顯示器TD200C TD400C （1）TD200C。TD200C如圖10-4所示，它具有標準TD200的基本操作功能，另外還增加了一些新的功能。

4、TD200C為用戶提供了非常靈活的鍵盤布置和面板設計功能。用S7-200的編程軟件STEP7-Micro/WIN來組態(tài)。 （2）TD400C。TD400C（如圖10-5所示）是新一代文本顯示器，完全支持西門子S7-200 PLC，4行中文文本顯示，與S7-200 PLC通過PPI高速通信，速率可達到187.5kb/s，STEP7-Micro/WIN4.0 SP4中文版組態(tài)，HMI程序存儲于PLC，無需單獨下載，便于維護。2微型面板TP070 TP170micro TP178 micro K-TP178 micro TP070、TP170 micro、TP177 micro和K-TP178 mi

5、cro都是專門用于S7-200的5.7in的STL-LCD，4種藍色色調，有CCFL背光，320240像素，通信接口均為RS-485。支持的圖形對象有位圖、圖標或背景圖片，有軟件實時時鐘，可以使用的動態(tài)對象為棒圖。 3、觸摸屏 TP270TP177、TP170 （1）TP170A是用于S7系列PLC的簡單任務的經濟型觸摸屏，采用5.7in藍色STN-LCD,4級灰度，支持位圖、圖標和背景圖畫，動態(tài)對象有棒圖，有一個RS-232接口和一個RS-422/485接口。 （2）TP170B采用5.7in、藍色或16色STN-LCD，有2個RS-232接口、1個RS-422/485接口和1個CF卡插槽，

6、支持位圖、圖標、背景圖畫和矢量圖形對象，動態(tài)對象有圖表、柱形圖和隱藏按鈕，有配方功能。 （3）TP270采用5.7in或10.4in 256色STN觸摸屏，通過改進的顯示技術，提高了亮度?？梢酝ㄟ^CF卡、MPI和可選的以太網接口備份或恢復?？梢赃h程下載/上載組態(tài)和硬件升級。有2個RS-232接口、1個RS-422/485接口和1個CF卡插槽，可以通過USB、RS-232串口和以太網接口驅動打印機。4、操作員面板 OP3 OP7 OP17 OP170B 、OP177B OP170B（見圖10-15）基于Windows CE操作系統(tǒng)，采用320*240像素，5.7in的藍色STN-LCD，有24個

7、功能鍵，其中18個帶LED。有兩個RS-232接口、一個RS-422/485接口和一個CF卡插槽，可以連接其他品牌的PLC。它支持位圖、圖標、背景圖形和矢量圖形對象，動態(tài)對象有圖表、柱形圖和隱藏按鈕，具有配方功能。5、移動面板 Mobile Panel 170 移動面板Mobile Panel 170是基于Windows CE操作系統(tǒng)的移動HMI設備，它有一個串口和一個MPI/PROFIBUS-DP接口，兩個接口都可以用于傳送項目，具有棒圖、趨勢圖、調度器、打印、帶緩沖的報報警和配方管理功能，用CF卡備份配方數據和項目。如圖10-10所示為Mobile Panel 170移動面板。6、多功能面

8、板 多功能面板（Multi Panel，MP）是性能最高的人機界面，高性能、具有開放性和可擴展性是其突出特點。它采用Windows CE V3.0操作系統(tǒng)，用WinCC flexible組態(tài)，用于高標準的復雜機器的可視化，可以使用256色矢量圖形顯示功能、圖形庫和動畫功能。它有過程值和信息歸檔功能、曲線圖功能和在線語言選擇功能。 MP系列多功能面板有兩個RS-232接口、RS-422/485接口、USB接口和RJ45以太網接口，RS-485接口可以使用MPI、PROFIBUS-DP協(xié)議，還可以通過各種通信接口傳送組態(tài)。而距離較長時可以用調制解調器、SIMATIC TeleService 或In

9、ternet，通過WinCC flexible的SmrtService進行傳輸。此外它還有PC卡插槽和CF卡插槽。四、WinCC flexible簡介 1. ProTool與WinCC flexible 西門子的人機界面以前使用ProTool組態(tài)，SIMATIC WinCC flexible是在被廣泛認可的ProTool組態(tài)軟件上發(fā)展起來的，并且與ProTool保持了一致性。ProTool適用于單用戶系統(tǒng)，WinCC flexible可以滿足各種需求，從單用戶、多用戶到基于網絡的工廠自動化控制與監(jiān)視。大多數SIMATIC HMI產品可以用ProTool或WinCC flexible組態(tài)，某些新

10、的HMI產品只能用WinCC flexible組態(tài)。我們可以非常方便地將ProTool組態(tài)的項目移植到WinCC flexible中。 WinCC flexible具有開放簡易的擴展功能，帶有VB腳本功能，集成了ActiveX控件，可以將人機界面集成到TCP/IP網絡。 WinCC flexible帶有豐富的圖庫，提供了大量的對象供用戶使用，其縮放比例和動態(tài)性能都是可變的。使用圖庫中的元件，可以快速方便地生成各種美觀的畫面。2、WinCC flexible操作界面 SIMATIC 人機界面系列（HMI）WinCC flexible系統(tǒng)組態(tài)的基本結構 HMI設備PLC控制過程通過變量通信I/O模

11、塊 WinCC flexible監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)是通過PLC以“變量”方式實現HMI與機械設備或過程之間的通信。過程值通過I/O模塊存儲在PLC中，觸摸屏通過變量訪問PLC相應的存儲單元。 HMI監(jiān)控系統(tǒng)的設計步驟新建HMI監(jiān)控項目在WinCC flexible組態(tài)軟件中創(chuàng)建一個HMI監(jiān)控項目建立通信連接建立HMI設備與PLC之間的通信連接，HMI設備與組態(tài)PC機之間的通信連接在WinCC flexible中定義需要監(jiān)控的過程變量定義變量創(chuàng)建監(jiān)控畫面繪制監(jiān)控畫面，組態(tài)畫面中的元素與變量建立連接，實現動態(tài)監(jiān)控生產過程編輯報警消息編輯報警消息，組態(tài)離散量報警和模擬量報警組態(tài)配方組態(tài)配方以快速適應生產工

12、藝的變化用戶管理分級設置操作權限任務13 建立灌裝生產線監(jiān)控項目 啟動WinCC flexible，新建灌裝自動化生產線監(jiān)控項目FILL，并將該項目集成到STEP 7中。 建立一個WinCC flexible項目 啟動WinCC flexible 新建WinCC flexible項目 設備選擇對話框項目組態(tài)界面工具欄菜單欄項目視圖工作區(qū)工具窗口屬性視圖輸出視圖對象視圖任務14 建立通信連接 建立觸摸屏與組態(tài)PC機的通信連接，建立觸摸屏與控制器PLC的通信連接。 觸摸屏的通信連接 TP177B PN/DP的端口1- 機殼等電位聯(lián)結端子2- 電源插座3- RS 422/RS 485接口（IF1B）

13、4- PROFINET接口5- USB接口TP177B PN/DP與組態(tài)PC機的連接TP177B PN/DP與PLC的連接設置觸摸屏通信參數 MPI屬性設置對話框1- HMI設備是總線上的唯一主站2- 觸摸屏的MPI地址3- 超時4- 數據傳輸速率5- 最高站地址PROFIBUS屬性設置對話框1- HMI設備是總線上的唯一主站 2- 觸摸屏的PROFIBUS地址3- 超時 4- 數據傳輸速率 5- 最高站地址 6- 總線類型 7- 用于打開“配置文件”對話框的按鈕以太網設置對話框1- 以太網卡驅動2- 觸摸屏的MAC地址3- 屬性按鈕1- 地址分配2- IP地址3- 子網掩碼地址4- 默認網關

14、地址WinCC flexible通信參數設置觸摸屏與PLC的通信修改連接名稱選擇通信驅動觸摸屏接口觸摸屏參數網絡參數PLC參數任務15 生成監(jiān)控系統(tǒng)所需的變量 自動化控制系統(tǒng)與HMI設備之間的數據交換是通過變量實現通信的。使用WinCC flexible的變量編輯器生成監(jiān)控系統(tǒng)所需的變量，設置變量的屬性。 定義變量 與外部控制器（例如PLC）具有過程連接的變量。必須指定與觸摸屏相連接的PLC的內存位置，其值隨PLC程序的執(zhí)行而改變，觸摸屏和PLC都可以對其進行讀寫訪問，是觸摸屏與PLC進行數據交換的橋梁。 最多可使用的外部變量數目與授權有關。 與外部控制器沒有過程連接的變量。其值存儲在觸摸屏的

15、存儲器中，不用分配地址，只有觸摸屏能夠訪問內部變量，用于觸摸屏內部的計算或執(zhí)行其他任務。 內部變量沒有數量限制，可以無限制地使用。外部變量 內部變量變量的數據類型 變量類型符號位數/bit取值范圍字符Char8字節(jié)Byte80255有符號整數Int16-3276832767無符號整數Uint16065535長整數Long32-21474836482147483647無符號長整數Ulong3204294967295浮點數（實數）Float32 1.17549510-38 3.40282310+38-1.17549510-38-3.40282310+38雙精度浮點數Double64布爾（位）變量B

16、ool1True(1)、false(0)字符串String日期時間Date Time64日期/時間值變量編輯器設置變量的屬性 任務16 組態(tài)灌裝自動化生產線監(jiān)控畫面 根據灌裝自動化生產線監(jiān)控系統(tǒng)的要求，設計過程監(jiān)控畫面。 組態(tài)監(jiān)控畫面 設計畫面結構 初始畫面畫面1畫面2畫面3畫面n初始畫面 運行畫面 參數設置畫面 趨勢視圖畫面 用戶管理畫面 物料混合畫面 配方設置畫面 畫面編輯器 畫面窗口屬性窗口簡單對象工具窗口工具窗口的其他對象 增強對象圖形打開全局庫創(chuàng)建畫面 固定窗口區(qū)基本區(qū)域組態(tài)初始畫面 圖形對象畫面切換按鈕組態(tài)運行畫面 向量圖形元素 I/O域 圖形棒圖控制按鈕 灌裝過程 運行狀態(tài) 庫閥

17、門開閉組態(tài)趨勢視圖 顯示報警消息 WinCC flexible模擬調試 WinCC flexible提供了一個模擬器軟件，在沒有HMI設備的情況下，可以用WinCC flexible的運行系統(tǒng)模擬HMI設備，用它來測試項目，調試已組態(tài)的HMI設備功能。 項目的集成模擬調試 SIMATIC 精彩系列面板SIMATIC 精彩系列面板強大且豐富的通訊能力為S7-200度身訂做，簡單操作即可建立高效穩(wěn)定的通訊連接。同時，靈活的通訊接口確保了和第三方PLC產品的兼容性。 集成了RS 422/ 485 通訊口: 使得Smart Line的通訊更加靈活，可以和市場主流的小型PLC建立穩(wěn)定可靠的通訊連接 PP

18、I 通訊協(xié)議: Smart Line與S7-200可建立高速無縫的連接，與S7-200組成完美的小型自動化解決方案。 波特率 187.5 kb/s: 通信速度高達187.5kb/s，遠高于市面上其他廠家的通用的9.6kb/sSIMATIC 精彩系列面板與S7-200精彩連接6 寸彩色10 寸15 寸Panels and Multi PanelsMicro Panels and PanelsTP 177B DPOP 177B DPTP 177B PN/DPTP 177B PN/DPOP 177B PN/DPMP 277 10” TouchMP 277 10” KeyMP 377 15” Touch4 寸TD 400COP 77AOP 73(micro)6 寸單色TP 177microTP 177ABasic PanelsKTP600 BasicKTP1000 BasicS7-200SmartPanelsKTP400 BasicKTP-178microS7-200/S7-300/400硬件接口，軟件功能，通訊能力，顯示尺寸Smart 700Smart 10007寸SIMATIC