自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試 教案 基礎(chǔ)篇-人機(jī)界面組態(tài)技術(shù)

單元5人機(jī)界面組態(tài)技術(shù)認(rèn)知人機(jī)界面YL-1633B采用了昆侖通態(tài)研發(fā)的人機(jī)界面TPC7062KS。是一款在實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng)WindowsCE環(huán)境中運(yùn)行，MCGS嵌入式組態(tài)軟件組態(tài)。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用了7英寸高亮度TFT液晶顯示屏（分辨率800X480）,四線電阻式觸摸屏（分辨率4096X4096）,色彩達(dá)64K彩色。CPU主板：ARM結(jié)構(gòu)嵌入式低功耗CPU為核心，主頻400MHz,64M存儲(chǔ)空間。TPC7062KS人機(jī)界面的硬件連接TPC7062Ks人機(jī)界面的電源進(jìn)線，各種通訊接口均在其背面進(jìn)行，見(jiàn)圖5-1所示。其中USB1口用來(lái)連接鼠標(biāo)和U盤等，USB2口用作工程項(xiàng)目下載，C0M（RS232）用來(lái)連接PLC。TPC762KS觸摸屏與S7-200PLC的連接在YL-1633B中，觸摸屏通過(guò)COM口直接與輸送站的PLC（PORTl）的編程口連接,所使用的通訊線采用西門子PC-PPI電纜,PC-PPI電纜把RS232轉(zhuǎn)為RS485oPC-PPI電纜9針母頭插在屏側(cè)，9針公頭插在PLC側(cè)。為了實(shí)現(xiàn)正常通訊，除了正確進(jìn)行硬件連接，尚須對(duì)觸摸屏的串行口0屬性進(jìn)行設(shè)置，這將在設(shè)備窗組態(tài)中實(shí)現(xiàn)，設(shè)置方法將在后面的工作任務(wù)中詳細(xì)說(shuō)明。觸摸屏設(shè)備組態(tài)為了通過(guò)觸摸屏設(shè)備操作機(jī)器或系統(tǒng)，必須給觸摸屏設(shè)備組態(tài)用戶界面，該過(guò)程稱為“組態(tài)階段”。系統(tǒng)組態(tài)就是通過(guò)PLC以“變量”方式進(jìn)行操作單元與機(jī)械設(shè)備或過(guò)程之間的通信。變量值寫入PLC上的存儲(chǔ)區(qū)域（地址），由操作單元從該區(qū)域讀取。運(yùn)行MCGS嵌入版組態(tài)環(huán)境軟件，在出現(xiàn)的界面上，點(diǎn)擊菜單中“文件”一“新建工程”，MCGS嵌入版用“工作臺(tái)”窗口來(lái)管理構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的五個(gè)部分，工作臺(tái)上的五個(gè)標(biāo)簽：主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略，對(duì)應(yīng)于五個(gè)不同的窗口頁(yè)面，每一個(gè)頁(yè)面負(fù)責(zé)管理用戶應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)部分，用鼠標(biāo)單擊不同的標(biāo)簽可選取不同窗口頁(yè)面，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的相應(yīng)部分進(jìn)行組態(tài)操作。.主控窗口MCGS嵌入版的主控窗口是組態(tài)工程的主窗口，是所有設(shè)備窗口和用戶窗口的父窗口，它相當(dāng)于一個(gè)大的容器，可以放置一個(gè)設(shè)備窗口和多個(gè)用戶窗口，負(fù)責(zé)這些窗口的管理和調(diào)度，并調(diào)度用戶策略的運(yùn)行。同時(shí)，主控窗口又是組態(tài)工程結(jié)構(gòu)的主框架，可在主控窗口內(nèi)設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行流程及特征參數(shù)，方便用戶的操作。.設(shè)備窗口設(shè)備窗口是MCGS嵌入版系統(tǒng)與作為測(cè)控對(duì)象的外部設(shè)備建立聯(lián)系的后臺(tái)作業(yè)環(huán)境，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)。系統(tǒng)通過(guò)設(shè)備與數(shù)據(jù)之間的通道，把外部設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集進(jìn)來(lái)，送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，供系統(tǒng)其它部分調(diào)用，并且把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的操作與控制。.用戶窗口用戶窗口本身是一個(gè)“容器”，用來(lái)放置各種圖形對(duì)象（圖元、圖符和動(dòng)畫構(gòu)件），不同的圖形對(duì)象對(duì)應(yīng)不同的功能，通過(guò)對(duì)用戶窗口內(nèi)多個(gè)圖形對(duì)象的組態(tài)，生成漂亮的圖形界面，為實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫顯示效果做準(zhǔn)備。.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)在MCGS嵌入版中，用數(shù)據(jù)對(duì)象來(lái)描述系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，用對(duì)象變量代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的值變量，把數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)管理的所有數(shù)據(jù)對(duì)象的集合稱為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是MCGS嵌入版系統(tǒng)的核心，是應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心。系統(tǒng)各個(gè)部分均以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為公用區(qū)交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分協(xié)調(diào)動(dòng)作。設(shè)備窗口通過(guò)設(shè)備構(gòu)件驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備，將采集的數(shù)據(jù)送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù);由用戶窗口組成的圖形對(duì)象，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立連接關(guān)系，以動(dòng)畫形式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化；運(yùn)行策略通過(guò)策略構(gòu)件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作和處理。.運(yùn)行策略對(duì)于復(fù)雜的工程，監(jiān)控系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成多分支、多層循環(huán)嵌套式結(jié)構(gòu),按照預(yù)定的條件，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行流程及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有針對(duì)性選擇和精確的控制。為此，MCGS嵌入版引入運(yùn)行策略的概念，用以解決上述問(wèn)題。所謂“運(yùn)行策略”，是用戶為實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程自由控制所組態(tài)生成的一系列功能塊的總稱。MCGS嵌入版為用戶提供了進(jìn)行策略組態(tài)的專用窗口和工具箱。運(yùn)行策略的建立，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件，操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，控制用戶窗口的打開(kāi)、關(guān)閉以及設(shè)備構(gòu)件的工作狀態(tài)，從而現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)過(guò)程精確控制及有序調(diào)度管理的目的。.3人機(jī)界面組態(tài)的具體操作流程.創(chuàng)建工程TPC類型中如果找不到“TPC7062KS”的話，則請(qǐng)選擇“TPC7062K”,工程名稱為“1633B-分揀站”。.定義數(shù)據(jù)對(duì)象下面以數(shù)據(jù)對(duì)象“運(yùn)行狀態(tài)”為例，介紹定義數(shù)據(jù)對(duì)象的步驟：（1）單擊工作臺(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口頁(yè)；(2)單擊“新增對(duì)象”按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對(duì)象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對(duì)象，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“Datal"、“Data2"、“Data3”等(多次點(diǎn)擊該按，則可增加多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象)；(3)選中對(duì)象，按“對(duì)象屬性”按鈕，或雙擊選中對(duì)象，則打開(kāi)“數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置”窗口；(4)將對(duì)象名稱改為：運(yùn)行狀態(tài)；對(duì)象類型選擇：開(kāi)關(guān)型；單擊“確認(rèn)”；(5)按照此步驟，根據(jù)上面列表，設(shè)置其他數(shù)據(jù)對(duì)象。.設(shè)備連接為了能夠使觸摸屏和PLC通訊連接上，須把定義好的數(shù)據(jù)對(duì)象和PC內(nèi)部變量進(jìn)行連接，具體操作步驟如下：(1)在“設(shè)備窗口”中雙擊“設(shè)備窗口”圖標(biāo)進(jìn)入；(2)點(diǎn)擊工具條中的“工具箱”圖標(biāo)，打開(kāi)“設(shè)備工具箱”；(3)在可選設(shè)備列表中，雙擊“通用串口父設(shè)備”，然后雙擊“西門子S7200PPI”在下方出現(xiàn)“通用串口父設(shè)備”，“西門子S7200PPI”；(4)雙擊“通用串口父設(shè)備”，進(jìn)入通用串口父設(shè)備的基本屬性設(shè)置,見(jiàn)下圖5-6所示通用串口設(shè)備界面，作如下設(shè)置：①串口端口號(hào)(1?255)設(shè)置為：0-COM1；②通訊波特率設(shè)置為：8-19200；③數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式設(shè)置為：2-偶校驗(yàn)；④其他設(shè)置為默認(rèn)。⑤雙擊“西門子S7200PPI",進(jìn)入編輯窗口，如下見(jiàn)圖5-7所示。默認(rèn)右窗口自動(dòng)生成通道名稱100001000.7,可以單擊“刪除全部通道”按鈕給以刪除。⑥接下來(lái)進(jìn)行變量的連接，這里以“運(yùn)行狀態(tài)”變量連接為例。單擊“增加設(shè)備通道”按鈕。參數(shù)設(shè)置如下：通道類型：M寄存器；數(shù)據(jù)類型：通道的第00位；通道地址：0；通道個(gè)數(shù)：1;讀寫方式：只讀。單擊“確認(rèn)”按鈕，完成基本屬性設(shè)置。雙擊“只讀000”通道對(duì)應(yīng)的連接變量，從數(shù)據(jù)中心選擇變量：“運(yùn)行狀態(tài)”。用同樣的方法，增加其它通道，連接變量，完成單擊“確認(rèn)”按鈕。.畫面和元件的制作（1）新建畫面以及屬性設(shè)置。①在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口0”。選中“窗口0”，單擊“窗口屬性”，進(jìn)入用戶窗口屬性設(shè)置；②將窗口名稱改為：分揀畫面；窗口標(biāo)題改為：分揀畫面；③單擊“窗口背景”，在“其它顏色”中選擇所需的顏色。（2）制作文字框圖：以標(biāo)題文字的制作為例說(shuō)明。①單擊工具條中的“工具箱”按鈕，打開(kāi)繪圖工具箱；②選擇“工具箱”內(nèi)的“標(biāo)簽”按鈕，鼠標(biāo)的光標(biāo)呈“十字”形，在窗口頂端中心位置拖拽鼠標(biāo)，根據(jù)需要拉出一個(gè)大小適合的矩形；③在光標(biāo)閃爍位置輸入文字“分揀站界面”，按回車鍵或在窗口任意位置用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一下，文字輸入完畢；④選中文字框，作如下設(shè)置：點(diǎn)擊工具條上的（填充色）按鈕，設(shè)定文字框的背景顏色為：白色；點(diǎn)擊工具條上的（線色）按鈕，設(shè)置文字框的邊線顏色為：沒(méi)有邊線.點(diǎn)擊工具條上的（字符字體）按鈕，設(shè)置文字字體為：華文細(xì)黑;字型為：粗體；大小為：二號(hào)；點(diǎn)擊工具條上的（字符顏色）按鈕，將文字顏色設(shè)為：藏青色。⑤其它文字框的屬性設(shè)置如下：背景顏色：同畫面背景顏色；邊線顏色：沒(méi)有邊線；文字字體為：華文細(xì)黑；字型為：常規(guī)；字體大小為：二號(hào)；（3）制作狀態(tài)指示燈。以“單機(jī)/全線”指示燈為例說(shuō)明：①單擊繪圖工具箱中的（插入元件）圖標(biāo)，彈出對(duì)象元件管理對(duì)話框,選擇指示燈6,按“確認(rèn)”按鈕。雙擊指示燈，彈出的對(duì)話框；②數(shù)據(jù)對(duì)象中，單擊右角的“？”按鈕，從數(shù)據(jù)中心選擇“單機(jī)全線切換”變量；③動(dòng)畫連接中，單擊“填充顏色”，右邊出現(xiàn)，按鈕；④單擊按鈕，出現(xiàn)如下對(duì)話框。⑤“屬性設(shè)置”頁(yè)中，填充顏色：白色；⑥“填充顏色”頁(yè)中，分段點(diǎn)0對(duì)應(yīng)顏色：白色；分段點(diǎn)1對(duì)應(yīng)顏色:淺綠色。見(jiàn)圖5-14,單擊“確認(rèn)”按鈕完成。（4）制作切換旋鈕單擊繪圖工具箱中的（插入元件）圖標(biāo)，彈出對(duì)象元件管理對(duì)話框，選擇開(kāi)關(guān)6,按“確認(rèn)”按鈕。雙擊旋鈕。在數(shù)據(jù)對(duì)象頁(yè)的按鈕輸入和可見(jiàn)度連接數(shù)據(jù)對(duì)象“單機(jī)全線切換”。（5）制作按鈕。以啟動(dòng)按鈕為例，給以說(shuō)明：①單擊繪圖工具箱中圖標(biāo)，在窗口中拖出一個(gè)大小合適的按鈕，雙擊按鈕，出現(xiàn)如下圖窗口；②“基本屬性”頁(yè)中，無(wú)論是彈起還是按下?tīng)顟B(tài)，文本都設(shè)置為啟動(dòng)按鈕；“彈起功能”屬性為字體設(shè)置宋體，字體大小設(shè)置為五號(hào)，背景顏色設(shè)置為淺綠色；“按下功能”為：字體大小設(shè)置為小五號(hào)，其它同彈起功能;③“操作屬性”頁(yè)中，抬起功能：數(shù)據(jù)對(duì)象操作清0,啟動(dòng)按鈕；按下功能：數(shù)據(jù)對(duì)象操作置1,啟動(dòng)按鈕；④其它默認(rèn)。單擊“確認(rèn)”按鈕完成。（6）數(shù)值輸入框①選中“工具箱”中的“輸入框”圖標(biāo)，拖動(dòng)鼠標(biāo)，繪制1個(gè)輸入框;②雙擊圖標(biāo)，進(jìn)行屬性設(shè)置。只需要設(shè)置操作屬性：數(shù)據(jù)對(duì)象名稱：最高頻率設(shè)置；使用單位：Hz；最小值：40；最大值：50；小數(shù)點(diǎn)位：0o（7）數(shù)據(jù)顯示，以白色金屬料累計(jì)數(shù)據(jù)顯示為例：①選中“工具箱”中的圖標(biāo)，拖動(dòng)鼠標(biāo)，繪制1個(gè)顯示框；②雙擊顯示框，出現(xiàn)對(duì)話框，在輸入輸出連接域中，選中“顯示輸出”選項(xiàng)，在組態(tài)屬性設(shè)置窗口中則會(huì)出現(xiàn)“顯示輸出”標(biāo)簽。③單擊“顯示輸出”標(biāo)簽，設(shè)置顯示輸出屬性。參數(shù)設(shè)置如下：表達(dá)式：白色金屬料累計(jì)；單位：個(gè)；輸出值類型：數(shù)值量輸出；輸出格式：十進(jìn)制；整數(shù)位數(shù)：0；小數(shù)位數(shù)：0o④單擊“確認(rèn)”，制作完畢。（8）制作矩形框單擊工具箱中的圖標(biāo)，在窗口的左上方拖出一個(gè)大小適合的矩形，雙擊矩形，出現(xiàn)如圖5-19所示的窗口，屬性設(shè)置如下：點(diǎn)擊工具條上的（填充色）按鈕，設(shè)置矩形框的背景顏色為