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可編程序控制器Programmable Logic Controller在工廠自動化中占有舉足輕重的地位。技術的不斷發(fā)展極大地促進了基于ＰＬＣ為核心的控制系統(tǒng)在控制功能、控制水平等方面的提高。同時對其控制方式、運行水平的要求也越來越高，因此交互式操作界面、報警記錄和打印等要求也成為整個控制系統(tǒng)中重要的內容。對于那些工藝過程較復雜，控制參數(shù)較多的工控系統(tǒng)來說，尤其顯得重要。新一代工業(yè)人機界面的出現(xiàn)，對于在構建ＰＬＣ工控系統(tǒng)時實現(xiàn)上述功能，提供了一種簡便可行的途徑。 

工業(yè)人機界面的特點和功能 

工業(yè)人機界面Human Machine Interface，簡稱HMI，又稱觸摸屏監(jiān)控器，是一種智能化操作控制顯示裝置。工業(yè)人機界面以特殊設計的計算機系統(tǒng)32位RISC CPU芯片為核心，在STN、TFT液晶顯示屏或EL電發(fā)光顯示器上罩蓋有透明的電阻網(wǎng)絡式觸摸屏。觸動屏幕時，電阻網(wǎng)絡上的電阻和電壓發(fā)生變化并由軟件計算出觸摸位置。 

ＨＭＩ的主要功能有：數(shù)據(jù)的輸入與顯示；系統(tǒng)或設備的操作狀態(tài)方面的實時信息顯示；在HMI上設置觸摸控件可把HMI作為操作面板進行控制操作；報警處理及打??；此外，新一代工業(yè)人機界面還具有簡單的編程、對輸入的數(shù)據(jù)進行處理、數(shù)據(jù)登錄及配方等智能化控制功能。 

HMI在PLC工控系統(tǒng)上的應用 

下面以國內某大型浮法玻璃生產(chǎn)線冷端切割區(qū)主控系統(tǒng)為例，介紹HMI在PLC工控系統(tǒng)上的應用。

HMI與PLC之間的通訊 

當HMI用于PLC控制系統(tǒng)時，HMI與PLC之間通過串口以Direct bbbb（直接連接）方式進行通訊。在該方式下，HMI根據(jù)要求直接讀入PLC的數(shù)據(jù)或把數(shù)據(jù)寫入PLC相應的地址中。由于內裝通訊協(xié)議，因此無須編制通訊程序，只要指定所用PLC類型即通訊協(xié)議，運行時便可實現(xiàn)通訊。因此大大減少了PLC用戶程序的負擔。在系統(tǒng)設計時，直接指定控制部件與其對應PLC的輸入輸出（Ｉ／Ｏ）、寄存器（Ｒ）、中間寄存器（Ｍ）的地址，運行時HMI就能自動和PLC進行數(shù)據(jù)交換。直接讀取或改寫PLC相應地址的內容，并據(jù)此改變畫面上顯示內容。同時通過對HMI的觸摸操作，可向PLC相應的地址輸入數(shù)據(jù)。 

HMI監(jiān)控主面 

整個HMI監(jiān)控系統(tǒng)采用樹型結構，由監(jiān)控主畫面及相應功能子畫面組成。在監(jiān)控主畫面下端設有控制功能鍵，按動功能鍵可以依次進入相應子畫面，執(zhí)行所需的功能。在每一個子畫面中可通過 上一頁 、 下一頁 功能鍵在同一功能組中進行畫面切換，在任一子畫面都可以通過 主畫面 功能鍵退回到監(jiān)控主畫面。系統(tǒng)自動采集相關數(shù)據(jù)，將切割計劃、測量脈沖、輥道速度等一些重要生產(chǎn)工藝參數(shù)顯示在主畫面上，便于操作人員的觀察。監(jiān)控主畫面上還有生產(chǎn)過程的動態(tài)畫面顯示，在動態(tài)畫面上以各種形式模擬出主要控制設備的運行情況，例如光電開關的動作、電磁閥的吸合、電機的運行停止等，直觀、生動的反映出現(xiàn)場的過程，方便操作人員對生產(chǎn)情況、設備工況的了解。顯控公司的HMI編程軟件SamDraw3.2提供了豐富的控制部件，例如按鈕部件、畫面切換部件、指示燈部件、數(shù)據(jù)文本顯示部件等等，實現(xiàn)上述功能只要根據(jù)需要選擇相應的控制部件，定義好其屬性即可。SamDraw3.2采用監(jiān)控軟件通用模式，所有控制部件的屬性通過組態(tài)形式完成，以實現(xiàn)相應控制功能。使用SamDraw3.2內附的圖庫及作圖工具來構造生產(chǎn)現(xiàn)場的模擬畫面，簡便易行。內容豐富的作圖工具庫，使得畫面生動、豐富多彩。 而且SamDraw3.2還支持圖片上傳以及自定義圖庫功能，用戶可以很方便的將本地圖片生成為圖庫或控件，在以后的組態(tài)過程中可以很方便的調用。 

此外，充分利用HMI的優(yōu)勢將原先布置在控制柜上的開關、指示燈盡可能地用HMI中的控制部件替代，這樣做減少硬件設備，簡化了現(xiàn)場設備間的接線，更重要的是給設計和調試帶來諸多方便。 

HMI參數(shù)設置功能 

主控系統(tǒng)中有多達近百個參數(shù)需要設置，根據(jù)控制功能將其分為聯(lián)鎖、橫切、橫掰、速度、掰邊、縱掰及設備參數(shù)組，使整個系統(tǒng)的結構更加合理。同時利用HMI觸摸操作的特性使參數(shù)設置變得極為直觀和簡便。在參數(shù)設定時，點擊數(shù)字輸入控件自動彈出系統(tǒng)的數(shù)字鍵盤進行操作。每個參數(shù)在部件屬性中定義并分配了相應的PLC地址，當確認后輸入的數(shù)據(jù)將存入PLC指定的地址中。操作完成后，按動ENT鍵，可消去數(shù)字鍵盤同時完成數(shù)字輸入。此種設計模式可最大化地利用畫面的有效面積。同時每個參數(shù)都設有上下限限制，當輸入數(shù)值超限時，系統(tǒng)將拒絕接受并且不能退出鍵盤，待輸入正確后方可退出。此外對重要的系統(tǒng)設備參數(shù)組，為安全起見，可以對參數(shù)設置畫面設置訪問權限，賦予操作人員不同的操作權限，增加系統(tǒng)的安全性。

HMI報警功能 

在系統(tǒng)報警設計時，將故障信息在報警編輯器中編輯好，并在報警記錄子畫面中設置報警記錄顯示部件用于故障信息顯示。系統(tǒng)運行發(fā)生故障時，HMI根據(jù)PLC傳送的故障信號，將報警編輯器中對應的故障信息在報警記錄子畫面顯示出來。同時監(jiān)控主畫面上的“故障”信號燈將閃爍，聲響報警。此時操作人員可進入報警記錄子畫面，根據(jù)故障信息查找原因，及時處理。 

結束語 

該系統(tǒng)投入使用后，受到用戶的歡迎。系統(tǒng)具有安全、直觀、簡便等特點。監(jiān)控、故障診斷和報警等功能的實現(xiàn)，大大提高了生產(chǎn)運行的可靠性。實踐證明，HMI在PLC控制系統(tǒng)中有著廣泛的應用前景，必將在工廠自動化中發(fā)揮出越來越大的作用。