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十年工控人:学PLC与人机界面(HMI)设计控制,你会如何应用?
荣久学院 ● 2019-02-02 14:29:24

    从之前分享的PLC的干货中,我们对PLC的强大功能有一定的了解,也掌提了PLC的基本使用方法、PLC程序的编制等,但PLC本身不提供一个好的图形界面,数据显示不方便。本次项目就是要解决此问题、通过人机交互装置,我们不断能够显示PLC数据,而且还能够通过人机交互装置控制PLC直接进行操作。


什么是HMI

HMI背面

HMI结构

 

    人机交互装置工作过程

 

    从上面的结构图中、我们可以了解人机交互装置的工作过程:

 

    首先,我们通过专用的程序按用户的要求设计好界面,然后通过计算机的通讯口把界面存储在人机交互装置的存储器中。

 

    当人机交互装置运行后,就可以按用户要求显示画面,处理用户的输入信息,同时,装置通过通讯口不停的和PLC进行通讯,读取数据或写入数据。这样装置就可以实时的显示PC数据或控制PLC。

 

    三、任务描述

 

    从单元一的学习中,我们对人机交互装置有一定的了解,知道其工作过程。现在我们以一个具体的例子来说明装置的使用方法、使用人机交互装置时PLC程序设计方法。

 

    这里我们以我们比较熟悉的电机正反转为例子进行讲解,由于现在我们有人机交互装置,所以我们的要求比原来要更高。

 

    1、能够通过按钮控制电机的正转、反转、停止操作;

 

    2、PLC程序中要有保护措施,即正转时不能立即反转,而反转时不能直接正转,中间必须有停止过程;

 

    3、人机交換界面上能够显示当前电机的状态,即当前电机是停止、正转还是反转。而且采用不同的颜色进行标示;

 

    4、人机交换装置上要能够对电机进行正转反转、停止的操作;

 

    四、任务分析

 

    要想完成所提出的问题,首先必须提出解决的办法,在具体进行PLC编程和画面设计。而且PLC编程和画面设计之间必须进行协调,才能最终完成任务。

 

    对于第1、2两点,在前面的程序中我们已经实现了。

 

    对于电机,只有三种状态:正转、停止、反转。这里我们用S200的三个M作为标志,分别表示这三种状态:为0N说明当前处在正转、反转或停止状态。为0FF则不是。

 

    在设计画面时,通过这三个标志位,就可以判断电机的状态,从而控制画面上相关图形的显示颜色。

 

    现在我们只剩下最后一个问题,如何通过人机交互装置控制电机?

 

    在前面的电机控制回路中,电机的控制是通过按钮来控制的。但是I是输入,其值不能由PLC控制,所以不能直接对进行赋值。但是M是可以赋值的,根据前面的经验,我们通过人机交互装置控制三位M、分别表示进行正转、反转、停机操作,相当于按下了正转、反转、停止按钮。

 

    上面的方法是可行的,但是带来一个问题:按钮按下后可以弹起来,自动变成0FF状态;而用M时,M是无法自动复归的,及自动变成0FF,所以必须在PLC程序中必须考虑M自动复归的问题此处我们可以用停止按钮或停止命令进行复归,同样,停正命令也必须进行复位。对于停止命令,可以采用定时器延时后进行复归或用停机状态进行复归(只要电机停止,就可以复归停止命令)


PLC地址分配

PLC程序设计

 

    七、人机交互界面设计

    设计过程

 

    1、建立项目文件

    2、设置通讯参数、选择PLC、选择人机交互装置型号;

    3、绘制和调整画面;

    4、保存画面;

    5、画面参数设置

    6、编译;

    7、下载运行测试


PLC类型

通讯参数设置

 

    界面设计

 

    点击确定保存项目;要设计的画面后面的图所示。


HMI界面

HMI常用工具栏

HMI改变名称

HMI线条参数修改

HMI文字参数修改

状态指示灯

HMI部件如何放置

HMI日期和时间部件

控制人机界面

 

    画面操作按钮设置

 

    现在,两个画面都已经建立,就可以设置画面操作按钮。

 

    打开【操作画面】中的画面操作按钮的属性窗口,按图所示设置其打开的画面。


    打开【主画面】中的画面操作按钮的属性窗口,依照同样的方法设置打开的画面为【操作画面】。


画面操作

位操作按钮

 

    位操作按钮的设置

 

    用同样的方法设置正转、反转、按钮操作


 

    离线模拟显示

 

    离线模拟是指不接PLC,直接模拟显示的画面和操作,但是数据不能和PLC进行交换。如果编译没有问题,此时就可以进行模拟显示,看画面设计是否有问题、是否漂亮灯。

    

    模拟演示执行【工具】菜单中的【离线模拟】命令。

 

    模拟时可以模拟进行画面操作、按钮操作等。


 

    在线模拟画面

 

    如果PLC已经接到了当前计算机,此时我们可以直接进行在线模拟显示,和前面不同的是,现在是可以和PLC进行交换数据的,和真实的操作是一样的;

 

    当进行在线模拟之前,现把PLC程序下载到PLC中,并且让PLC进入运行状态;设置好和PLC相连的串口和通讯格式,执行【工具】菜单中的【在线模拟】命令。



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