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1、人机界面的的开发与应应用彭彦卿，厦厦门理工学学院电子与电气气工程系，厦门市厦港新村72号605，361005摘 要 研究人人机界面主主画面、参参数设定与与显示画面面、报警显显示画面的的开发与应应用。通过过实例给出出了用AuutoCAAD和组态态王软件两两种不同方方法设计的的主画面和和用GP人人机软体及及HITEECH人机机ADP软软体设计参参数设定画画面的不同同方法。讨讨论了动态态图与走马马灯的设计计应用。同同时介绍了了人机的在在线模拟和和离线模拟拟功能的应应用以及人人机的下载载应用及系系统组网与与整合功能。Abstrract: Thee dessign methhod aand aappli
2、icatiion sskillls abbout HMI mainn scrreen, parrametter iinputt andd outtput screeen, alarrm annd heelp sscreeen arre sttudieed. TThe ddiffeerentt meaans bbasedd on AutooCAD and on KKing Vieww sofftwarre inn maiin sccreenn dessign are disccusseed； in the same timee, thhe diifferrent wayss bassed oon
3、 GPP andd HITTECH softtwaree in paraameteer innput and outpput sscreeen arre coomparred bby soome eexampples. Thee dessign and appllicattion of ddynammic sscreeen annd ciirclee dissplayy aree disscusssed. The on-lline simuulatiion aand ooff-lline simuulatiion ffuncttion, thee dowwnloaad off scrreens
4、s andd nett funnctioon arre diiscusssed.关键词人机界面面；PLCC；画面设设计；离线线模拟；在在线模拟Key wwordss: Huuman-Machhine-Inteerfacce；PLC；SScreeen desiign；OOff-lline simuulatiion；OOn-liine ssimullatioon中图分类类号 TTP29人机界面的的主要功能能是取代传传统的控制制面板和显显示仪表，同同时可控制制PLC、单单片机、变变频器、智智能仪表。能能有效地节节省PLCC编辑空间间和程序量量、随时显显示重要信信息，有利利于机械设设备的正常常运行，便
5、便于维修。可可以存储丰丰富多彩的的画面信息息，使机器器具有人性性化。多语语言文字切切换功能，多多台人机MMULTIIDROPP-LINNK功能及及组网通信信功能，能能够有效提提高该设备备的智能化化、信息化化和自动化化控制程度度。1 如何何编辑好的的人机界面面 如如何进行人人机界面的的开发编辑辑，如何处处理好画面面信息，以以及如何与与PLC通通信及控制制等是编辑辑人机界面面要考虑的的首要问题题。首先，应应该了解现现在所要开开发的设备备的工艺流流程，熟悉悉所采用的的人机以及及人机软件件，熟悉所所采用的PPLC的品品牌、型号号及其软件件，并注意意所采用的的人机是否否支持所采采用的PLLC，如果果不支
6、持需需考虑升级级。一切就就绪后才能能进行人机机的软件开开发。人机机软件的编编辑主要是是以安全可可靠、美观观实用。如如何把人机机界面做得得更加美观观，能够随随时显示重要要信息，把把人机界面面做得更加加人性化、智智能化，可可以从多方方面来设计计。11 选择人机机、熟悉人人机软件与与画面的编编辑方法。确定所采用用的人机与与PLC，根根据人机与与PLC的的特点进行行编辑。编编辑过程中中应根据所所要运用的的设备工艺艺流程及系系统控制的的要求，注注意保持人人机与PLLC的I/O口以及及内部触点点相对应，这这样才能有有效地控制制PLC。人人机界面的的编程，输输入大都直直接采用PPLC的内内部触点进进行控制，
7、一一般不占用用PLC的的输入点。常常用的人机机软体都提提供了一系系列的元件件类别，让让使用者针针对实际运运用的特性性功能，均均有一种元元件类别方方便选择。一一般软体的的重要优势势在于易学学易用，您您完全不必必记忆任何何功能指令令或坐标值值，只要随随心所欲地地操纵鼠标标，就能完完成画面的的设计。假假设要在画画面上设计计一个触摸摸按钮来控控制输出点点Y0，开开关可根据据控制系统统的要求，采采用交替型型、保持型型、设ONN型、设OOFF型等等按钮来实实现。一般般采用交替替型按钮，设设变量写至至PLC的的内部触点点M0，输输出控制为为PLC的的输出端口口Y0；这这样在做人人机的画面面时，对应应的PLC
8、C程序为：LD M00 ；OUT YY0；交替按钮的的工作状态态为交替型型，当你按按动一次为为ON，按按动第二次次状态OFFF。如果果用保持型型开关做启启动按钮，要要完成上述述功能，需需增加一个个停止按钮钮M1，相相应的程序序为：LD M00；OR Y00；ANI MM1；OUT YY0；程序编译下下载后，将将人机与PPLC联机机通信，在在人机界面面上触摸该该按钮，PPLC的输输出Y0动动作并自锁锁。按钮的的工作状态态，可采用用文字或内内图显示，也也可做相应应的指示灯灯来显示。可可直接用按按钮来做画画面，加上上相应的功功能开关按按钮等即可可成为一幅幅完整的人人机画面，人人机界面画画面简洁方方便
9、。12 如何将人人机界面做做得更加美美观将人机界面面设计得美美观实用、富富有人性化化是非常重重要的。怎怎样设计美美观实用的的界面，方方式方法很很多，可根根据自己的的实际情况况，采用相相应的方法法。比如采采用AutoCAAD或3DD MAXX等，也可可利用一些些组态软件件进行开发发或者用相相机、扫描描仪等方法法，将一个个系统工艺艺流程图或或机械设备备的立体图图等，利用用人机的点点阵图库做做成静态图图，然后在在静态图的的相应位置置上，加入入相应的开开关按钮、指指示灯以及及相应的切切换画面按按钮等即可可。如图11为多头全全自动脉冲冲滴丸机11号机组的的主画面，是是采用AuutoCAAD画出工工艺流程
10、图图，然后复复制、粘贴贴到人机界界面上，在在相应的位位置上加上上开关按钮钮和功能开开关等。而而图2则是是六头滴丸丸机1号机机组的主画画面，人机机型号为PPWS-33260，主主要利用组组态软件开开发的图形形，复制、粘粘贴到人机机后，加上上相应的开开关按钮及及功能开关关等而设计计的。并在在画面上加加入时间显显示和日期期显示以及及该设备主主要仪表的的显示等，这这样画面相相对更加美美观、控制制系统更加加直观。 图1 脉冲滴丸丸机1号机机组主画面面 图图2 六头头滴丸机11号机组主主画面13 数值输入入与显示和和信息显示示的设计数值的显示示是人机读读取PLCC对应的暂暂存器的数数值，并直直接将数值值显
11、示在人人机界面上上。通过参参数的采集集与显示，可可以在人机机界面上直直接观察一一些仪表或或其它模块块的参数。而而数值的输输入是可以以根据需要要设置、修修改某些参参数，满足足设备的工工作需要。设设计时可以以利用人机机软件工具具栏里的数数值显示和和数值输入入，在需要要的位置设设置大小合合适的窗口口。并设置置好变量的的读取或写写入相应的的资料寄存存器位置以以及相应的的格式。如如图3是利利用GP的的人机软体体设计的参参数设定画画面，在画画面里可以以观察从PPLC传来来的参数信信息，并且且能够在人人机界面上上轻松地修修改仪表或或其它参数数的设定值值，有效地地对机台的的仪表与设设备进行控控制。但其其在参数
12、的的设定画面面里需要加加一个小键键盘，参数数的设定必必须利用小小键盘进行行修改。而而图4是采采用HITTECH人人机ADPP软体设计计的参数设设定画面，其其参数设定定是利用数数值输入键键，应用时时只要触摸摸到数值输输入按钮，人人机显示内内建数值键键盘，就可可以输入想想要的数值值，这样在在做画面时时完全不用用另做小键键盘。显示示信息窗口口可以做在在相应的控控制画面里里，数字显显示信息也也常常用棒棒型图，仪仪表（方表表/圆表）图图等，其它它信息的显显示有曲线线图与XYY图，历史史趋势图与与历史信息息表等设计计画面。14 报警显示示画面的设设计 报报警显示画画面是人机机界面与PPLC的应应用中一个个
13、很重要的的部分，也也是人机界界面与PLLC应用中中的一个优优势。它能能直接、及及时地反映映设备的故故障，通知知维修人员员及时地排排除故障。甚甚至可以通通过帮助画画面，指导导维修人员员如何判断断故障点、故故障的原因因，如何排排除故障等等等。然而而图3 用GGP人机设设计的参数数设定画面面 图4 用 HIITECHH人机设计计的参数设设定画面报警画面如如何设计呢呢？首先，设设计时应该该了解该设设备可能出出现故障的的地方，并并且通过对对可能出现现故障点的的地方进行行信号的采采集，经过过PLC的的输入端口口输入，也也可以通过过某些参数数进行比较较，然后通通过PLCC的逻辑运运算后将信信息传给人人机。此
14、时时可以用指指示灯或走走马灯的形形式来将相相应的信息息显示出来来，并利用用蜂鸣器来来做报警提提示，这样样就可以在在第一时间间内发现故故障点，及及时地排除除故障。15 动态图与与走马灯的的设计 为为了画面更更加美观生生动，人机机界面可适适当增加动动画与走马马灯，可以以更直观逼逼真地感觉觉到工作状状态在人机机上的反映映。比如当当开启一台台马达，这这时可以看看到人机界界面上的马马达也跟着着转起来。这这样在操作作时就能较较清楚地知知道电机的的工作状态态，而且画画面也会因因此而动起起来，消除除人机界面面的枯燥与与平淡。采采用走马灯灯还能达到到问候、提提示及报警警指示等功功效。可以以在任意画画面里做报报警
15、信息显显示窗口，而而不一定非非要在报警警画面里显显示报警信信息。并且且可以利用用其可显示示多种状态态的特性，在在正常的状状态下，即即“0”状态不显显示，这样样设备在正正常情况下下，界面不不会显示任任何故障信信息。一旦旦出现故障障，即“1”或“2”、“3”等状态时时，人机界界面将在某某一特定的的区域里，跳跳出故障信信息的滚动动字幕，这这种滚动字字幕具有占占空间小，容容量大的特特点。而且且还可以利利用它这种种多状态特特性，将不不同故障的的状态做在在一起，当当那一故障障出现，界界面直接跳跳出该故障障的信息及及处理建议议等，或者者作为其它它信息用途途。2 人机机的下载应应用及系统统的组网与与整合 在在
16、人机界面面的设计完完成后，下下一步还有有许多工作作，主要是是注意画面面资料的存存档、人机机界面系统统的建立、画画面应用资资料的编辑辑、传输设设定电脑下下载COMM设定、以以及画面的的下载等步步骤。并且且注意人机机系统与PPLC的通通信连接。21 人机界面面系统的建建立 为为了让人机机界面与选选用的PLLC的通讯讯连线达到到双向沟通通，所以在在下载前必必须首先确确定人机界界面的控制制区各状态态区相对于于PLC的的暂存器地地址。方法法：比如脉脉冲滴丸机机实验机选选用GP3337人机机与C2000HE-CPU442（OMMRON）的的应用，在在打开GPP软件的项项目管理器器后，在其其画面设置置下拉菜
17、单单中，选择择GP设置置，对其相相关参数进进行设置，才才能进行下下一步的资资料的传输输工作。而而在六头滴滴丸机则选选用HITTECH的的PWS-32600与DVPP14SSS11T22的应用，这这时应从AADP3视视窗软体的的应用栏的的下拉菜单单中选设定定工作参数数分别相关关的PLCC的站号、PPWS通信信COM的的设定、通通讯格式的的设定。还还必须注意意在资料下下载前，根根据人机的的要求，调调整相应的的PWS-面板后面面的指拨开开关。HIITECHH的人机下下载前还应应注意画面面资料的编编译，当画画面资料有有错误发生生，则在编编译状态视视窗会列出出全部的错错误信息说说明。一个个画面应用用资料
18、的编编译结果必必须完全正正确，才可可能被下载载到PWSS的记意体体里执行应应用。22 画面资料料的下载首先应做好好传输设定定电脑下载载COM的的设定，正正确设定目目前所用的的软件欲由由COM11或COMM2来下载载资料到人人机里。并并准备相应应的人机下下载连接线线，下载电电缆可以是是根据厂家家提供的资资料自己制制作的，或或厂家直接接提供的下下载电缆。下下载前请先先确认下载载线是否接接妥，以及及所指定的的电脑下载载COM设设定是否正正确。确认认无误后，即即可将编译译完成后的的画面资料料信息下载载到人机界界面。23 人机界面面与PLCC的通信连连线人机界面与与PLC的的应用，除除了两者的的通信格式
19、式的设定必必须完全正正确，在使使用时，必必须准备一一条人机界界面与PLLC的通信信连接线，人人机界面才才有可能与与PLC进进行通信，才才能利用人人机界面对对PLC进进行控制的的目的。由由于市面上上的PLCC和人机界界面的种类类较多，通通讯线的选选用或自制制必须正确确。通讯线线的配置或或制作资料料，一般可可以直接购购买，或通通过经销商商向厂家索索取，然后后按照通讯讯线的通讯讯埠接脚定定义资料自自己制作。2.4人机机的在线模模拟与离线线模拟在HITEECH人机机ADP33软件中支支持两种模模拟方式，在在线模拟和和离线模拟拟，此两种种模拟方式式提供设计计者在PCC上将应用用程序模拟拟人机界面面的环境
20、而而完整表达达出设计者者欲在人机机界面上展展现的效果果。利用离离线模拟功功能，不需需要下载至至人机界面面即可以直直接在PCC上执行并并检视，如如同人机与PPLC间的的运行模式式而不必真真正与PLLC通讯，可可以检查人人机所设计计的应用程程序的效果果。例如切切换画面是是否正常，按按钮功能相相关的动作作及显示是是否正确。而而在线模拟拟功能，不不仅能检验验人机的程程序是否正正确，又能能检查PLLC的程序序是否有误误，是否达达到理想的的控制逻辑辑。可作为为整机安装装前的调试试，这样可可以在不使使用人机，直直接用PCC与PLCC连线，直直接利用在在线模拟功功能，配合合PLC编编程软件同同时操作，让让设计
21、者轻轻松完成调调试工作。当当调试到满满意时再进进行下一步步的系统安安装。2. 5 系统的的组网与整整合近年来，计计算机控制制已被迅速速地推广和和普及，相相当多的企企业已经大大量地使用用各式各样样的可编程程设备，如如工业控制制计算机、变变频器、柔柔性制造系系统等。将将不同的厂厂家设备连连在一个网网络上，相相互之间进进行数据通通信，实现现分散控制制和集中管管理是当今今控制系统统发展的大大趋势。现现在使用人人机时，不不仅可以与与单台PLLC进行控控制，也可可以用一台台人机通过过通信连线线多台PLLC或一台台PLC和和其它通信信设备，如如PC、变变频器、智智能仪表、伺伺服控制器器等应用。所谓的组网一驱
22、多功能，就是将一些仪表、变频器等利用PLC与人机界面组成一个网络，实现PLC的分散控制集中管理的控制系统。同样也可利用上位机进行系统的整合。利用上位机系统对多台人机或多台PLC通过一通讯埠连线通信。使整个系统实现分散控制与集中管理控制的整合。3 结语语 如如今可编程程控制器是是应用面最最广、功能能强大、使使用方便的的通用工业业控制装置置。人机界界面的应用用，实现了了人机界面面与现场互互动，降低低了集成难难度，提高高了系统的的可靠性。正正如PLCC在许多领领域已取代代了传统的的继电器控控制一样，人人机界面以以其友好的的人机交互互功能，灵灵活性、可可靠性及其其它强大的的功能等，在在许多领域域尤其是控控制复杂，需需要随时观观察和改变变控制参数数的系统中中已逐步取取代传统的的控制面板板和显示仪仪表等，而而迅速普及及并获得更更为广泛的的应用。参考文献献1HIITECHH。工业级级人机界面面。ADPP3视窗软软体使用说说明2HIITECHH。ADPP软体使用用手册3陈李李清.PLLC控制系系统在六头头滴丸机上上的应用.医药工程程设计JJ20004.2.说明：此文文20044年12月月发表于鹭鹭江职业大大学学报22004年年第4期。刊刊号：CNN35-11224/G4。主主办单位：鹭江职业业大学。