自動化生產線控制與維護（基于數字孿生）課件 3.1.1人機界面的認知及變量的設置

任務3.1人機界面的設計與調試主講人：曾潔瓊項目3自動化生產線常用工業(yè)設備的調試任務描述人機交互是虛擬現實的核心技術之一，在自動化生產線方面的主要應用是人機界面。本任務以綜合機的人機界面控制要求設計人機界面任務，學習自動化生產線常用的按鈕、開關、I/O域、界面管理、訂單界面、配方界面及報警功能的實現等人機界面知識。學習目標知識目標技能目標素養(yǎng)目標熟知人機界面的應用場合和西門子人機界面的型號知道按鈕、開關、I/O域、界面管理、訂單界面、配方界面及報警功能的應用場合會進行按鈕、開關、I/O域、界面管理、訂單界面、配方界面及報警功能等人機界面設置能夠按照要求設計出滿足控制要求的人機界面能設計出具備美觀性和實用性的人機界面，培養(yǎng)學生的審美觀通過每個實例學習，設計綜合拓展任務，培養(yǎng)學生學以致用、舉一反三的學習能力3.1.1認識人機界面概念人機界面（HumanMachineInterface）又稱人機接口，簡稱HMI，在控制領城，HMI一般特指用于操作員與控制系統(tǒng)之間進行對話和相互作用的專用設備，中文名為觸摸屏。它作為一種新的計算機輸入設備，是簡單、方便的一種人機交互方式。目前，觸摸屏已經在消費電子（如手機、平板電腦）、銀行、稅務、電力、電信和工業(yè)控制等部門得到了廣泛應用。圖3-1-1人機界面控制系統(tǒng)組成圖3.1.1認識人機界面工作原理在工作時用手或其他物體觸摸觸摸屏的屏幕，系統(tǒng)根據手指觸摸的圖標或文字的位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由檢測器件和控制器組成，檢測器件安裝在顯示器的屏幕上，用于檢測用戶觸摸的位置，接收信息后送至控制器，控制器將接收到的信息轉換成觸點坐標，再傳送給PLC，它還會接收PLC發(fā)來的命令，并加以執(zhí)行。圖3-1-1所示為人機界面控制系統(tǒng)組成圖，由PLC、觸摸屏、計算機、執(zhí)行機構組成。2．西門子觸摸屏介紹觸摸屏的圖形界面是在計算機的專用軟件［如SIMATICWinCC（TIA博途）］上設計和編譯的，需要通過通信電纜下載到觸摸屏；觸摸屏要與PLC交換數據，它們之間也需要通信電纜，一般通過工業(yè)互聯網通信。西門子不同產品系列的人機界面的使用方法類似，下面以精智面板（ComfortLine）為例進行介紹。2．西門子觸摸屏介紹觸摸屏的圖形界面是在計算機的專用軟件［如計算機與西門子觸摸屏之間通常采用PROFIBUS-DP通信（也可以采用PPI、MPI、以太網等通信，根據具體型號不同而不同），通過一個工業(yè)用交換機，將計算機、觸摸屏和PLC通過交換機進行通信，給每種設備分配不同的IP地址。計算機與觸摸屏通信連接如圖3-1-2所示。圖3-1-2計算機與觸摸屏通信連接2．西門子觸摸屏介紹（1).HMI變量分類變量（Tag）每個變量都有一個符號名稱和數據類型外部變量內部變量是人機界面和PLC進行數據交換的橋梁，是PLC中定義的存儲單元的映像，其值隨著PLC程序的執(zhí)行而改變?？梢栽贖MI設備和PLC中訪問外部變量。內部變量存儲在HMI設備的存儲器中，與PLC沒有連接關系，只有HMI設備能訪問內部變量。內部變量用于HMI設備內部的計算或執(zhí)行其他任務。內部變量用名稱區(qū)分。2．西門子觸摸屏介紹(2)HMI變量創(chuàng)建①創(chuàng)建內部變量新建人機界面項目，添加PLC和HMI觸摸屏，并在“設備和網絡”中建立連接，如圖3-1-3所示，在TIA博途軟件項目視圖的項目樹中選中“HMI變量”→“顯示所有變量”，創(chuàng)建內部變量，名稱為“X”，如圖3-1-3所示圖3-1-3創(chuàng)建內部變量2．西門子觸摸屏介紹(2)HMI變量創(chuàng)建②創(chuàng)建外部變量在TIA博途軟件項目視圖的項目樹中選中“HMI變量”→“顯示所有變量”，創(chuàng)建外部變量，名稱為“M01”，如圖3-1-4所示，點擊“連接”欄目下面的按鈕，選擇與HMI通信的PLC設備，本例的連接為“HMI_連接_1”；單擊“PLC變量”欄目下的按鈕，彈出“HMI變量”窗口，選中“PLC_1”→“PLC變量”→“默認變量表”→“M01”，單擊“√”按鈕，“PLC_1”的變量M01與HMI的M01就關聯在一起了。圖3-1-4創(chuàng)建外部變量理論作業(yè)：說說你對人機界面的理解？實踐作業(yè)：

請完成人機界面變量的設置；千里之行，