电气控制与PLC 第7章HMI人机界面
第7章HMI人机界面
• 7.1 HMI概述 • 7.2 安装要求与过程 • 7.3 WinCC flexible用户界面介绍 • 7.4 项目的建立 • 7.5 创建画面 • 7.6 组态报警 • 7.7 创建配方 • 7.9 测试并模拟项目 • 7.10 测试项目 • 实训
7.1 HMI概述
7.8 画面切换
• 为了运行时能够在 HMI 设备上的这些画面间切换，可以添加画面 切换功能。画面切换功能指定给了 HMI 设备上的功能键 <F1> 到 <F4>。<K4> 键应该用来关闭 HMI 设备。
• 在将画面切换分配给这些软键之前，必须创建选择画面。选择画 面向操作员显示必须使用哪一个键来切换到HMI设备上指定的画 面。
三、项目视图
7.4 项目的建立
• 以果汁搅拌系统为例来说明：使用 WinCC flexible 为 HMI 设备创 建用户界面。果汁搅拌系统生产橙子味、苹果味和热带水果味的 果汁、蜜露和饮料。所需配料可从四个供应罐中获取。
• 配料在搅拌槽中混合，然后进行注入： • 果汁搅拌系统通过与其相连的小型 HMI 设备进行操作。果汁搅拌
7.6 组态报警
•
报警可用来指示在果汁搅拌系统中出现或经常出现的事件或操作 状态。例如，清除故障期间可用报警进行诊断。
• 报警区分如下：
•
离散量报警指示果汁搅拌系统中状态的改变，可以由控制器触发。 例如，指示阀是否打开或关闭。
• 模拟量报警指示值已经移动到允许范围的限制值之外。
• 模拟量报警将触发，例如当电机的速度降低到指定值以下时。
• 在注册表内 “HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\Session Manager\ ”中删除注册表值
PLC与人机界面HMI的配合使用
PLC与人机界面HMI的配合使用随着自动化技术的发展，PLC（可编程逻辑控制器）和人机界面HMI（Human Machine Interface）已成为现代工业领域中不可或缺的技术。
PLC负责逻辑控制，而HMI则负责与操作员进行交互和监控。
本文将探讨PLC与HMI的配合使用，并探讨其在工业自动化中的应用。
一、PLC与HMI的基本介绍PLC是一种专门设计用于控制工业过程的电子设备。
它能够根据程序的需求，执行各种逻辑操作，如计数、定时、判断等。
PLC的输入和输出接口能够与各种传感器和执行器相连接，实现对工业设备的控制。
HMI是一种用于人机交互的设备，可以通过触摸屏或键盘等方式，使操作员与PLC进行交互。
HMI通常包含一个可视化界面，可以显示各种参数、状态和报警信息等。
操作员可以通过HMI对PLC进行编程、监控和控制。
二、PLC与HMI的配合优势1. 高效可靠：PLC和HMI之间通过串口或以太网等方式进行通信，实时传输数据，确保系统的稳定性和可靠性。
操作员可以直接在HMI上进行设备控制和检测，大大提高了工作效率。
2. 灵活性：PLC的程序可以通过HMI进行编程和修改，无需专业编程人员介入。
这使得操作员能够根据实际需求进行快速调整和改变。
同时，HMI的可视化界面能够直观地显示工艺参数和设备状态，方便操作员进行监控和调试。
3. 故障排除：PLC和HMI协同工作，能够更方便地进行故障排查和维修。
当系统出现问题时，操作员可以通过HMI上的报警信息和参数显示快速定位故障原因，并采取相应的措施进行处理。
4. 数据管理：PLC可以与HMI共同完成数据采集和存储，实现工艺过程的数据管理。
通过HMI可以方便地查看历史数据、生成报表和趋势图，为工艺优化和决策提供数据支持。
三、PLC与HMI的应用场景PLC与HMI的配合使用广泛应用于各种工业自动化领域，以下是一些常见的应用场景：1. 生产线控制：PLC负责监控和控制生产线上的各个设备，而HMI 则提供操作界面，方便操作员进行调试和控制。
PLC与人机界面(HMI)的集成与优化
PLC与人机界面（HMI）的集成与优化随着工业自动化的迅速发展，PLC（可编程逻辑控制器）与人机界面（HMI）的集成变得越来越重要。
本文将探讨PLC与HMI的集成优势以及如何进行优化，以便提高生产效率和操作便捷性。
一、PLC与HMI的基本概念PLC是一种专门用于工业自动化控制的电子设备，它通过编程控制输入输出（IO）设备，实现对机械、电气、液压等工业过程的自动控制。
HMI则是人机界面，通常由屏幕和操作按钮组成，使操作员可以与PLC进行交互，并监视和控制工业系统。
二、PLC与HMI的集成优势1. 实时监控和控制：通过PLC与HMI的集成，操作员可以实时监测生产过程中的各项参数，并通过触摸屏幕进行控制调整，实现精确控制和灵活调节。
2. 信息显示和报警提示：HMI可以直观地显示设备状态、生产统计数据和报警信息，帮助操作员快速了解生产情况，并及时采取措施处理异常情况，避免生产中断和设备损坏。
3. 数据采集和记录：通过PLC与HMI的集成，可以实现对生产数据的采集和记录，为管理人员提供准确的生产数据和报表，帮助他们进行决策分析和生产优化。
4. 灵活性和可扩展性：PLC与HMI的集成使得系统更加灵活和可扩展，可以根据生产需求进行定制，添加新的功能模块和界面，以适应不断变化的工艺和市场需求。
三、PLC与HMI集成的优化策略1. 界面设计优化：HMI界面应设计简洁直观、操作友好，避免过多繁杂的图表和文字，确保操作员能够快速理解和使用。
同时，界面颜色和布局应合理搭配，提高可视化效果和信息传递效果。
2. 数据传输优化：PLC与HMI之间的数据传输应考虑实时性和稳定性，使用高速传输方式和可靠的通信协议，减少延迟和数据丢失，确保监控和控制的准确性。
3. 报警管理优化：HMI的报警系统应能够准确识别和分类设备的异常情况，并及时发出警报，方便操作员快速定位和解决问题。
报警信息的处理和记录也应方便管理，并可追溯和分析。
4. 远程监控和控制优化：通过网络技术和远程访问，实现对PLC和HMI系统的远程监控和控制，提高管理人员的工作效率和生产的灵活性。
第七章 PLC控制变频器及人机界面课件-PPT精品文档
PLC控制变频器及人机界面
第七章
变频器概述
PLC控制变频器及人机界面
第一节、PLC控制变频器的方法
三菱 VS-616G5变频器外部接线图 VS-616G5变频器多级调速的PLC控制 VS-616G5变频器无级调速的PLC控制 VS-616G5变频器、PLC在速度检测和位置控制时的接 线
Date: 2019/2/24
Page: 3
电气控制与PLC应用
CH7
PLC控制变频器及人机界面
1、主电路的连接 主电路电源端子R、S、T经交流接触器和自动空气断 路器与电源连接，无需考虑相序。变频器输出电源接 到端子U、V、W上。 变频器的保护功能动作时，相应的继电器吸合，其常 闭触点断开变频器电源侧主电路接触器的线圈电路， 从而切断变频器主电路的电源。 请勿以主电路的通断来进行变频器的运行、停止操作， 必须通过控制电路端子1或端子2来操作。 DC电抗器连接端子⊕+1和 ⊕+2是连接改善功率因数 用电抗器的端子。这两端子在出厂时接有短路片，对 于30KW以上变频器需配置DC电抗器时，卸掉短路片后 再连接。 对小容量变频器，内设制动电阻接在B1和B2端子上。 对较大容量变频器，需连接外部制动电阻时，接在端 子B1、B2上。 变频器必须可靠接地。
Date: 2019/2/24 Page: 2
电气控制与PLC应用
CH7 PLC控制变频器及人机界面 二、三菱 VS-616G5变频器外部接线图
VS-616G5变频器属于电 压型变频器,它包括了4种 控制方式：标准V/F控制、 带PG反馈的V/F控制、无 传感器的磁通矢量控制和 带PG反馈的磁通矢量控制.
Date: 2019/2/24 Page: 4
PLC与人机界面(HMI)的集成与应用
PLC与人机界面（HMI）的集成与应用PLC（可编程逻辑控制器）和人机界面（HMI）是现代自动化系统中常见的两个关键组成部分，它们之间的集成与应用对于实现高效的工业控制至关重要。
本文将从几个方面探讨PLC与HMI的集成与应用，并介绍其在工业控制领域的重要性。
一、PLC与HMI简介PLC是一种专门用于控制工业过程和机器的计算机设备。
它通过预先编程的指令，根据输入信号采取相应的控制动作，控制输出信号的状态。
PLC具有可靠性高、可编程性强、扩展性好等特点，被广泛应用于制造业、自动化工程等领域。
HMI是指人与机器之间进行交互的界面，通常由触摸屏和相应的软件组成。
人机界面的主要功能是显示和操作PLC系统的各种信息，包括实时数据、报警信息、设备状态等。
通过直观、友好的界面，操作人员可以方便地控制和监测工业系统的运行状态。
二、PLC与HMI的集成方式1. 直接连接方式最简单的集成方式是将PLC和HMI直接连接在一起。
PLC通过一个特定的通信模块与HMI进行通信，实现数据的传输和控制的交互。
这种方式适用于小型控制系统，但对于大型系统来说，直接连接方式可能导致数据传输速度慢、容错性差等问题。
2. 以太网连接方式采用以太网连接方式可以克服直接连接方式的局限性。
通过以太网通信，PLC和HMI可以实现高速稳定的数据传输。
此外，以太网连接方式还支持远程监控和管理，方便维护人员对系统进行远程操作。
3. 使用总线通信方式使用总线通信方式是集成PLC和HMI的一种常见方式，常见的总线通信协议包括Profibus、Modbus、CAN等。
通过总线通信，PLC和HMI可以实现多路通信，提高系统的扩展性和灵活性。
三、PLC与HMI的应用1. 自动化生产线控制在自动化生产线上，PLC和HMI的集成应用十分广泛。
通过PLC控制器对生产线各个步骤进行编程，再通过HMI界面，操作人员可以实时监测生产状态、设备运行参数，并可以进行相关参数的调整和控制，从而提高生产效率和产品质量。
PLC人机界面
7.1 力控组态软件与PLC的通信 1 力控组态软件简介
每个机器只能安装一套力控软件，一个典型的应用中往往包含以下几个方面 的内容：
（1）设备驱动：计算机跟什么样的设备相连（如PLC、板卡、模块、智能仪 表），是直接相连还是通过设备供应商提供的软件相连，是什么样的网络等。
（2）区域数据库：数据库主要将数据库的点参数和采集 设备的通道地址相 对应，现场的数据处理、量程变换、报警处理、历史存贮等都放到数据库进 行，数据库提供了数据处理的手段，同时又是分布式网络服务的核心。
第七章 人机界面
7.1 力控组态软件与PLC的通信 1 力控组态软件简介
1．概述 力控监控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用
软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方 式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程 实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态” 。 力控监控组态软件是在自动控制系统监控层一级的软件平台，它 能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，它可以 与高可靠的工控计算机和网络系统结合，便可以达到集中管理和 监控的目的，同时还可以方便的向控制层和管理层提供软、硬件 的全部接口，来实现与“第三方”的软、硬件系统来进行集成。 力控是运行在Windows98/NT/2000/XP操作系统上的一种监控组 态软件。 力控的应用范围广泛。
（2）删除应用：选择一个应用程序名称后，激活此命令 删除该应用程序。此删除操作仅仅将应用程序的名称从列 表中删除，实际应用程序目录及目录下的文件并不会被删 除。
（3）序的开发系统中。
7.1 力控组态软件与PLC的通信 1 力控组态软件简介
2．力控组态软件的安装 力控软件的安装过程如下： （1）将力控软件光盘放入光驱中，安装程序
HMI人机界面介绍
பைடு நூலகம் 人机界面的软件主要提供以下几个功能
指示灯（PLC I/0显示、内部节点显示等） 开关（位状态型开关、多段开关、趋势图等） 各种动态图表（棒图、仪表、趋势图等） 数据显示（数值显示、ASCII显示、文字显示等） 数据输入（数值输入、ASCII输入、文字输入等） 异常报警（报警显示、事件显示等） 静态显示（直线、圆、矩形、文字等）
触摸屏的价值
随着机械设备飞速发展，以往的操作方式需由熟练的操 作员才能操作，而且操作比较困难。而使用人机界面则 能够明确的显示设备目前的状况，操作简单，而且减少 操作上的失误。使用人机界面还可以使机器配线标准化、 简单化，同时也能够减少PLC控制器所需的I/O点数。 降低生产的成本同时由于面板控制的小型化及高性能， 相对的提高了整套设备的附加价值。
结束
谢谢大家！
HMI人机界面介绍
欧瑞传动电气有限公司
概述
人机界面是在操作人员和机器设备之间的双向沟通的桥 梁，用户可以自由的组合文字、按钮、图形、数字等来 处理或监控管理及应付随时可能变化信息的多功能显示 器。
触摸屏与人机界面
人机界面是指人操作PLC的一个平台.该平台提供了一 个程序与人的接口. 触摸屏是PLC人机界面的一种.人通过触摸屏幕上的按 钮等就可以调整参数或监视参数. 人机界面不一定全部是触摸屏的,有的是在操作面板上 安装了若干个按钮,人通过按钮来监控PLC运行.这种界 面的屏幕只是用来观察参数,没有触摸操作功能. 所以说: 触摸屏是人机界面,但触摸屏幕只是人机界面中的一种. 人机界面还包括非触摸屏的.
触摸屏的工作原理
用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时， 所触摸的位置(以坐标形式)由触摸屏控制器检测，并通 过接口(如RS-232串行口)送到CPU，从而确定输入的 信息。
PLC与人机界面(HMI)的集成与交互设计
PLC与人机界面（HMI）的集成与交互设计现代工业自动化系统中，可编程逻辑控制器（PLC）和人机界面（HMI）是不可或缺的关键组成部分。
PLC作为控制器，负责监测和控制工业过程，而HMI则提供了与PLC进行交互的界面。
在实际应用中，PLC与HMI的集成与交互设计对于确保工业过程的稳定运行和高效性能至关重要。
一、PLC与HMI的集成设计PLC与HMI的集成设计是指将两者合理地连接在一起，并确保它们能够有效地通信和协同工作。
这需要考虑以下几个方面：1.硬件连接：PLC与HMI之间通常通过串口、以太网或者其他通信接口进行连接。
在集成设计时，需根据具体需求选择适合的连接方式，并确保连接稳定可靠。
2.通信协议：PLC与HMI之间的通信需要使用统一的通信协议，例如Modbus、OPC等。
选择合适的通信协议可以确保数据的准确传输和交互的实时性。
3.数据交换：PLC将采集到的数据传递给HMI，同时HMI也可以向PLC发送指令和参数。
为了实现高效的数据交换，需定义清晰的数据结构和通信方式，确保PLC和HMI之间的数据一致性和完整性。
二、PLC与HMI的交互设计PLC与HMI的交互设计是为了实现人与机器之间的良好沟通和操作控制。
一个优秀的交互设计可以提高操作的便捷性和工作效率，以下是几个需要考虑的方面：1.界面布局：HMI界面的布局应简洁明了，重要的信息和控制按钮应放置在容易被用户注意到的位置。
可以采用分组、区域划分等方式将相关功能模块组织清晰，提高操作的可视性。
2.图形化表示：利用图表、图标、曲线图等方式将复杂的数据和过程直观地展示出来，便于操作人员理解和监测。
同时，可采用颜色、动画等效果来引起注意，提示用户关注的问题和状态。
3.操作控制：设计操作按钮和控制元素的样式、位置和交互方式时，需考虑到用户的习惯和直观感受。
例如，采用按钮、滑块、旋钮等控件来完成不同类型的操作，保证用户的操作流畅性和准确性。
4.报警与提示：在HMI界面中，应合理设置报警和提示功能。
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所有自动化解决方案内；内置所有操作和管理功能，可简单、有效地进行组态；可基于 Web持续延展，采用开放性标准，集成简便；集成的Historian 系统作为IT 和商务集成的平 台；可用选件和附加件进行扩展 ；“全集成自动化” 的组成部分，适用于所有工业和技 术领域的解决方案。
• 基于最新软件技术的创新组态界面；功能块库：面板可自由定义且可重复使用，并且可 集中进行更改
• 动态面板
• 可组态智能工具，如：图形导航和图形化运动对象，可方便地组态大批量数据（如，变 量编辑器）等；利用用户ID和密码实现访问保护；配方管理；报表系统
• 2、组件： • ·WinCC flexible 工程系统；·WinCC flexible 运行系统；·WinCC flexible 选件 • 3、全集成自动化
• 7.2 安装要求与过程 • 7.3 WinCC flexible用户界面介绍
一、菜单和工具栏
菜单 简介 “项目” 包含用于项目管理的命令。 “编辑” 包含用于剪贴板和搜索功能的命令。
包含用于打开/关闭元素和用于缩放/层设置的命令。要重新打开已关闭 “视图” 的元素，选择“查看”菜单。 “粘贴” 包含用于粘贴新对象的命令 “格式” 包含对画面对象进行组织和设置格式的命令。 “面板” 包含用于创建和编辑面板的命令。
• 画面包含的对象有：输出域、文本域和用来显示填充量的显示域 等等
• 果汁搅拌系统的用户界面由四个画面组成。 • 本节说明水、浓缩果汁、糖和香料的填充量组态。填充量应以图
形和数字两种形式显示在 HMI 设备上。 • 需要使用下列对象来组态填充量显示： • 储存填充量的变量 • 以数字形式显示填充量的输出域 • 以图形方式显示填充量的棒图 • 用于设定标签的文本域
包含用于诸如在 WinCC flexible 中更改用户界面语言和组态基本设置 “工具” 的命令。 “脚本” 包含同步和脚本语法检查的命令。 “窗口” 包含管理工作区域上多个窗口的命令，例如用于切换至其它窗口的命令。 “帮助” 包含用于调用帮助功能的命令。
二、工作区
三、项目视图
7.4 项目的建立
• 人机界面（Human Machine Interface）又称为人机接口，简称为 HMI。HMI是连接可编程序控制器（PLC）、变频器、直流调速器、 仪表等工业控制设备，利用显示屏显示，通过输入单元（如触摸 屏、键盘、鼠标等）写入工作参数或输入操作命令，实现人与机 器信息交互的数字设备。HMI在工厂自动化体系中处于承上启下 的位置，通过连接现场总线，完成现场设备的逻辑控制管理，并 且为上层管理系统提供必要的数据。
1.起动WinCC flexible 2.创建新项目
• 3.要操作果汁搅拌系统 • 4.选择“OP 77B”HMI 设备 • 5.单击“下一步”以应用“画面模板”页面上提供的标准设置。 • 6.单击“下一步”以应用“库”页面上提供的标准设置。 • 7.然后输入有关项目的信息
7.5 创建画面
• 画面是项目的主要元素。通过画面可以操作和监视果汁搅拌系统， 例如，显示填充量或选择并传送混合比例。
• 一、创建填充量变量 • 二、创建用于数字显示填充量的输出域 • 三、如果使用拖放操作将变量拖放到画面上，则会自动创建与该
变量相连的输入/输出域(I/O域)。 • 四、创建用于图形显示填充量的棒图 • 五、创建文本域以设定填充量显示标签 • 六、排列文本域、棒图和输出域。 • 七、添加果汁、糖和香料的填充量显示
• 以果汁搅拌系统为例来说明：使用 WinCC flexible 为 HMI 设备创 建用户界面。果汁搅拌系统生产橙子味、苹果味和热带水果味的 果汁、蜜露和饮料。所需配料可从四个供应罐中获取。
• 配料在搅拌槽中混合，然后进行注入： • 果汁搅拌系统通过与其相连的小型 HMI 设备进行操作。果汁搅拌
系统操作员可以执行以下任务： • 控制供应罐中的填充量 • 监控供应线阀的状态 • 输入并传送混合比例
• 在注册表内 “HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\Session Manager\ ”中删除注册表值
• “PendingFileRenameOperations” • 不要重新启动，继续安装软件。 否则这个删除无效....还得重新来
7.6 组态报警
•
报警可用来指示在果汁搅拌系统中出现或经常出现的事件或操作 状态。例如，清除故障期间可用报警进行诊状态的改变，可以由控制器触发。 例如，指示阀是否打开或关闭。
安装注意
• 1.安装时候必须先关闭杀毒软件，防火墙。不然安装可能失败。本人用自 己机器，证明至少防火墙会导致安装不成功。
• 2.要求重启问题的解决办法：（网上找的） • 论坛上很多人受西门子软件安装需重新启动机器，然而启动机器后又提
示重新启动机器，然而反复重新启动仍然出现这样的提示，导致软件不 能安装。现在给出解决方案：
第7章 HMI人机界面
• 7.1 HMI概述 • 7.2 安装要求与过程 • 7.3 WinCC flexible用户界面介绍 • 7.4 项目的建立 • 7.5 创建画面 • 7.6 组态报警 • 7.7 创建配方 • 7.9 测试并模拟项目 • 7.10 测试项目 • 实训
7.1 HMI概述
• HMI由硬件和软件两部分组成
• 一、HMI人机界面产品的基本功能
• 二、HMI的选型指标
• 三、常用的西门子触摸屏型号规格
• 四、HMI软件WinCC flexible，德国西门子（SIEMENS）公司工业全 集成自动化（TIA）的子产品，是一款面向机器的自动化概念的
• WinCC flexible 工程组态软件可对所有SIMATIC 操作面板直至基于PC的可视化工作站进行集 成组态。