自动化生产线控制与维护（基于数字孪生）课件 3.1.1人机界面的认知及变量的设置

任务3.1人机界面的设计与调试主讲人：曾洁琼项目3自动化生产线常用工业设备的调试任务描述人机交互是虚拟现实的核心技术之一，在自动化生产线方面的主要应用是人机界面。本任务以综合机的人机界面控制要求设计人机界面任务，学习自动化生产线常用的按钮、开关、I/O域、界面管理、订单界面、配方界面及报警功能的实现等人机界面知识。学习目标知识目标技能目标素养目标熟知人机界面的应用场合和西门子人机界面的型号知道按钮、开关、I/O域、界面管理、订单界面、配方界面及报警功能的应用场合会进行按钮、开关、I/O域、界面管理、订单界面、配方界面及报警功能等人机界面设置能够按照要求设计出满足控制要求的人机界面能设计出具备美观性和实用性的人机界面，培养学生的审美观通过每个实例学习，设计综合拓展任务，培养学生学以致用、举一反三的学习能力3.1.1认识人机界面概念人机界面（HumanMachineInterface）又称人机接口，简称HMI，在控制领城，HMI一般特指用于操作员与控制系统之间进行对话和相互作用的专用设备，中文名为触摸屏。它作为一种新的计算机输入设备，是简单、方便的一种人机交互方式。目前，触摸屏已经在消费电子（如手机、平板电脑）、银行、税务、电力、电信和工业控制等部门得到了广泛应用。图3-1-1人机界面控制系统组成图3.1.1认识人机界面工作原理在工作时用手或其他物体触摸触摸屏的屏幕，系统根据手指触摸的图标或文字的位置来定位选择信息输入。触摸屏由检测器件和控制器组成，检测器件安装在显示器的屏幕上，用于检测用户触摸的位置，接收信息后送至控制器，控制器将接收到的信息转换成触点坐标，再传送给PLC，它还会接收PLC发来的命令，并加以执行。图3-1-1所示为人机界面控制系统组成图，由PLC、触摸屏、计算机、执行机构组成。2．西门子触摸屏介绍触摸屏的图形界面是在计算机的专用软件［如SIMATICWinCC（TIA博途）］上设计和编译的，需要通过通信电缆下载到触摸屏；触摸屏要与PLC交换数据，它们之间也需要通信电缆，一般通过工业互联网通信。西门子不同产品系列的人机界面的使用方法类似，下面以精智面板（ComfortLine）为例进行介绍。2．西门子触摸屏介绍触摸屏的图形界面是在计算机的专用软件［如计算机与西门子触摸屏之间通常采用PROFIBUS-DP通信（也可以采用PPI、MPI、以太网等通信，根据具体型号不同而不同），通过一个工业用交换机，将计算机、触摸屏和PLC通过交换机进行通信，给每种设备分配不同的IP地址。计算机与触摸屏通信连接如图3-1-2所示。图3-1-2计算机与触摸屏通信连接2．西门子触摸屏介绍（1).HMI变量分类变量（Tag）每个变量都有一个符号名称和数据类型外部变量内部变量是人机界面和PLC进行数据交换的桥梁，是PLC中定义的存储单元的映像，其值随着PLC程序的执行而改变。可以在HMI设备和PLC中访问外部变量。内部变量存储在HMI设备的存储器中，与PLC没有连接关系，只有HMI设备能访问内部变量。内部变量用于HMI设备内部的计算或执行其他任务。内部变量用名称区分。2．西门子触摸屏介绍(2)HMI变量创建①创建内部变量新建人机界面项目，添加PLC和HMI触摸屏，并在“设备和网络”中建立连接，如图3-1-3所示，在TIA博途软件项目视图的项目树中选中“HMI变量”→“显示所有变量”，创建内部变量，名称为“X”，如图3-1-3所示图3-1-3创建内部变量2．西门子触摸屏介绍(2)HMI变量创建②创建外部变量在TIA博途软件项目视图的项目树中选中“HMI变量”→“显示所有变量”，创建外部变量，名称为“M01”，如图3-1-4所示，点击“连接”栏目下面的按钮，选择与HMI通信的PLC设备，本例的连接为“HMI_连接_1”；单击“PLC变量”栏目下的按钮，弹出“HMI变量”窗口，选中“PLC_1”→“PLC变量”→“默认变量表”→“M01”，单击“√”按钮，“PLC_1”的变量M01与HMI的M01就关联在一起了。图3-1-4创建外部变量理论作业：说说你对人机界面的理解？实践作业：

请完成人机界面变量的设置；千里之行，