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与PLC连接的人机界面起什么作用
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PLC&=&Programmable&Logic&Controller，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
因为PLC没有显示屏幕，所以用人机界面来显示PLC的运行状态。
Human&Machine&Interface，简称HMI，又称触摸屏监控器（触摸屏）。HMI上设置触摸控件可把HMI作为操作面板进行控制操作；报警处理及打印；此外，新一代工业人机界面还具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化控制功能。&最初的人机界面是用来代替一些按钮和一些输出示用的，主要是配合PLC来操作一些动作，没有控制功能的，而现在的好多人机都脚本控制功能，使用C或VB脚本时连上PLC就算PLC中没有程序都同样可以让PLC按照你的思路动作。
进行通讯(实现各种功能)的一个智能设备。可以输入/输出/存储/报警等功能。它也是有内存有编程能力的。&&&&中的寄存器；可以在上面显示plc的运行状态，如x,y通断可用灯亮灭来表示，还有实时显示已加工工件数目、生产线速度、电机电流等；某些品牌型号还有很多高级的功能比如直接可以制作配方表，存储在触摸屏中而非PLC中等等。&&&&更多威纶人机界面选型、技术、价格咨询：6
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人机界面在干式变压器PLC温控系统中的应用
来源：山东大学，山东济南
作者：王兰，李传信，赵厚鑫日 12:08
[导读] 人机界面在干式变压器PLC温控系统中的应用
论述人机界面TP270 6′结合S7-300 PLC在110kV干式变压器温控系统中的应用，提出了设计原理和软件设计方案
人机界面在干式变压器PLC温控系统中的应用
论述人机界面TP270 6′结合S7-300 PLC在110kV干式变压器温控系统中的应用，提出了设计原理和软件设计方案，并简要讨论了系统的安全保护设计和通讯组态。　　关键词：人机界面；干式变压器；温控系统；ProTool
Application of HMI in PLC Temperature Control System of Dry Tran sformer
WANGLan, LI Chuanxin, ZHAO Houxin
(Shandong University, Jinan 250061, China)
　　Key words: HMI(humanity and machine interface); dry? temper ProTool
1.1系统组成　　干式变压器的温控系统主要由5部分组成：传感器、A/D模块、PLC主机、输入输出模块及人机界面等，系统结构原理图如图1所示。在控制部分，选用SIEMENS的S7-300 PLC对采样信号进行快速、可靠的处理，组态软件为SIMATIC STEP 7；选用SIEMENS的TP270 6′触摸式人机界面(HMI)对实时温度值和各种故障信息进行显示、记录，组态软件为SIMATIC ProTool V6.0。HMI和PLC之间采用MPI(多点)通讯方式，通过对HMI画面上所设元件属性和与PLC的数据交换地址的定义，实现HMI上相关元件对应的暂存器对PLC存储单元的读写。1.2工作原理　　干式变压器的安全运行和使用寿命与变压器运行温度的高低有着直接的关系，因此对变压器运行温度的实时监控十分重要。由传感器对变压器铁心和绕组的温度进行采样，所测温度信号经放大和A/D转换后送PLC，利用软件进行数据处理，处理后的数据送HMI进行实时显示。在HMI上设定风机自动启/停温度，PLC根据设定值，可自动启/停变压器所配备的冷却风机，对变压器进行降温。必要时还可通过触摸HMI上按钮，手动启停风机。在HMI上设置超温报警及超温跳闸温度限定值。当变压器绕组温度过高，超过限定值时，PLC将输出绕组超温报警信号和绕组超温跳闸信号，并在HMI上显示出具体信息。在HMI上可进行手动消音，手动跳闸操作。记录各种报警信息及故障发生时的各相温度值，必要时，可在HMI上输入时间条件进行查询，并根据需要随时进行打印。该系统中的数据采集处理、风机运行和故障报警由PLC和HMI通过编制相应的软件来完成。
　　SIMATIC ProTool是西门子公司推出的组态软件，该软件由2部分组成：ProTool/Lite、ProTool或ProTool CS(组态系统)组态软件和用于过程可视化的运行系统软件(例如ProTool/Pro RT)。2个系统均可以在Windows98 SE、Windows Millenium、Windows2000和Windows NT 4.0操作系统上运行。该软件具有报警记录、报表打印、趋势曲线等多种功能，并支持除Siemens之外的第三方制造商的通讯协议。本系统在其基础上进行了画面设计、通讯组态、报警设置、安全保护设计等一系列应用开发。2.1画面设计　　触摸屏画面设计不仅要求能实现所有的控制功能(输入及显示参数、存储纪录、报警、打印等)，而且要简单明了，易于操作人员正确的执行操作。考虑系统所需监控的过程变量和实际功能，共组态了8组画面，下面介绍几个基本画面。　　(1)主画面　　设计的监控主画面如图2所示。主画面的中央是温度的数据显示。上半部分采用纯数字方式对变压器三相的铁心温度及高、低压绕组温度进行实时显示；下半部分采用模拟显示方式，突出变压器的最高铁心温度和最高绕组温度。在程序运行时，各温度值可动态显示。主画面的右部为口令输入域和触摸操作区，此处各按钮需输入不同级别的口令方可进入。主画面的下部为无需权限的触摸操作区。操作人员通过触摸按钮，可以切换到各监控子画面，进一步掌握系统的工作情况，或进行参数设定与修改。　　(2)故障记录　　每当有报警信号产生，都会在触摸屏界面上弹出报警消息窗口，同时报警灯闪烁。将报警消息进行归档，再创建一画面组态消息视图，就可保存并显示系统运行以来的所有报警消息。提示报警号，报警产生的日期、时间，报警产生的原因，以及是否确认等信息。　　(3)数据记录　　组态事件消息并归档，在每次产生报警时，对各相的铁心温度和绕组温度通过归档事件消息进行记录，以便将来查询。　　(4)温度实时趋势图　　实时趋势图用于在线显示较慢而连续的过程变量。显示时，实时趋势在每个时间单位(时钟脉冲)内一次只从PLC读取一个趋势值，并添加至操作单元上显示趋势。该程序中共组态3组实时趋势，每组显示一相的高压绕组、低压绕组及铁心温度3个变量的曲线，每个变量每10s读取一次，曲线同时显示100点。
　　在本画面中，操作员可以对风机的自动启/停温度，绕组超温报警温度和绕组超温跳闸温度进行设定，调整。进入该画面后，若软键盘10s内无动作，系统将自动返回主画面。2.2安全保护设计　　ProTool允许用户使用口令来阻止其他未授权人员使用控件，从而增加系统的安全性。ProTool提供的口令级别从0到9。口令级0不需输入口令；口令级1至8，根据功能的重要性进行分配；如用户分配到口令级4，则可执行口令级0到4的功能。口令级9仅授权于系统管理员。针对安全管理和操作的需要，该系统中定义了系统管理员级即9级和操作员1级两级口令。对参数设定和手动跳闸功能需使用系统管理员级口令，其他操作，如消音、手动启/停风机、查看历史记录等，也要先输入口令进行登陆。输入口令，触摸“登陆”按钮，再触摸其他功能按钮，便可进入等于或低于该口令级别的子画面。子画面操作完毕返回主画面后，触摸“退出”按钮，则口令失效，再次进入子画面需重新输入口令。若没有触摸“退出”按钮，系统将在1min后自动撤销口令。2.3人机界面与PLC之间的通讯　　西门子人机界面与PLC之间的通讯方式有3种：PPI(点到点)通讯方式，MPI(多点)通讯方式和PROFIBUS?DP通讯方式。该温控系统中采用MPI(多点)通讯方式。　　S7-300 PLC上有一标准化的MPI接口，它既是编程接口，又是数据通讯接口，使用S7协议(主要用于较近距离的数据通讯)。由于MPI接口是RS485结构，PLC与人机界面之间通过RS485线相连，其传输速率为187.5k波特率。一个MPI网可以有多个网络节点，其地址是在S7-300硬件组态中设置的。该系统中人机界面的MPI地址为“1”；CPU的MPI地址为“2”。　　人机界面与过程之间通过PLC利用变量进行通讯。通常在PLC和操作单元之间交换的数据为过程数据。为此在组态中创建指向PLC上某个地址的变量。触摸屏从指定的地址中读取该数值并显示它。同样的，操作员可以在触摸屏上输入将被写入PLC上某个地址的数据。
　　在110kV干式变压器温控系统中将PLC和触摸显示屏结合在一起，并采用PLC和触摸屏的相应软件对各采样值进行控制、处理，在温度的实时显示、数据记录、报警等方面具有很大的优越性。操作人员不仅能方便的观察和掌握变压器的实时运行温度，还可根据报警消息，快速的排除故障；借助历史记录，管理人员还可对重要数据进行分析、查询，为电力调度、系统规划等方面提供重要的依据，大大提高运行管理水平。
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本公司独创的HMI/PLC一体机，将人机界面监控和开关量、模拟量、温度控制集成在一起，因其操作简单，节省安装空间和成本。
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人机界面在PLC工控系统的应用
可编程序操控器Programmable Logic Controller在工厂主动化FA中占有无足轻重的方位。技能的不断发展极大地促进了依据PLC为中心的操控体系在操控功用、操控水平等方面的提高。一起对其操控方法、运转水平的请求也越来越高，因而交互式操作界面、报警记载和打印等请求也成为全部操控体系中首要的内容。关于那些工艺进程较杂乱，操控参数较多的工控体系来说，特别显得首要。新一代工业人机界面的出现，关于在构建PLC工控体系时完结上述功用，提供了一种简洁可行的路径。
2.人机界面的特点
工业人机界面Human Machine Interface，简称HMI，又称接触屏监控器，是一种智能化操作操控显现设备。工业人机界面由特别规划的计算机体系32位RISCCPU芯片 为中心，在STN、TFT液晶显现屏或EL电发光 显现器上罩盖有通明的电阻网络式接触屏。触动屏幕时，电阻网络上的电阻和电压发作变化并由软件计算出接触方位。
HMI的首要功用有：数据的输入与显现;体系或设备的操作状态方面的实时信息显现;在HMI上设置接触控件可把HMI作为操作面板进行操控操作;报警处理及打印;此外，新一代工业人机界面还具有简略的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化操控功用。
3.HMI在PLC工控体系上的运用
下面以国内某大型浮法玻璃出产线冷端切开区主控体系为例，介绍HMI在PLC工控体系上的运用。
（1）体系概述
切开区为浮法玻璃出产线中一个首要工段，其间包括丈量发讯、纵切、横切、掰断加快、掰边、纵掰纵分、输送辊道等很多出产操控设备。体系硬件上首要由主操控器PLC，现场设备操控设备包括伺服操控器、变频器、模仿量信号及脉冲信号处理器等 和HMI构成。作为全部操控体系的中心，切开区主控体系在正常出产时依据出产工艺请求协调各个单机操控子体系的工作，拟定切开方案，完结全部出产进程全主动化。全部体系的中心操控部分由美国GE Fanuc 90-30PLC完结此部分内容这篇文章略 ，而体系的监控和交互式操作界面等使命将由HMI承担。首要有以下内容：参数的设定;动态画面的显现;毛病报警与确诊以及报表打印。其间HMI选用日本Digital公司的GP-577。
（2）HMI与PLC之间的通讯
当HMI用于PLC操控体系时，HMI与PLC之间经过串口以Direct Link直接衔接 方法进行通讯。在该方法下，HMI依据请求直接读入PLC的数据或把数据写入PLC相应的地址中。因为内装通讯协议，因而无须编制通讯程序，只需指定所用PLC类型即通讯协议 ，运转时便可完结通讯。因而大大削减了PLC用户程序的担负。在体系规划时，直接指定操控部件与其对应PLC的输入输出%I/O 、寄存器%R、中间寄存器%M 的地址，运转时HMI就能主动和PLC进行数据交换。直接读取或改写PLC相应地址的内容，并据此改变画面上显现内容。一起经过对HMI的接触操作，可向PLC相应的地址输入数据。
（3）HMI监控主面
全部HMI监控体系选用树型构造，由监控主画面见图2 及相应功用子画面组成。在监控主画面下端设有操控功用键，按动功用键能够顺次进入相应子画面，履行所需的功用。在每一个子画面中可经过 上一页 、 下一页 功用键在同一功用组中进行画面切换，在任一子画面都能够经过 主画面 功用键退回到监控主画面。体系主动收集相关数据，将切开方案、丈量脉冲、辊道速度等一些首要出产工艺参数显现在主画面上，便于操作人员的观察。监控主画面上还有出产进程的动态画面显现，在动态画面上以各种方式模仿出首要操控设备的运转状况，例如光电开关的动作、电磁阀的吸合、电机的运转中止等，直观、生动的反映出现场的进程，便利操作人员对出产状况、设备工况的了解。DIGITAL公司的HMI编程软件ProPB3Win提供了丰厚的操控部件，例如按钮部件、画面切换部件、指示灯部件、数据文本显现部件等等，完结上述功用只需依据需求选择相应的操控部件，界说好其特点即可。ProPB3Win选用监控软件通用方式，一切操控部件的特点经过组态方式完结，以完结相应操控功用。运用ProPB3Win内附的图库及作图东西来构造出产现场的模仿画面，简洁易行。内容丰厚的作图东西库，使得画面生动、丰厚多彩。
此外，充分运用HMI的优势将原先安置在操控柜上的开关、指示灯尽可能地用HMI中的操控部件代替，这么做削减硬件设备，简化了现场设备间的接线，更首要的是给规划和调试带来诸多便利。
（4）HMI参数设置功用
主控体系中有多达近百个参数需求设置，依据操控功用将其分为联锁、横切、横掰、速度、掰边、纵掰及设备参数组，使全部体系的构造更加合理。一起运用HMI接触操作的特性使参数设置变得极为直观和简洁。在参数设守时，运用其内带的数字键盘，将此数字键盘规划为弹出式，在操作人员要设定参数时，按动 设定 键，弹出数字键盘进行操作见图3 。每个参数在部件特点中界说并分配了相应的PLC地址，当确认后输入的数据将存入PLC指定的地址中。操作完结后，按动一 键，可消去数字键盘见图4 。此种规划方式可最大化地运用画面的有用面积。一起每个参数都设有上下限约束，当输入数值超限时，体系回绝承受并向操作者宣布超限音响报警。此外对首要的体系设备参数组，为安全起见，经过东西库中D-Script脚本 句子编写简略程序设置画面进入操作密码，赋予操作人员不一样的操作权限，添加体系的安全性。
（5）HMI报警及打印功用
在体系报警规划时，将毛病信息在报警修改器中修改好，并在报警记载子画面中设置报警记载显现部件用于毛病信息显现。体系运转发作毛病时，HMI依据PLC传送的毛病信号，将报警修改器中对应的毛病信息在报警记载子画面显现出来。一起监控主画面上?毛病"信号灯将闪耀，音响报警。此刻操作人员可进入报警记载子画面，依据毛病信息查找因素，及时处理。
HMI的打印机接口支持规范打印机，可完结数据打印。将HM统数据区打印机操控字置1，便能激活打印机。体系在切开方案子画面中设有打印功用见图5 ，可及时打印切开方案报表，供出产管理人员运用。
该体系投入运用后，遭到用户的期待。体系具有安全、直观、简洁等特点。监控、毛病确诊和打印等功用的完结，大大提高了出产运转的可靠性。实践证明，HMI在PLC操控体系中有着广泛的运用远景，必将在工厂主动化中发挥出越来越大的效果。
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