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西門子HMI與WinCC flexible介紹
一、人 機(jī) 界 面 概 述 二、人機(jī)界面的應(yīng)用步驟 三、西門子人機(jī)界面設(shè)備簡(jiǎn)介
四、WinCC flexible簡(jiǎn)介
一、人 機(jī) 界 面 概 述
1、人機(jī)界面的基本概念
人機(jī)界面（Human Machine Interface）又稱為人機(jī)接口，簡(jiǎn)稱為HMI。 人機(jī)界面可以承擔(dān)下列任務(wù)： （1）過(guò)程可視化。在人機(jī)界面上動(dòng)態(tài)顯示過(guò)程數(shù)據(jù)（即PLC采集的 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)）。 （2）操作員對(duì)過(guò)程的控制。操作員通過(guò)圖形界面來(lái)控制過(guò)程。如操 作員可以用觸摸屏畫面上的輸入域來(lái)修改系統(tǒng)的參數(shù)，或者用畫面上的 按鈕來(lái)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)等。
（3）顯示報(bào)警。過(guò)程的臨界狀態(tài)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警，如當(dāng)變量超出 設(shè)定值時(shí)。
（4）記錄功能。順序記錄過(guò)程值和報(bào)警信息，用戶可以檢索以前
的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。 （5）輸出過(guò)程值和報(bào)警記錄。如可以在某一輪班結(jié)束時(shí)打印輸出
生產(chǎn)報(bào)表。
（6）過(guò)程和設(shè)備的參數(shù)管理。將過(guò)程和設(shè)備的參數(shù)存儲(chǔ)在配方中 ，可以一次性將這些參數(shù)從人機(jī)界面下載到PLC，以便改變產(chǎn)品的品種
二、人機(jī)界面的應(yīng)用步驟
1．對(duì)監(jiān)控畫面組態(tài) 2．人機(jī)界面的通信功能3．編譯和下載項(xiàng)目文件4．運(yùn)行階段
三、西門子人機(jī)界面設(shè)備簡(jiǎn)介
1．文本顯示器
文本顯示器TD200C
TD400C
（1）TD200C。TD200C如圖10-4所示，它具有標(biāo)準(zhǔn)TD200的基本
操作功能，另外還增加了一些新的功能。TD200C為用戶提供了非常靈
活的鍵盤布置和面板設(shè)計(jì)功能。用S7-200的編程軟件STEP7Micro/WIN來(lái)組態(tài)。 （2）TD400C。TD400C（如圖10-5所示）是新一代文本顯示器
，*支持西門子S7-200 PLC，4行中文文本顯示，與S7-200 PLC通
過(guò)PPI高速通信，速率可達(dá)到187.5kb/s，STEP7-Micro/WIN4.0 SP4中 文版組態(tài)，HMI程序存儲(chǔ)于PLC，無(wú)需單獨(dú)下載，便于維護(hù)。
2．微型面板
TP070
TP170micro
TP178 micro
K-TP178 micro
TP070、TP170 micro、TP177 micro和K-TP178 micro都是專門 用于S7-200的5.7in的STL-LCD，4種藍(lán)色色調(diào)，有CCFL背光，
320×240像素，通信接口均為RS-485。支持的圖形對(duì)象有位圖、圖
標(biāo)或背景圖片，有軟件實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可以使用的動(dòng)態(tài)對(duì)象為棒圖。
3、觸摸屏
TP177、TP170 TP270
（1）TP170A是用于S7系列PLC的簡(jiǎn)單任務(wù)的經(jīng)濟(jì)型觸摸屏，采 用5.7in藍(lán)色STN-LCD,4級(jí)灰度，支持位圖、圖標(biāo)和背景圖畫，動(dòng)態(tài)對(duì)象
有棒圖，有一個(gè)RS-232接口和一個(gè)RS-422/485接口。
（2）TP170B采用5.7in、藍(lán)色或16色STN-LCD，有2個(gè)RS-232接 口、1個(gè)RS-422/485接口和1個(gè)CF卡插槽，支持位圖、圖標(biāo)、背景圖畫
和矢量圖形對(duì)象，動(dòng)態(tài)對(duì)象有圖表、柱形圖和隱藏按鈕，有配方功能。
（3）TP270采用5.7in或10.4in 256色STN觸摸屏，通過(guò)改進(jìn)的顯 示
技術(shù)，提高了亮度。可以通過(guò)CF卡、MPI和可選的以太網(wǎng)接口備份或
恢復(fù)。可以遠(yuǎn)程下載/上載組態(tài)和硬件升級(jí)。有2個(gè)RS-232接口、1個(gè)
RS-422/485接口和1個(gè)CF卡插槽，可以通過(guò)USB、RS-232串口和以太 網(wǎng)接口驅(qū)動(dòng)打印機(jī)。
4、操作員面板
S7—200PLC系統(tǒng)主機(jī)（CPU）模塊的外形和模塊功能簡(jiǎn)介
S7—200系統(tǒng)CPU 22*系列PLC主機(jī)(CPU模塊)的外形如圖1所示。 S7—200CPU模塊包括一個(gè)*處理單元、存儲(chǔ)器、電源以及數(shù)字I／O點(diǎn)，這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序，以便對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制任務(wù)或過(guò)程進(jìn)行控制。輸人部分從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中采集信號(hào)，輸出部分則輸出控制信號(hào)，控制工業(yè)過(guò)程中的設(shè)備。
圖1 CPU 22*系列PLC的CPU外形
從CPU模塊的功能來(lái)看，SIMATICS7—200系列小型可編程序控制器發(fā)展至今，經(jīng)歷了兩代：*代產(chǎn)品的CPU模塊為CPU 21*，現(xiàn)已停產(chǎn)。第二代產(chǎn)品的CPU模塊為CPU 22*，是在21世紀(jì)初投放市場(chǎng)的。其速度快，具有*的通訊能力。它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元。
(1)CPU 221 CPU 221具有6輸入／4輸出，共計(jì)10個(gè)點(diǎn)的I／O，無(wú)擴(kuò)展能力，有6 KB程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。還具有4個(gè)獨(dú)立的30 kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20 kHz高速脈沖輸出端，1個(gè)RS—485通訊／編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由通訊方式。非常適合于小點(diǎn)數(shù)的控制系統(tǒng)。
(2)CPU 222 CPU 222除了具有CPU 221的功能外，其不同點(diǎn)在于：它有8輸人／6輸出，共計(jì)14點(diǎn)I／O。可以帶兩個(gè)擴(kuò)展模塊，zui多擴(kuò)展8路模擬量和64個(gè)I／O，因此是更廣泛的全功能控制器。
(3)CPU 224 它在CPU 222的基礎(chǔ)上使主機(jī)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)增為24點(diǎn)，有14輸入／10輸出，可以帶7個(gè)擴(kuò)展模塊，zui大可擴(kuò)展為168點(diǎn)數(shù)字量或者35點(diǎn)模擬量的輸入和輸出；存儲(chǔ)容量也進(jìn)一步增加，有內(nèi)置時(shí)鐘，還增加了一些數(shù)學(xué)指令和高速計(jì)數(shù)器的數(shù)量，具有較強(qiáng)的控制能力。
(4)CPU 226 這種模塊在CPU 224的基礎(chǔ)上功能又進(jìn)一步增強(qiáng)，有24輸入／16輸出，主機(jī)輸入和輸出點(diǎn)數(shù)增到40點(diǎn)，zui大可擴(kuò)展為248點(diǎn)數(shù)字量或35點(diǎn)模擬量；增加了通訊口的數(shù)量，通訊能力大大增強(qiáng)；它可用于點(diǎn)數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。
現(xiàn)在西門子公司新推出了一種增強(qiáng)型的CPU 226XM，它在用戶程序存儲(chǔ)容量上擴(kuò)大到8K字，其他指標(biāo)和CPU 226相同。
每一款主機(jī)模塊上都集成了24V直流電源，可以直接用于連接傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。利用EEPROM存儲(chǔ)存儲(chǔ)程序和配置信息。用戶數(shù)據(jù)可通過(guò)主機(jī)的超級(jí)電容存儲(chǔ)若干天，電池模塊可選，可使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)時(shí)間延長(zhǎng)到200天。可以用普通輸入端子捕捉比CPU掃描周期更快的脈沖信號(hào)，利用中斷輸入，允許以極快的速度對(duì)信號(hào)的上升沿做出響應(yīng)。速度為30 kHz的高速計(jì)數(shù)器可以編程，并具有復(fù)位輸入端，多個(gè)獨(dú)立的輸入端，可同時(shí)用作加減計(jì)數(shù)，可以連接相應(yīng)數(shù)量的相位差為90度的A／B相增量編碼器。2路zui大可達(dá)20kHz的高頻脈沖輸出，可用以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位任務(wù)。可以用模塊上的電位器來(lái)改變它對(duì)應(yīng)的特殊寄存器中的數(shù)值，可以即時(shí)更改程序運(yùn)行中的一些參數(shù)，如定時(shí)／計(jì)數(shù)器的設(shè)定值、過(guò)程量的控制參數(shù)等。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可用以對(duì)信息加注時(shí)間標(biāo)記，記錄機(jī)器運(yùn)行時(shí)間或?qū)^(guò)程進(jìn)行時(shí)間控制。
OP3
OP7
OP17
OP170B 、OP177B
OP170B（見圖10-15）基于Windows CE操作系統(tǒng)，采用320*240像 素，5.7in的藍(lán)色STN-LCD，有24個(gè)功能鍵，其中18個(gè)帶LED。有兩個(gè)
RS-232接口、一個(gè)RS-422/485接口和一個(gè)CF卡插槽，可以連接其他品
牌的PLC。它支持位圖、圖標(biāo)、背景圖形和矢量圖形對(duì)象，動(dòng)態(tài)對(duì)象有 圖表、柱形圖和隱藏按鈕，具有配方功能。
5、移動(dòng)面板
Panel 170
移動(dòng)面板 Panel 170是基于Windows CE操作系統(tǒng)的移動(dòng)HMI 設(shè)備，它有一個(gè)串口和一個(gè)MPI/PROFIBUS-DP接口，兩個(gè)接口都可以 用于傳送項(xiàng)目，具有棒圖、趨勢(shì)圖、調(diào)度器、打印、帶緩沖的報(bào)報(bào)警和 配方管理功能，用CF卡備份配方數(shù)據(jù)和項(xiàng)目。如圖10-10所示為 Panel 170移動(dòng)面板。
6、多功能面板
多功能面板（Multi Panel，MP）是性能zui高的人機(jī)界面，高性
能、具有開放性和可擴(kuò)展性是其突出特點(diǎn)。它采用Windows CE
V3.0操作系統(tǒng)，用WinCC flexible組態(tài)，用于高標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜機(jī)器的 可視化，可以使用256色矢量圖形顯示功能、圖形庫(kù)和動(dòng)畫功能。
它有過(guò)程值和信息歸檔功能、曲線圖功能和在線語(yǔ)言選擇功能。
MP系列多功能面板有兩個(gè)RS-232接口、RS-422/485接口、USB
接口和RJ45以太網(wǎng)接口，RS-485接口可以使用MPI、PROFIBUS-DP 協(xié)議，還可以通過(guò)各種通信接口傳送組態(tài)。而距離較長(zhǎng)時(shí)可以用調(diào)制
解調(diào)器、SIMATIC eService 或Intern e t，通過(guò)WinCC flexible的
Sm@rtService進(jìn)行傳輸。此外它還有PC卡插槽和CF卡插槽。
四、WinCC flexible簡(jiǎn)介
1. ProTool與WinCC flexible
西門子的人機(jī)界面以前使用ProTool組態(tài)，SIMATIC WinCC
flexible是在被廣泛認(rèn)可的ProTool組態(tài)軟件上發(fā)展起來(lái)的，并且與 ProTool保持了*性。ProTool適用于單用戶系統(tǒng)，WinCC flexible可以
滿足各種需求，從單用戶、多用戶到基于網(wǎng)絡(luò)的工廠自動(dòng)化控制與監(jiān)視
。大多數(shù)SIMATIC HMI產(chǎn)品可以用ProTool或WinCC flexible組態(tài)，某些 新的HMI產(chǎn)品只能用WinCC flexible組態(tài)。我們可以非常方便地將
ProTool組態(tài)的項(xiàng)目移植到WinCC flexible中。
WinCC flexible具有開放簡(jiǎn)易的擴(kuò)展功能，帶有VB腳本功能，集 成了ActiveX控件，可以將人機(jī)界面集成到TCP/IP網(wǎng)絡(luò)。
WinCC flexible帶有豐富的圖庫(kù)，提供了大量的對(duì)象供用戶使用， 其縮放比例和動(dòng)態(tài)性能都是可變的。使用圖庫(kù)中的元件，可以快速方 便地生成各種美觀的畫面。
聯(lián) 系 人： 李 建《李 工》
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西門子KP900操作面板6AV21241JC010AX0
實(shí)現(xiàn)的電機(jī)啟停的繼電器接觸器控制裝置與PLC控制的分析比較
觀察用傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制裝置實(shí)現(xiàn)的電機(jī)啟停方式：
方式一：按下啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)，按下停止按鈕，電機(jī)停止工作。
方式二：按下啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)5秒后啟動(dòng)，按下停止按鈕，電機(jī)停止工作。
歸納繼電器接觸器控制裝置的特點(diǎn)有：
優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易懂、使用方便、價(jià)格便宜
缺點(diǎn)：可靠性不高（硬接線邏輯、大量的機(jī)械觸點(diǎn)）；通用性和靈活性較差（當(dāng)控制要求改變時(shí)需重新設(shè)計(jì)布線，花費(fèi)大時(shí)間長(zhǎng)）；功能簡(jiǎn)單（只限于邏輯順序控制、定時(shí)等）
觀看用PLC可編程控制器實(shí)現(xiàn)的上述兩種啟停控制方式：
觀察結(jié)論：PLC可編程控制器的軟程序代替硬接線，可高性高，通用性強(qiáng)
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