KTP400 舒適型

• 4.3 英寸寬屏 TFT 顯示屏,，分辨率 480 x 272,，1600 萬色
• 1 個 PROFINET 接口和 1 個 PROFIBUS 接口
• 觸摸屏和帶 4 個觸覺功能鍵的薄膜鍵盤
• TP 177B 觸摸式面板 4 寸創(chuàng)新的后續(xù)產(chǎn)品

KP400 舒適型

• 4.3 英寸寬屏 TFT 顯示屏，分辨率 480 x 272,，1600 萬色
• 1 個 PROFINET 接口和 1 個 PROFIBUS 接口
• 帶 8 個觸控功能鍵的薄膜鍵盤和系統(tǒng)鍵盤
• 操作員面板 OP77B 創(chuàng)新的后續(xù)產(chǎn)品

TP700 舒適型

• 7.0 英寸寬屏 TFT 顯示屏,，分辨率 800 x 480，1600 萬色
• 1 個 PROFINET 接口（2 個端口,，帶集成開關(guān)）和 1 個 PROFIBUS 接口
• 觸摸屏
• TP 177B/TP 277 觸摸式面板和多功能面板 MP 177 6 寸創(chuàng)新的后續(xù)產(chǎn)品

KP700 舒適型

• 7.0 英寸寬屏 TFT 顯示屏,，分辨率 800 x 480，1600 萬色
• 1 個 PROFINET 接口（2 個端口,，帶集成開關(guān)）和 1 個 PROFIBUS 接口
• 帶 24 個功能鍵的薄膜鍵盤和系統(tǒng)鍵盤
• OP 177B/OP 277 6 寸操作員面板創(chuàng)新的后續(xù)產(chǎn)品

TP900 舒適型

• 9.0 英寸寬屏 TFT 顯示屏,，分辨率 800 x 480，1600 萬色
• 1 個 PROFINET 接口（2 個端口,，帶集成開關(guān)）和 1 個 PROFIBUS 接口
• 觸摸屏
• Multi Panel MP 277 8" Touch的創(chuàng)新后繼產(chǎn)品

KP900 舒適型

• 9.0 英寸寬屏 TFT 顯示屏,，分辨率 800 x 480，1600 萬色
• 1 個 PROFINET 接口（2 個端口,，帶集成開關(guān)）和 1 個 PROFIBUS 接口
• 帶 26 個功能鍵的薄膜鍵盤和系統(tǒng)鍵盤
• Multi Panel MP 277 8" Key的創(chuàng)新后繼產(chǎn)品

TP1200 舒適型

• 12.1 英寸寬屏 TFT 顯示屏,，分辨率 1280 x 800,，1600 萬色
• 1 個 PROFINET 接口（2 個端口，帶集成開關(guān)）和 1 個 PROFIBUS 接口
• 觸摸屏
• Multi Panel MP 277 10" Touch的創(chuàng)新后繼產(chǎn)品

KP1200 舒適型

• 12.1 英寸寬屏 TFT 顯示屏,，分辨率 1280 x 800,，1600 萬色
• 1 個 PROFINET 接口（2 個端口，帶集成開關(guān)）和 1 個 PROFIBUS 接口
• 帶 34 個功能鍵的薄膜鍵盤和系統(tǒng)鍵盤
• Multi Panel MP 277 10" Key的創(chuàng)新后繼產(chǎn)品

TP1500 舒適型

• 15.4 英寸寬屏 TFT 顯示屏,，分辨率 1280 x 800,，1600 萬色
• 2 個PROFINET 接口（2 個端口帶有集成開關(guān) + 支持千兆位的附加接口）和 1 個 PROFIBUS 接口
• 觸摸屏
• Multi Panel MP 377 12" Touch的創(chuàng)新后繼產(chǎn)品

KP1500 舒適型

• 15.4 英寸寬屏 TFT 顯示屏，分辨率 1280 x 800,，1600 萬色
• 2 個PROFINET 接口（2 個端口帶有集成開關(guān) + 支持千兆位的附加接口）和 1 個 PROFIBUS 接口
• 帶 36 個功能鍵的薄膜鍵盤和系統(tǒng)鍵盤
• Multi Panel MP 377 12" Key的創(chuàng)新后繼產(chǎn)品

TP1900 舒適型

• 18.5 英寸寬屏 TFT 顯示屏,，分辨率 1366 x 768，1600 萬色
• 2 個PROFINET 接口（2 個端口帶有集成開關(guān) + 支持千兆位的附加接口）和 1 個 PROFIBUS 接口
• 觸摸屏
• Multi Panel MP 377 15" Touch的創(chuàng)新后繼產(chǎn)品

TP2200 舒適型

• 21.5 英寸寬屏 TFT 顯示屏,，分辨率 1920 x 1080,，1600 萬色
• 2 個PROFINET 接口（2 個端口帶有集成開關(guān) + 支持千兆位的附加接口）和 1 個 PROFIBUS 接口
• 觸摸屏
•  西門子6AV2124-2DC01-0AX0
•  

  通常情況下，要實現(xiàn)HMI設(shè)備與V20變頻器的通訊,，需要一個支持USS通訊或MODBUS通訊的PLC,，比如S7-200系列PLC。其通訊電纜連接如圖1所示,。PLC的一個通訊端口與觸摸屏連接,，可以采用PPI協(xié)議通訊。PLC的另一個通訊端口與V20的RS485通訊端口連接,，采用MODBUS協(xié)議通訊,，PLC上編寫MODBUS主站程序，V20為從站,。

  
  
  圖1 觸摸屏通過PLC與V20變頻器通訊

           如果只需要對V2O變頻器做簡單的運行控制和變量監(jiān)視,，那么上述配置中PLC的作用僅為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。這種情況下,，觸摸屏直接和V20變頻器通訊,，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控功能，而且可以少用一個PLC,，節(jié)省成本,。采用西門子的SMART LINE系列觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)與V20變頻器直接通訊的功能。通訊電纜連接如圖2所示,。SMART LINE觸摸屏作為MODBUS主站,，V20為從站。

  
  圖2 觸摸屏直接與V20變頻器通訊

  2. 硬件設(shè)備及其安裝
          下面用一個實例來介紹Smart Line觸摸屏與一臺V20變頻器通過MODBUS通訊的實現(xiàn)方法,。該例子中用到的主要硬件設(shè)備如表1所示,，觸摸屏組態(tài)軟件為WinCC Flexible 2008 SP4 China。

  表1 示例主要硬件設(shè)備

  名稱	訂貨號	數(shù)量	說明
  觸摸屏	6AV6648-0BE11-3AX0	1	Smart 1000 IE
  24V電源	6EP1332-1SH51	1	DC24V/4A
  變頻器	6SL3210-5BE17-5UV0	1	V20 變頻器 0.75kW
  電機	1LA9060-4KA10-Z	1	1LA9 電機 0.12kW

   

           硬件安裝步驟如下：
  1）將變頻器,、電機,、觸摸屏固定在安裝工位上,。
  2）連接變頻器到電機的動力電纜和接地電纜。
  3）連接供電電源到變頻器的動力電纜和接地電纜,。
  4）連接變頻器和觸摸屏的RS485通訊電纜,。觸摸屏RS485的9針接口與 V20端子對應(yīng)關(guān)系：3對應(yīng)P+，8對應(yīng)N-,。
  5）連接24V直流電源的交流進線電纜和到觸摸屏的直流供電電纜,。

  3. V20變頻器參數(shù)設(shè)置
          V20變頻器要采用MODBUS通訊，可以做如下設(shè)置：
  1）變頻器恢復(fù)出廠參數(shù)：
  P0010=30
  P0970=21
  2）變頻器快速調(diào)試,，選擇Cn011-MODBUS通訊連接宏：
  a)設(shè)置電網(wǎng)頻率和功率單位
  b)輸入電機銘牌參數(shù)
  c)選擇連接宏Cn011-MODBUS通訊
  d)選擇應(yīng)用宏AP000
  Cn011連接宏對應(yīng)參數(shù)如表2所示,。

  表2 Cn011對應(yīng)參數(shù)設(shè)置

  參數(shù)	描述	工廠缺省值	Cn011默認(rèn)值	備注
  P0700[0]	選擇命令源	1	5	RS485為命令源
  P1000[0]	選擇速度給定	1	5	RS485為速度設(shè)定值
  P2023[0]	RS485協(xié)議選擇	1	2	MODBUS RTU協(xié)議
  P2010[0]	USS/MODBUS波特率	8	6	波特率為9600bps
  P2021[0]	MODBUS地址	1	1	變頻器MODBUS地址為1
  P2022[0]	MODBUS應(yīng)答超時時間	1000	1000	向主站發(fā)回應(yīng)答的zui大時間
  P2014[0]	USS/MODBUS報文間斷時間	2000	100	監(jiān)控報文間斷時間

   

  3）修改MODBUS通訊參數(shù)，其它參數(shù)為Cn011連接宏默認(rèn)參數(shù)：
  P2014[0]=0 不監(jiān)控報文間隔時間,，否則可能會報F72故障

  可編程序控制器Programmable Logic Controller在工廠自動化FA中占有舉足輕重的地位,。技術(shù)的不斷發(fā)展極大地促進了基于PLC為核心的控制系統(tǒng)在控制功能,、控制水平等方面的提高,。同時對其控制方式、運行水平的要求也越來越高,，因此交互式操作界面,、報警記錄和打印等要求也成為整個控制系統(tǒng)中重要的內(nèi)容。對于那些工藝過程較復(fù)雜,，控制參數(shù)較多的工控系統(tǒng)來說,，尤其顯得重要。新一代工業(yè)人機界面的出現(xiàn),，對于在構(gòu)建PLC工控系統(tǒng)時實現(xiàn)上述功能,，提供了一種簡便可行的途徑。
  
  2,、工業(yè)人機界面的特點和功能
  
  工業(yè)人機界面Human Machine Interface,，簡稱HMI，又稱觸摸屏監(jiān)控器,，是一種智能化操作控制顯示裝置,。工業(yè)人機界面由特殊設(shè)計的計算機系統(tǒng)32位RISC CPR芯片　為核心，在STN,、TFT液晶顯示屏或EL電發(fā)光顯示器上罩蓋有透明的電阻網(wǎng)絡(luò)式觸摸屏,。觸動屏幕時，電阻網(wǎng)絡(luò)上的電阻和電壓發(fā)生變化并由軟件計算出觸摸位置,。
  
  HMI的主要功能有：數(shù)據(jù)的輸入與顯示,；系統(tǒng)或設(shè)備的操作狀態(tài)方面的實時信息顯示；在HMI上設(shè)置觸摸控件可把HMI作為操作面板進行控制操作,；報警處理及打??；此外，新一代工業(yè)人機界面還具有簡單的編程,、對輸入的數(shù)據(jù)進行處理,、數(shù)據(jù)登錄及配方等智能化控制功能。
  
  3,、HMI在PLC工控系統(tǒng)上的應(yīng)用
  
  下面以國內(nèi)某大型浮法玻璃生產(chǎn)線冷端切割區(qū)主控系統(tǒng)為例,，介紹HMI在PLC工控系統(tǒng)上的應(yīng)用。
  
  3.1 系統(tǒng)概述
  
  切割區(qū)為浮法玻璃生產(chǎn)線中一個重要工段,，其中包括測量發(fā)訊,、縱切、橫切,、掰斷加速,、掰邊、縱掰縱分,、輸送輥道等眾多生產(chǎn)控制設(shè)備,。系統(tǒng)硬件上主要由主控制器PLC，現(xiàn)場設(shè)備控制裝置包括伺服控制器,、變頻器,、模擬量信號及脈沖信號處理器等　和HMI構(gòu)成。作為整個控制系統(tǒng)的核心,，切割區(qū)主控系統(tǒng)在正常生產(chǎn)時根據(jù)生產(chǎn)工藝要求協(xié)調(diào)各個單機控制子系統(tǒng)的工作,，制定切割計劃，實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程全自動化,。整個系統(tǒng)的核心控制部分由美國GE Fanuc 90-30 PLC完成,，此部分內(nèi)容本文略，而系統(tǒng)的監(jiān)控和交互式操作界面等任務(wù)將由HMI承擔(dān),。主要有以下內(nèi)容：參數(shù)的設(shè)定,；動態(tài)畫面的顯示；故障報警與診斷以及報表打印,。其中HMI選用日本Digital公司的GP-577,。
  
  3.2 HMI與PLC之間的通訊
  
  當(dāng)HMI用于PLC控制系統(tǒng)時，HMI與PLC之間通過串口以Direct Link直接連接方式進行通訊,。在該方式下,，HMI根據(jù)要求直接讀入PLC的數(shù)據(jù)或把數(shù)據(jù)寫入PLC相應(yīng)的地址中。由于內(nèi)裝通訊協(xié)議,，因此無須編制通訊程序,，只要所用PLC類型即通訊協(xié)議，運行時便可實現(xiàn)通訊。因此大大減少了PLC用戶程序的負(fù)擔(dān),。在系統(tǒng)設(shè)計時,，直接控制部件與其對應(yīng)PLC的輸入輸出％I/O、寄存器％R,、中間寄存器％M的地址,，運行時HMI就能自動和PLC進行數(shù)據(jù)交換。直接讀取或改寫PLC相應(yīng)地址的內(nèi)容,，并據(jù)此改變畫面上顯示內(nèi)容,。同時通過對HMI的觸摸操作，可向PLC相應(yīng)的地址輸入數(shù)據(jù),。
  
  3.3 HMI監(jiān)控主面
  
  整個HMI監(jiān)控系統(tǒng)采用樹型結(jié)構(gòu),，由監(jiān)控主畫面及相應(yīng)功能子畫面組成。在監(jiān)控主畫面下端設(shè)有控制功能鍵,，按動功能鍵可以依次進入相應(yīng)子畫面,，執(zhí)行所需的功能。在每一個子畫面中可通過 上一頁 ,、 下一頁 功能鍵在同一功能組中進行畫面切換,，在任一子畫面都可以通過 主畫面 功能鍵退回到監(jiān)控主畫面。系統(tǒng)自動采集相關(guān)數(shù)據(jù),，將切割計劃,、測量脈沖,、輥道速度等一些重要生產(chǎn)工藝參數(shù)顯示在主畫面上,，便于操作人員的觀察。監(jiān)控主畫面上還有生產(chǎn)過程的動態(tài)畫面顯示,，在動態(tài)畫面上以各種形式模擬出主要控制設(shè)備的運行情況,，例如光電開關(guān)的動作、電磁閥的吸合,、電機的運行停止等,，直觀、生動的反映出現(xiàn)場的過程,，方便操作人員對生產(chǎn)情況,、設(shè)備工況的了解。DIGITAL公司的HMI編程軟件ProPB3Win提供了豐富的控制部件,，例如按鈕部件,、畫面切換部件、指示燈部件,、數(shù)據(jù)文本顯示部件等等,，實現(xiàn)上述功能只要根據(jù)需要選擇相應(yīng)的控制部件，定義好其屬性即可,。ProPB3Win采用監(jiān)控軟件通用模式,，所有控制部件的屬性通過組態(tài)形式完成,，以實現(xiàn)相應(yīng)控制功能。使用ProPB3Win內(nèi)附的圖庫及作圖工具來構(gòu)造生產(chǎn)現(xiàn)場的模擬畫面,，簡便易行,。內(nèi)容豐富的作圖工具庫，使得畫面生動,、豐富多彩,。
  
  此外，充分利用HMI的優(yōu)勢將原先布置在控制柜上的開關(guān),、指示燈盡可能地用HMI中的控制部件替代,，這樣做減少硬件設(shè)備，簡化了現(xiàn)場設(shè)備間的接線,，更重要的是給設(shè)計和調(diào)試帶來諸多方便,。
  
  3.4 HMI參數(shù)設(shè)置功能
  
  主控系統(tǒng)中有多達近百個參數(shù)需要設(shè)置，根據(jù)控制功能將其分為聯(lián)鎖,、橫切,、橫掰、速度,、掰邊,、縱掰及設(shè)備參數(shù)組，使整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加合理,。同時利用HMI觸摸操作的特性使參數(shù)設(shè)置變得極為直觀和簡便,。在參數(shù)設(shè)定時，利用其內(nèi)帶的數(shù)字鍵盤,，將此數(shù)字鍵盤設(shè)計為彈出式,，在操作人員要設(shè)定參數(shù)時，按動 設(shè)定 鍵,，彈出數(shù)字鍵盤進行操作,。每個參數(shù)在部件屬性中定義并分配了相應(yīng)的PLC地址，當(dāng)確認(rèn)后輸入的數(shù)據(jù)將存入PLC的地址中,。操作完成后,，按動 一 鍵，可消去數(shù)字鍵盤,。此種設(shè)計模式可地利用畫面的有效面積,。同時每個參數(shù)都設(shè)有上下限限制，當(dāng)輸入數(shù)值超*,，系統(tǒng)拒絕接受并向操作者發(fā)出超限音響報警,。此外對重要的系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)組，為安全起見，通過工具庫中D-Script腳本語句編寫簡單程序設(shè)置畫面進入操作密碼,，賦予操作人員不同的操作權(quán)限,，增加系統(tǒng)的安全性。
  
  3.5 HMI報警及打印功能
  
  在系統(tǒng)報警設(shè)計時,，將故障信息在報警編輯器中編輯好,，并在報警記錄子畫面中設(shè)置報警記錄顯示部件用于故障信息顯示。系統(tǒng)運行發(fā)生故障時,，HMI根據(jù)PLC傳送的故障信號,，將報警編輯器中對應(yīng)的故障信息在報警記錄子畫面顯示出來。同時監(jiān)控主畫面上?quot;故障"信號燈將閃爍,，音響報警,。此時操作人員可進入報警記錄子畫面，根據(jù)故障信息查找原因,，及時處理,。

   • 在使用 HMI 設(shè)備的所有條件下，均具有可靠性能 – 經(jīng)過認(rèn)證,，適用于所有領(lǐng)域,。
  • 通過明亮且亮度可調(diào)寬屏、大可視角度顯示屏,，提供持續(xù)的過程概覽
  安全性與信息安全 – 容易滿足要求并為系統(tǒng)提供保護,，不會帶來有害影響：
  • 通過 Safety Integrated 功能，輕松保障人員,、機器和環(huán)境的安全,。
  • 通過集成化信息安*方案 Security Integrated，為解決方案提供全面保護,。
  • 通信與組態(tài)可順利實現(xiàn)代次變更且具有開放性,，更大限度提供了投資保護
  集成診斷功能 – 不會在維護方面浪費時間，并且可顯著縮短停機時間：
  • 進行可靠故障檢測,，并通過面向操作員的綜合報警系統(tǒng)獲取信息
  • 借助于集成的系統(tǒng)診斷功能，快速分析和定位錯誤（本地或遠(yuǎn)程）
  • 性自動備份所有數(shù)據(jù),，設(shè)備更換簡單,，不會丟失數(shù)據(jù)
  TIA 博途中的 SIMATIC WinCC 軟件
  TIA 博途中的 SIMATIC WinCC 是集成工程組態(tài)平臺的一部分，該平臺提供了一個用于對控制,、可視化和驅(qū)動解決方案進行編程與組態(tài)的統(tǒng)一組態(tài)環(huán)境,。 SIMATIC WinCC（TIA 博途）是繼 SIMATIC WinCC flexible 之后適用于所有 HMI 應(yīng)用的軟件。
  使用該軟件,，可以組態(tài)幾乎全面 SIMATIC HMI 設(shè)備系列,。功能涵蓋機器層的可視化任務(wù)以及基于 PC 的多用戶系統(tǒng)上的 SCADA 應(yīng)用。
  SIMATIC SCADA 系統(tǒng) – 樹立效率新標(biāo)竿
  西門子 SCADA 系統(tǒng)樹立了工廠自動化以及基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用中的效率新標(biāo)竿
  用于運行管理的 SIMATIC WinCC V7 以及用于高度定制應(yīng)用的 SIMATIC WinCC Open Architecture 均支持標(biāo)準(zhǔn)與平臺。 這樣就能方便地集成現(xiàn)有硬件,，并無縫集成到 IT 環(huán)境中,。
  移動式解決方案和創(chuàng)新的操作方式，確保方便,、快速獲取工廠信息,，符合廣泛的安全標(biāo)準(zhǔn)，可防止操作錯誤,。西門子 SCADA 系統(tǒng)可在整個生命周期內(nèi)擴展,，因此可以隨時擴展現(xiàn)有工廠。這樣就確保了投資安全,。無論您采用的是單用戶系統(tǒng),、多用戶系統(tǒng)，還是廣泛分布的系統(tǒng)：西門子 SCADA 系統(tǒng)都可讓您實現(xiàn)機器設(shè)備,、生產(chǎn)線和整個工廠的可視化,，從而確保更高的透明度。從而挖掘優(yōu)化潛力,，更大限度縮短停產(chǎn)時間,，加快產(chǎn)品上市。
  • 效率：
  通過 SIMATIC SCADA 系統(tǒng),，可實現(xiàn)高效工程組態(tài),，以及高性能歸檔和更高數(shù)據(jù)安全性，從而顯著提高生產(chǎn)率,。這些功能特性是高效運行管理和智能生產(chǎn)分析的基礎(chǔ),。
  • 可擴展性：
  西門子提供了可滿足日益增長的需求并能保證數(shù)據(jù)安全的固定式和移動式解決方案。融入了西門子 15 年的工業(yè)領(lǐng)域 SCADA 專門知識,。無論用戶的需求大小,，我們都可提供正確的解決方案。
  • 創(chuàng)新性：
  通過移動式 SCADA 解決方案,，可隨時隨地掌握新信息– 包括采用現(xiàn)今的平板電腦和智能手機硬件,。工業(yè)環(huán)境下的多點觸控手勢操作開辟了全新的*操作方式。開放性：支持各種標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)內(nèi)部腳本和編程接口,，可方便地滿足各種特殊要求,。