【摘要】可編程序控制器Programmable Logic Controller在自動化中占有舉足輕重的地位。技術的不斷發展極大地促進了基于PLC為核心的控制系統在控制功能、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也成為整個控制系統中重要的內容。對于那些工藝過程較復雜，控制參數較多的工控系統來說，尤其顯得重要。新一代工業人機界面HMI的出現，對于在構建PLC工控系統時實現上述功能，提供了一種簡便可行的途徑。

　　【關鍵詞】HMI  輸送機控制  PLC與HMI通訊 HMI功能

　　【 Abstract 】 PLC Programmable Logic Controller in automation plays a decisive role. The development of technology greatly promote the based on PLC as the core of the control system in control function, control level improvement. At the same time for the control mode, the requirements of operation level of more and more is also high, therefore interactive interface also become the whole control system in the important content. For those that the technology is complex, the control parameters of the industrial control system more, it is especially important. A new generation of industrial man-machine interface of HMI appear, for in constructing the PLC control system to realize the above functions, provides a simple way.

　　【 Key words 】 HMI PLC and HMI conveyor control communication HMI function

　　工業人機界面Human Machine Interface，簡稱HMI，又稱觸摸屏監控器，是一種智能化操作控制顯示裝置。工業人機界面以特殊設計的計算機系統32位RISC CPU芯片為核心，在STN、TFT液晶顯示屏或EL電發光顯示器上罩蓋有透明的電阻網絡式觸摸屏。HMI的主要功能有：數據的輸入與顯示；系統或設備的操作狀態方面的實時信息顯示；在HMI上設置觸摸控件可把HMI作為操作面板進行控制操作；報警處理。

　　自動化立體倉庫中HMI在PLC工控系統上的應用

　　下面以國藥集團某物流中心輸送機主控系統為例，介紹HMI在PLC工控系統上的應用。

　　自動化立體倉庫是國藥物流中心的一個重要環節，其中包括物品的入庫、出庫、揀選生產控制設備。系統硬件上主要由主控制器PLC，現場設備控制裝置，包括、變頻器、數字量信號采集和處理器等和HMI構成。作為整個控制系統的核心，整個系統的核心控制部分由西門子S7-300系列PLC完成，此部分內容本文略，而系統的手動操作、動畫顯示和交互式操作界面等任務將由HMI承擔。主要有以下內容：輸送設備手動操作頁面；輸送設備動態畫面的顯示；故障報警與解除。其中HMI選用西門子的TP270型人機界面。

　　HMI與PLC之間的通訊 ：當HMI用于PLC控制系統時，HMI與PLC之間通過DP總線方式進行通訊。在該方式下，HMI根據要求直接讀入PLC的數據或把數據寫入PLC相應的地址中。由于內裝通訊協議，因此無須編制通訊程序，只要指定所用PLC類型即通訊協議，運行時便可實現通訊。因此大大減少了PLC用戶程序的負擔。在系統設計時，直接指定控制部件與其對應PLC的輸入輸出（I／O）、中間寄存器（M）、數據塊的地址，運行時HMI就能自動和PLC進行數據交換。直接讀取或改寫PLC相應地址的內容，并據此改變畫面上顯示內容。同時通過對HMI的觸摸操作，可向PLC相應的地址輸入數據。

　　HMI監控主面： 整個HMI監控系統采用樹型結構，由監控主畫面及相應功能子畫面組成。在監控主畫面下端設有控制功能鍵，按動功能鍵可以依次進入相應子畫面，執行所需的功能。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 主頁 功能鍵退回到監控主畫面。系統自動采集相關數據，將輸送機系統上貨物運送方向和運送貨物的條碼號都顯示在主畫面上，便于操作人員的觀察。監控主畫面上還有輸送系統與上位監控機的通訊信息及故障設備和故障類型等，直觀、生動的反映出現場的過程，方便操作人員對設備工況的了解。SIEMENS的HMI編程軟件Wincc flexible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、數據文本顯示部件等等，實現上述功能只要根據需要選擇相應的控制部件，定義好其屬性即可。Wincc flexible采用監控軟件通用模式，所有控制部件的屬性通過組態形式完成，以實現相應控制功能。使用Wincc flexible內附的圖庫及作圖工具來構造生產現場的模擬畫面，簡便易行。內容豐富的作圖工具庫，使得畫面生動、豐富多彩。 而且Wincc flexible還支持圖片上傳以及自定義圖庫功能，用戶可以很方便的將本地圖片生成為圖庫或控件，在以后的組態過程中可以很方便的調用。

　　下面兩張圖分別顯示了HNI在應用中的動畫顯示：

　　此HMI界面就是顯示當前設備正在傳送過程。

　　此HMI界面顯示當前設備傳送完成后的狀態顯示。

　　因此，這樣更直觀的告訴操作人員設備的運行狀態和貨物的信息，當設備出現故障是方便操作人員判斷故障及解除故障。

　　此外，由于設備手動也是通過HMI的不同畫面來操作，充分利用HMI的優勢將原先布置在各個設備附近的手動開關、指示燈盡可能地用HMI中的控制部件替代，這樣做即減少硬件設備，又簡化了現場設備間的接線，更重要的是給設計和調試帶來諸多方便。