可編程序控制器Programmable Logic Controller(PLC)在工廠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、報警記錄和打印等要求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。
1.工業人機界面的特點和功能
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。觸動屏幕時，電阻網絡上的電阻和電壓發生變化并由軟件計算出觸摸位置。
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；報警處理及打印；此外，新一代工業人機界面還具有簡單的編程、對輸入的數據進行處理、數據登錄及配方等智能化控制功能。
2.HMI在PLC工控系統上的應用
下面以國內某大型浮法玻璃生產線冷端切割區主控系統為例，介紹HMI在PLC工控系統上的應用。
2.1HMI與PLC之間的通訊
當HMI用于PLC控制系統時，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）、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。
2.2HMI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畫面 功能鍵退回到監控主畫面。系統自動采集相關數據，將切割計劃、測量脈沖、輥道速度等一些重要生產工藝參數顯示在主畫面上，便于操作人員的觀察。監控主畫面上還有生產過程的動態畫面顯示，在動態畫面上以各種形式模擬出主要控制設備的運行情況，例如光電開關的動作、電磁閥的吸合、電機的運行停止等，直觀、生動的反映出現場的過程，方便操作人員對生產情況、設備工況的了解。顯控公司的HMI編程軟件SamDraw3.2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。SamDraw3.2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SamDraw3.2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SamDraw3.2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。此外，充分利用HMI的優勢將原先布置在控制柜上的開關、指示燈盡可能地用HMI中的控制部件替代，這樣做減少硬件設備，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。
主控系統中有多達近百個參數需要設置，根據控制功能將其分為聯鎖、橫切、橫掰、速度、掰邊、縱掰及設備參數組，使整個系統的結構更加合理。同時利用HMI觸摸操作的特性使參數設置變得極為直觀和簡便。在參數設定時，點擊數字輸入控件自動彈出系統的數字鍵盤進行操作。每個參數在部件屬性中定義并分配了相應的PLC地址，當確認后輸入的數據將存入PLC指定的地址中。操作完成后，按動ENT鍵，可消去數字鍵盤同時完成數字輸入。此種設計模式可最大化地利用畫面的有效面積。同時每個參數都設有上下限限制，當輸入數值超限時，系統將拒絕接受并且不能退出鍵盤，待輸入正確后方可退出。此外對重要的系統設備參數組，為安全起見，可以對參數設置畫面設置訪問權限，賦予操作人員不同的操作權限，增加系統的安全性
2.3HMI報警功能
在系統報警設計時，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置報警記錄顯示部件用于故障信息顯示。系統運行發生故障時，HMI根據PLC傳送的故障信號，將報警編輯器中對應的故障信息在報警記錄子畫面顯示出來。同時監控主畫面上的“故障”信號燈將閃爍，聲響報警。此時操作人員可進入報警記錄子畫面，根據故障信息查找原因，及時處理。
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