上海凯台自动化控制设备有限公司
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西门子HMI与WinCC flexible介绍
一、人 机 界 面 概 述 二、人机界面的应用步骤 三、西门子人机界面设备简介
四、WinCC flexible简介
一、人 机 界 面 概 述
1、人机界面的基本概念
人机界面（Human Machine Interface）又称为人机接口，简称为HMI。 人机界面可以承担下列任务： （1）过程可视化。在人机界面上动态显示过程数据（即PLC采集的 现场数据）。 （2）操作员对过程的控制。操作员通过图形界面来控制过程。如操 作员可以用触摸屏画面上的输入域来修改系统的参数，或者用画面上的 按钮来启动电动机等。
（3）显示报警。过程的临界状态会自动触发报警，如当变量超出 设定值时。
（4）记录功能。顺序记录过程值和报警信息，用户可以检索以前
的生产数据。 （5）输出过程值和报警记录。如可以在某一轮班结束时打印输出
生产报表。
（6）过程和设备的参数管理。将过程和设备的参数存储在配方中 ，可以一次性将这些参数从人机界面下载到PLC，以便改变产品的品种
二、人机界面的应用步骤
1．对监控画面组态 2．人机界面的通信功能3．编译和下载项目文件4．运行阶段
三、西门子人机界面设备简介
1．文本显示器
文本显示器TD200C
TD400C
（1）TD200C。TD200C如图10-4所示，它具有标准TD200的基本
操作功能，另外还增加了一些新的功能。TD200C为用户提供了非常灵
活的键盘布置和面板设计功能。用S7-200的编程软件STEP7Micro/WIN来组态。 （2）TD400C。TD400C（如图10-5所示）是新一代文本显示器
，*支持西门子S7-200 PLC，4行中文文本显示，与S7-200 PLC通
过PPI高速通信，速率可达到187.5kb/s，STEP7-Micro/WIN4.0 SP4中 文版组态，HMI程序存储于PLC，无需单独下载，便于维护。
2．微型面板
TP070
TP170micro
TP178 micro
K-TP178 micro
TP070、TP170 micro、TP177 micro和K-TP178 micro都是专门 用于S7-200的5.7in的STL-LCD，4种蓝色色调，有CCFL背光，
320×240像素，通信接口均为RS-485。支持的图形对象有位图、图
标或背景图片，有软件实时时钟，可以使用的动态对象为棒图。
3、触摸屏
TP177、TP170 TP270
（1）TP170A是用于S7系列PLC的简单任务的经济型触摸屏，采 用5.7in蓝色STN-LCD,4级灰度，支持位图、图标和背景图画，动态对象
有棒图，有一个RS-232接口和一个RS-422/485接口。
（2）TP170B采用5.7in、蓝色或16色STN-LCD，有2个RS-232接 口、1个RS-422/485接口和1个CF卡插槽，支持位图、图标、背景图画
和矢量图形对象，动态对象有图表、柱形图和隐藏按钮，有配方功能。
（3）TP270采用5.7in或10.4in 256色STN触摸屏，通过改进的显 示
技术，提高了亮度。可以通过CF卡、MPI和可选的以太网接口备份或
恢复。可以远程下载/上载组态和硬件升级。有2个RS-232接口、1个
RS-422/485接口和1个CF卡插槽，可以通过USB、RS-232串口和以太 网接口驱动打印机。
4、操作员面板
S7—200PLC系统主机（CPU）模块的外形和模块功能简介
S7—200系统CPU 22*系列PLC主机(CPU模块)的外形如图1所示。 S7—200CPU模块包括一个*处理单元、存储器、电源以及数字I／O点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。CPU负责执行程序，以便对工业自动化控制任务或过程进行控制。输人部分从现场设备中采集信号，输出部分则输出控制信号，控制工业过程中的设备。
图1 CPU 22*系列PLC的CPU外形
从CPU模块的功能来看，SIMATICS7—200系列小型可编程序控制器发展至今，经历了两代：*代产品的CPU模块为CPU 21*，现已停产。第二代产品的CPU模块为CPU 22*，是在21世纪初投放市场的。其速度快，具有*的通讯能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元。
(1)CPU 221 CPU 221具有6输入／4输出，共计10个点的I／O，无扩展能力，有6 KB程序和数据存储空间。还具有4个独立的30 kHz高速计数器，2路独立的20 kHz高速脉冲输出端，1个RS—485通讯／编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由通讯方式。非常适合于小点数的控制系统。
(2)CPU 222 CPU 222除了具有CPU 221的功能外，其不同点在于：它有8输人／6输出，共计14点I／O。可以带两个扩展模块，zui多扩展8路模拟量和64个I／O，因此是更广泛的全功能控制器。
(3)CPU 224 它在CPU 222的基础上使主机的输入输出点数增为24点，有14输入／10输出，可以带7个扩展模块，zui大可扩展为168点数字量或者35点模拟量的输入和输出；存储容量也进一步增加，有内置时钟，还增加了一些数学指令和高速计数器的数量，具有较强的控制能力。
(4)CPU 226 这种模块在CPU 224的基础上功能又进一步增强，有24输入／16输出，主机输入和输出点数增到40点，zui大可扩展为248点数字量或35点模拟量；增加了通讯口的数量，通讯能力大大增强；它可用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统。
现在西门子公司新推出了一种增强型的CPU 226XM，它在用户程序存储容量上扩大到8K字，其他指标和CPU 226相同。
每一款主机模块上都集成了24V直流电源，可以直接用于连接传感器和执行机构。利用EEPROM存储存储程序和配置信息。用户数据可通过主机的超级电容存储若干天，电池模块可选，可使数据的存储时间延长到200天。可以用普通输入端子捕捉比CPU扫描周期更快的脉冲信号，利用中断输入，允许以极快的速度对信号的上升沿做出响应。速度为30 kHz的高速计数器可以编程，并具有复位输入端，多个独立的输入端，可同时用作加减计数，可以连接相应数量的相位差为90度的A／B相增量编码器。2路zui大可达20kHz的高频脉冲输出，可用以驱动步进电机和伺服电机以实现准确定位任务。可以用模块上的电位器来改变它对应的特殊寄存器中的数值，可以即时更改程序运行中的一些参数，如定时／计数器的设定值、过程量的控制参数等。实时时钟可用以对信息加注时间标记，记录机器运行时间或对过程进行时间控制。
OP3
OP7
OP17
OP170B 、OP177B
OP170B（见图10-15）基于Windows CE操作系统，采用320*240像 素，5.7in的蓝色STN-LCD，有24个功能键，其中18个带LED。有两个
RS-232接口、一个RS-422/485接口和一个CF卡插槽，可以连接其他品
牌的PLC。它支持位图、图标、背景图形和矢量图形对象，动态对象有 图表、柱形图和隐藏按钮，具有配方功能。
5、移动面板
Panel 170
移动面板 Panel 170是基于Windows CE操作系统的移动HMI 设备，它有一个串口和一个MPI/PROFIBUS-DP接口，两个接口都可以 用于传送项目，具有棒图、趋势图、调度器、打印、带缓冲的报报警和 配方管理功能，用CF卡备份配方数据和项目。如图10-10所示为 Panel 170移动面板。
6、多功能面板
多功能面板（Multi Panel，MP）是性能zui高的人机界面，高性
能、具有开放性和可扩展性是其突出特点。它采用Windows CE
V3.0操作系统，用WinCC flexible组态，用于高标准的复杂机器的 可视化，可以使用256色矢量图形显示功能、图形库和动画功能。
它有过程值和信息归档功能、曲线图功能和在线语言选择功能。
MP系列多功能面板有两个RS-232接口、RS-422/485接口、USB
接口和RJ45以太网接口，RS-485接口可以使用MPI、PROFIBUS-DP 协议，还可以通过各种通信接口传送组态。而距离较长时可以用调制
解调器、SIMATIC eService 或Intern e t，通过WinCC flexible的
Sm@rtService进行传输。此外它还有PC卡插槽和CF卡插槽。
四、WinCC flexible简介
1. ProTool与WinCC flexible
西门子的人机界面以前使用ProTool组态，SIMATIC WinCC
flexible是在被广泛认可的ProTool组态软件上发展起来的，并且与 ProTool保持了*性。ProTool适用于单用户系统，WinCC flexible可以
满足各种需求，从单用户、多用户到基于网络的工厂自动化控制与监视
。大多数SIMATIC HMI产品可以用ProTool或WinCC flexible组态，某些 新的HMI产品只能用WinCC flexible组态。我们可以非常方便地将
ProTool组态的项目移植到WinCC flexible中。
WinCC flexible具有开放简易的扩展功能，带有VB脚本功能，集 成了ActiveX控件，可以将人机界面集成到TCP/IP网络。
WinCC flexible带有丰富的图库，提供了大量的对象供用户使用， 其缩放比例和动态性能都是可变的。使用图库中的元件，可以快速方 便地生成各种美观的画面。
联 系 人： 李 建《李 工》
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实现的电机启停的继电器接触器控制装置与PLC控制的分析比较
观察用传统的继电器接触器控制装置实现的电机启停方式：
方式一：按下启动按钮，电动机直接启动，按下停止按钮，电机停止工作。
方式二：按下启动按钮，电动机5秒后启动，按下停止按钮，电机停止工作。
归纳继电器接触器控制装置的特点有：
优点：简单易懂、使用方便、价格便宜
缺点：可靠性不高（硬接线逻辑、大量的机械触点）；通用性和灵活性较差（当控制要求改变时需重新设计布线，花费大时间长）；功能简单（只限于逻辑顺序控制、定时等）
观看用PLC可编程控制器实现的上述两种启停控制方式：
观察结论：PLC可编程控制器的软程序代替硬接线，可高性高，通用性强
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