1、深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司西门子触摸屏应用技术西门子触摸屏应用技术深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司一、人一、人 机机 界界 面面 概概 述述 二、人机界面的应用步骤二、人机界面的应用步骤三、西门子人机界面设备简介三、西门子人机界面设备简介四、四、WinCC flexible简介简介第第1讲讲 西门子西门子HMI与与WinCC flexible介绍介绍 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司一、人一、人 机机 界界 面面 概概 述述 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：
2、 （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。深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司 （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。深
3、圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司人机界面人机界面HMI 过程可视化过程可视化设备工作状态显示在设备工作状态显示在HMI设备上，显示画面包括设备上，显示画面包括指示灯、按钮、文字、图形、曲线等，画面可根指示灯、按钮、文字、图形、曲线等，画面可根据过程变化动态更新。据过程变化动态更新。操作员对过程的控制操作员对过程的控制操作员可以通过图形用户界面来控制过程。例如，操作员可以通过图形用户界面来控制过程。例如，操作员可以通过数据、文字输入操作，预置控件操作员可以通过数据、文字输入操作，预置控件的参数或者启动电机。的参数或者启动电机。显示报警显示报警过程的临界状态会自动触发报警，例如，当超出过程的
4、临界状态会自动触发报警，例如，当超出设定值时显示报警信息。设定值时显示报警信息。归档过程值归档过程值HMI系统可以连续、顺序记录过程值和报警，并系统可以连续、顺序记录过程值和报警，并检索以前的生产数据，并打印输出生产数据。检索以前的生产数据，并打印输出生产数据。过程和设备的参数管理过程和设备的参数管理HMI系统可以将过程和设备的参数存储在配方中。系统可以将过程和设备的参数存储在配方中。例如，可以一次性将这些参数从例如，可以一次性将这些参数从HMI设备下载到设备下载到PLC，以便改变产品版本进行生产。，以便改变产品版本进行生产。HMI系统承担的主要任务系统承担的主要任务 深圳联嵌科深圳联嵌科技有
5、限公司技有限公司二、人机界面的组态步骤二、人机界面的组态步骤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运行阶段深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司三、西门子人机界面设备简介三、西门子人机界面设备简介 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司1文本显示器文本显示器TD200C TD400C 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司 （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STEP7-Micro/WIN来组态。 （2）TD40
6、0C。TD400C（如图10-5所示）是新一代文本显示器，完全支持西门子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。深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司2微型面板微型面板TP070 TP170micro 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司TP178 micro K-TP178 micro 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司 TP070、TP170 micro、TP177 micro和K-TP178 micro
7、都是专门用于S7-200的5.7in的STL-LCD，4种蓝色色调，有CCFL背光，320240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。 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司3、触摸屏、触摸屏 TP270TP177、TP170深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司 （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ST
8、N-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。深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司4、操作员面板、操作员面板 OP3 OP7 OP17 OP170B 、OP17
9、7B深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司 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。深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司5、移动面板、移动面板 Mobile Panel 170 移动面板Mobile 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MP
10、I/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Mobile Panel 170移动面板。深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司6、多功能面板、多功能面板 多功能面板（Multi Panel，MP）是性能最高的人机界面，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
11、功能。 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司 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 TeleService 或Internet，通过WinCC flexible的SmrtService进行传输。此外它还有PC卡插槽和CF卡插槽。深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司四、四、WinCC flexible简介简介 1. ProTool与与WinCC flexible 西门子的人机界面以前使用Pr
12、oTool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保持了一致性。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。深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司 WinCC flexible具有开放简易的扩展功能，带有
13、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。深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司2、WinCC flexible操作界面操作界面 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司SIMATIC 人机界面系列（人机界面系列（HMI）深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司WinCC flexible系统组态的基本结构系统组态的基本结构 HMI设备设备PLC控制过程控制过程通过变量通信通过变量通信I/O模块模块
14、WinCC flexible监控系统组态是通过监控系统组态是通过PLC以以“变量变量”方式实现方式实现HMI与与机械设备或过程之间的通信。机械设备或过程之间的通信。过程值通过过程值通过I/O模块存储在模块存储在PLC中，触摸屏通中，触摸屏通过变量访问过变量访问PLC相应的存储单元。相应的存储单元。 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司HMI监控系统的设计步骤监控系统的设计步骤新建新建HMI监控项目监控项目在在WinCC flexible组态软件中创建一个组态软件中创建一个HMI监监控项目控项目建立通信连接建立通信连接建立建立HMI设备与设备与PLC之间的通信连接，之间的通信连接，HMI设设
15、备与组态备与组态PC机之间的通信连接机之间的通信连接在在WinCC flexible中定义需要监控的过程变量中定义需要监控的过程变量定义变量定义变量创建监控画面创建监控画面绘制监控画面，组态画面中的元素与变量建立绘制监控画面，组态画面中的元素与变量建立连接，实现动态监控生产过程连接，实现动态监控生产过程编辑报警消息编辑报警消息编辑报警消息，组态离散量报警和模拟量报警编辑报警消息，组态离散量报警和模拟量报警组态配方组态配方组态配方以快速适应生产工艺的变化组态配方以快速适应生产工艺的变化用户管理用户管理分级设置操作权限分级设置操作权限深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司任务任务13 建立灌装生
16、产线监控项目建立灌装生产线监控项目 启动启动WinCC flexible，新建灌装自动化生产线监控项目，新建灌装自动化生产线监控项目FILL，并将该项目集成到，并将该项目集成到STEP 7中。中。 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司建立一个建立一个WinCC flexible项目项目 启动启动WinCC flexible 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司新建新建WinCC flexible项目项目 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司设备选择对话框设备选择对话框深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司项目组态界面项目组态界面工具栏工具栏菜单栏菜单栏项目视图项目视图工作区工作区
17、工具窗口工具窗口属性视图属性视图输出视图输出视图对象视图对象视图深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司任务任务14 建立通信连接建立通信连接 建立触摸屏与组态建立触摸屏与组态PC机的通信连接，建立触摸屏与控机的通信连接，建立触摸屏与控制器制器PLC的通信连接。的通信连接。 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司触摸屏的通信连接触摸屏的通信连接 TP177B PN/DP的端口的端口1- 机壳等电位联结端子机壳等电位联结端子2- 电源插座电源插座3- RS 422/RS 485接口（接口（IF1B）4- PROFINET接口接口5- USB接口接口深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司TP1
18、77B PN/DP与组态与组态PC机的连接机的连接深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司TP177B PN/DP与与PLC的连接的连接深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司设置触摸屏通信参数设置触摸屏通信参数 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司MPI属性设置对话框属性设置对话框1- HMI1- HMI设备是总线上的唯一主站设备是总线上的唯一主站2- 2- 触摸屏的触摸屏的MPIMPI地址地址3- 3- 超时超时4- 4- 数据传输速率数据传输速率5- 5- 最高站地址最高站地址深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司PROFIBUS属性设置对话框属性设置对话框1- HMI1- HMI
19、设备是总线上的唯一主站设备是总线上的唯一主站 2- 2- 触摸屏的触摸屏的PROFIBUS地址地址3- 3- 超时超时 4- 4- 数据传输速率数据传输速率 5- 5- 最高站地址最高站地址 6- 6- 总线类型总线类型 7- 7- 用于打开用于打开“配置文件配置文件”对话框的按钮对话框的按钮深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司以太网设置对话框以太网设置对话框1- 1- 以太网卡驱动以太网卡驱动2- 2- 触摸屏的触摸屏的MAC地址地址3- 3- 属性按钮属性按钮1- 1- 地址分配地址分配2- IP2- IP地址地址3- 3- 子网掩码地址子网掩码地址4- 4- 默认网关地址默认网关地址
20、深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司WinCC flexible通信参数设置通信参数设置深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司触摸屏与触摸屏与PLC的通信的通信修改连接名称修改连接名称选择通信驱动选择通信驱动触摸屏接口触摸屏接口触摸屏参数触摸屏参数网络参数网络参数PLC参数参数深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司任务任务15 生成监控系统所需的变量生成监控系统所需的变量 自动化控制系统与自动化控制系统与HMI设备之间的数据交换是通过变量实设备之间的数据交换是通过变量实现通信的。使用现通信的。使用WinCC flexible的变量编辑器生成监控系统的变量编辑器生成监控系统所需的变量，设
21、置变量的属性。所需的变量，设置变量的属性。 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司定义变量定义变量 与外部控制器（例如与外部控制器（例如PLC）具有）具有过程连接的变量。必须指定与触过程连接的变量。必须指定与触摸屏相连接的摸屏相连接的PLC的内存位置，的内存位置，其值随其值随PLC程序的执行而改变，程序的执行而改变，触摸屏和触摸屏和PLC都可以对其进行读都可以对其进行读写访问，是触摸屏与写访问，是触摸屏与PLC进行数进行数据交换的桥梁。据交换的桥梁。 最多可使用的外部变量数目与授最多可使用的外部变量数目与授权有关。权有关。 与外部控制器没有过程连接的变与外部控制器没有过程连接的变量。其值存储
22、在触摸屏的存储器量。其值存储在触摸屏的存储器中，不用分配地址，只有触摸屏中，不用分配地址，只有触摸屏能够访问内部变量，用于触摸屏能够访问内部变量，用于触摸屏内部的计算或执行其他任务。内部的计算或执行其他任务。 内部变量没有数量限制，可以无内部变量没有数量限制，可以无限制地使用。限制地使用。外部变量外部变量 内部变量内部变量深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司变量的数据类型变量的数据类型 变量类型变量类型符号符号位数位数/bit取值范围取值范围字符字符Char8字节字节Byte80255有符号整数有符号整数Int16-3276832767无符号整数无符号整数Uint16065535长整数长整
23、数Long32-21474836482147483647无符号长整数无符号长整数Ulong3204294967295浮点数（实数）浮点数（实数）Float32 1.17549510-38 3.40282310+38-1.17549510-38-3.40282310+38双精度浮点数双精度浮点数Double64布尔（位）变量布尔（位）变量Bool1True(1)、false(0)字符串字符串String日期时间日期时间Date Time64日期日期/时间值时间值深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司变量编辑器变量编辑器设置变量的属性设置变量的属性 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司任务任
24、务16 组态灌装自动化生产线监控画面组态灌装自动化生产线监控画面 根据灌装自动化生产线监控系统的要求，设计过程监控画面。根据灌装自动化生产线监控系统的要求，设计过程监控画面。 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司组态监控画面组态监控画面 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司设计画面结构设计画面结构 初始画面初始画面画面画面1画面画面2画面画面3画面画面n初始画面初始画面 运行画面运行画面 参数设置画面参数设置画面 趋势视图画面趋势视图画面 用户管理画面用户管理画面 物料混合画面物料混合画面 配方设置画面配方设置画面 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司画面编辑器画面编辑器 画面窗口
25、画面窗口属性窗口属性窗口简单对象简单对象工具窗口工具窗口深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司工具窗口的其他对象工具窗口的其他对象 增强对象增强对象图形图形深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司打开全局库打开全局库深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司创建画面创建画面 固定窗口区固定窗口区基本区域基本区域深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司组态初始画面组态初始画面 图形对象图形对象画面切换按钮画面切换按钮深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司组态运行画面组态运行画面 向量图形元素向量图形元素 I/O域域 图形图形棒图棒图控制按钮控制按钮 灌装过程灌装过程 运行状态运行状态 库库阀门
26、开闭阀门开闭深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司组态趋势视图组态趋势视图 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司显示报警消息显示报警消息 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司WinCC flexible模拟调试模拟调试 WinCC flexible提供了一个模拟器软件，在没有提供了一个模拟器软件，在没有HMI设备的情设备的情况下，可以用况下，可以用WinCC flexible的运行系统模拟的运行系统模拟HMI设备，用它设备，用它来测试项目，调试已组态的来测试项目，调试已组态的HMI设备功能。设备功能。 深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司项目的集成模拟调试项目的集成模拟调试 深圳
27、联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司SIMATIC 精彩系列面板精彩系列面板深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司SIMATIC 精彩系列面板精彩系列面板强大且丰富的通讯能力强大且丰富的通讯能力为为S7-200度身订做，简单操作即可建立高效稳定的通讯连接。同时，灵活的通讯接度身订做，简单操作即可建立高效稳定的通讯连接。同时，灵活的通讯接口确保了和第三方口确保了和第三方PLC产品的兼容性。产品的兼容性。 集成了集成了RS 422/ 485 通讯口通讯口: 使得使得Smart Line的通讯更加灵的通讯更加灵活，可以和市场主流的小型活，可以和市场主流的小型PLC建立稳定可靠的通讯连接建立稳定可靠
28、的通讯连接 PPI 通讯协议通讯协议: Smart Line与与S7-200可建立高可建立高速无缝的连接，与速无缝的连接，与S7-200组成组成完美的小型自动化解决方案。完美的小型自动化解决方案。 波特率波特率 187.5 kb/s: 通信速度高达通信速度高达187.5kb/s，远高，远高于市面上其他厂家的通用的于市面上其他厂家的通用的9.6kb/s深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司SIMATIC 精彩系列面板精彩系列面板与与S7-200精彩连接精彩连接6 寸彩寸彩色色10 寸寸15 寸寸Panels and Multi PanelsMicro Panels and PanelsTP 1
29、77B DPOP 177B DPTP 177B PN/DPTP 177B PN/DPOP 177B PN/DPMP 277 10” TouchMP 277 10” KeyMP 377 15” Touch4 寸寸TD 400COP 77AOP 73(micro)6 寸单寸单色色TP 177microTP 177ABasic PanelsKTP600 BasicKTP1000 BasicS7-200SmartPanelsKTP400 BasicKTP-178microS7-200/S7-300/400硬件接口，软件功能，通讯能力，硬件接口，软件功能，通讯能力，显示尺寸显示尺寸Smart 700Sm
30、art 10007寸深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司SIMATIC 精彩系列面板产品技术参数精彩系列面板产品技术参数Smart 700Smart 1000环境条件操作温度0 - 50C (垂直安装垂直安装)存储/运输温度 -20C - 60C最大相对湿度90% (无冷凝无冷凝)耐冲击性15g/11ms防护等级前面前面IP65背面背面IP20 软件功能组态软件WinCC Flexible 2008 China SP2 + HSP可连接的西门子PLCS7-200第三方 PLCMitsubishi FX / Omron CP1变量500画面数50报警系统（报警数量/报警级别）200 / 32
31、配方5趋势曲线报警缓冲脚本/存档/ WinAC MP / 选件/可扩展性认证CE深圳联嵌科深圳联嵌科技有限公司技有限公司SIMATIC 精彩系列面板精彩系列面板产品技术参数产品技术参数Smart 700Smart 1000显示尺寸（英寸）（英寸）7英寸宽屏英寸宽屏10.2英寸宽屏英寸宽屏开孔尺寸 (mm)192 x 138259 x 201前面板尺寸 (mm)213 x 159288 x 222显示类型LCD-TFT分辨率（宽 x 高，像素）800 x 480颜色256亮度250 cd/m亮度调节背光寿命( 25C)最大最大40,000小时小时 ( 屏保屏保)触屏类型4线电阻式触摸屏线电阻式触摸屏CPUARM, 400MHz供电电源24 V DC电压允许范围19.2 V - 28.8 V DC内存64M SDRAM + 8M Flash蜂鸣器时钟软件时钟软件时钟通信接口1x422/485, 最大通信速率最大通信速率187.5 Kbits/s以太网接口USBMMC/SD/CF卡槽功能键
