关于自动化ＰＬＣ人机界面方面电气设计
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（三一重型装备有限公司 维
辽宁沈阳１１００２７） 科学论坛
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［摘要］ＰＬＣ是可编程序控制器的简称，在当代工业自动化控制中有着广泛的应用，ＰＬＣ是很重要，但是我们单单只学习ＰＬＣ是不行的，因为搞自动化是一个
系统工程，特别是对于电气方面的设计，光懂硬件不行，只会软件编程也不行，只有软硬件很好的结合，加上经验的累计，相关技术执着地追求，几年后大家都会成
为自控行业的专家，成为电气设计方面的专家。本文便从这些方面进行了仔细地探讨．
［关键词］ＰＬＣ人机界面 电气设计ＰＬＣ的作用和应用
中图分类号：ＴＰ１９３．８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－９１４Ｘ（２０１１）３３—００５３一Ｏｌ
工业的发展就是由原来的人为工作变成现在的机器工作，但是如果我们人
类不给机器指令或者是编程，机器是不会像人类一样主动去工作的。所以在
ＰＬＣ设计过程中必然要出现一种由人到机器的操作界面，这个时候人机界面就
出现了。人机界面是可编程序控制器（ＰＬＣ）控制系统中用来实现人机对话的
终端设备，其种类包括数据存取单元、可编程序终端（ＰＴ）、触摸屏和计算机
工业组态软件。由于工业上的大量使用，可编程序终端这类产品，已经开始进 入可编程序控制器教学课程和实验内容的范畴。
１ ＰＬｃ人机界面对于自动化的作用大小，我下面用一个实际例子来说明一 下一硬件组成
１．１人机界面
选用速肯５００Ｄ ５。７彩色触摸屏，它是市场上一款性价比非常高的触摸
屏，可以与市场上主流ＰＬＣ厂家的ＰＬＣ直接通讯（正是由于其兼容性强才决定
选用此产品），比如说三菱西门子欧母龙等，还可以通过ＭＯＤＢＵＳ协议跟单片机
直接通讯，其编程方式简单易学，既使无专业知识也能快速掌握。ＳＯＬＣＮ触摸
屏ｅｓｏｌ５。镥编辑软件中集成软件帮助功能，在编辑过程中碰到任何问题，按Ｆ１ 都能弹出响应的帮助信息，用起来非常方便。速肯ｅｓｏ１５．８支持离线模拟功
第2期(总第153期)2009年4月机械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATIONNo.2Apr.
文章编号:1672-6413(2009)02-0135-02
S7-200PLC人机界面的设计与实现
赵鹏飞,张保成(中北大学,山西 太原 030051)
摘要:主要介绍一种利用触摸屏实现S7-200系列PLC人机界面的设计方法,并结合某货物分拣系统实现了MD204L触摸屏和S7-200系列PLC人机界面接口的设计和编程。关键词:PLC;触摸屏;人机界面中图分类号:TP334.1 文献标识码:A
山西省自然科学基金资助项目(20051024)收稿日期:2008-08-18;修回日期:2008-11-21作者简介:赵鹏飞(1979-),男,山西大同人,助教,硕士。0 引言随着PLC控制设备自动化程度的不断提高以及生产工艺要求的不断变化,PLC控制设备操作面板上的各种按钮及操作机构变得越来越复杂,这就使得设备操作人员在初学时显得特别困难,而且在其操作过程中常会出现误操作,这也增加了设备的故障率。触摸屏又称可编程终端(ProgrammableTerminal,简称PT[1],)触摸显示屏不仅可以减少一台PLC控制设备的面板操作按钮及其它操作部件,同时,对于同一台设备加工不同工件时的程序选择及程序中的参数修改都相当方便;触摸屏的采用降低了人机沟通的障碍;利用触摸屏取代PLC控制设备的操作面板,就相当于将PLC控制设备操作面板的硬件以软件的形式储存于PLC中[2],充分利用了PLC中的内存,并减少了大量的硬件设施以及由此而带来的故障。1 S7-200PLC通信原理本文中S7-200PLC采用PPI通信协议、OP屏及RS-485接口,其数据线为MD-S7-CAB0通信线,传送数据由1个起始位、8个数据位、1个偶校验位、一个停止位组成,传送速率为9600b/s。PPI通信协议是一种主-从协议,是S7-200PLC最基本的通信方式,主-从站在一个令牌环网中,因此在CPU内用户网络读写指令即可,网络读写指令是运行在PPI协议上的,因此PPI只在主站侧编写程序,从站的网络读写指令没有什么意义。即在该协议中,主站(其它CPU、SIMATIC编程器或TD200)给从站发出申请,从站进行响应。从站不初始化信息,但是当主站发出申请或查询时,从站才进行响应。S7-200CPU在RUN模式下才可以作为PPI主站。一旦进入PPI主站模式,就可以利用网络读(NETR)和网络写(NETW)指令读写其它CPU。作为PPI主站的S7-200CPU还可以响应其它主站的请求。对于任何一个从站有多少个主站和它通信,PPI协议没有限制,但是在网络中最多只能有32个主站[3]。2 人机界面的工作原理人机界面(HMI)是操作人员与机器设备之间双向沟通的桥梁,是用户可以自由地组合文字、按钮、图形、数字等来处理、监控、管理或应付随时可能变化信息的多功能显示屏幕。使用人机界面还可以使机器的配线标准化、简单化,同时还能减少PLC监控器所需的I/O点数,降低生产成本。人机界面产品由硬件和软件两部分组成,硬件部分包括处理器、显示模块、输入模块、通信模块和数据存储模块等,见图1。
S7-200通信最经济的方式就是采用PPI协议和自由口通信协议。对于S7-200之间进行通信，PPI协议又更适合——它比自由口通信的编程更简单！下面就对这个PPI通信进行说明——以2台S7-200通信为例，做一个实例。
设备配置：1台S7-200 CPU 226CN的PLC、 1台S7-200 CPU 224XP的PLC
硬件连接：原则上需要配备1条紫色的Profibus电缆、2个黑色的Profibus-DP接头。如果需要在PLC通信时对所有在线的PLC进行监控/编程操作而不占用另外的通信口（也就是说，假如所有PLC用端口PROT1进行PPI通信，而现在要对所有PLC依次编程/监控，但又不想占用这些PLC的端口PROT0——端口PROT0可能已作它用），那么必须在其中1台PLC采用带编程口的Profibus-DP接头。所以说，带编程口的Profibus-DP接头在整个网络中只需要一个就可以了。这样，也就可以在某一台PLC处对在网的其它PLC进行编程/监控。
引脚分配：
........S7－－200 CPU上的通讯端口是符合欧洲标准EN 50170中PROFIBUS标准的RS－－485兼容9针D型连接器。下表列出了为通讯端口提供物理连接的连接器，并描述了通讯端口的针脚分配。下面是S7-200的通信接口——D型9孔母头的引脚定义。
网络电缆的偏压电阻和终端电阻
为了能够把多个设备很容易地连接到网络中，西门子公司提供两种网络连接器：一种标准网络连接器（引脚分配如表7-7所示）和一种带编程接口的连接器，后者允许您在不影响现有网络连接的情况下，再连接一个编程站或者一个HMI设备到网络中。带编程接口的连接器将S7－－200的所有信号（包括电源引脚）传到编程接口。这种连接器对于那些从S7－－200取电源的设备（例如TD200）尤为有用。两种连接器都有两组螺钉连接端子，可以用来连接输入连接电缆和输出连接电缆。两种连接器也都有网络偏置和终端匹配的选择开关。典型的网络连接器偏置和终端如图所示：
小型PLC通用人机界面装置设计
作者：刘光辉 张少平
来源：《中国信息化》2021年第03期
PLC又称为可编程控制器，在电子通信与计算机领域多有应用，通过对交互界面的设计，以可编程形式完成对待处理命令的识别与运行，在不同编程思想的影响下，系统将实现用户需求，本文将对此系统中人机界面的设计需求与硬软件配置情况和基本操作逻辑进行概述。
人们生活在信息时代下，不但可利用各式各样的电子设备完成数据交互，以满足不同需求为目的，基于此背景，可编程的小型电子设备在生活或生产中出现频率逐渐提升，因整个系统具有便捷性与易操作性，运行期间存在问题还可通过简单的编程语句修改形式得以改善，故运行成本和使用成本普遍低廉，近年来相关技术也得到了无数人的认可，故有必要对系统的具体设计步骤予以分析，并探究对应系统实现的具体原理。
人机交互界面的运行需在硬件系统和软件系统的共同支持下实现，不但二者缺一不可，在拥有运行环境后还要根据不同设计需求对用户界面进行个性化设计，以实现不同功能、满足用户需求为目标，让人机界面被用户广为利用。在小型可编程控制器内，因相关电子元件具有体积小、运行速率快、可移植性强等特点，同时若用户需要对实现功能灵活调整时，也可在易操作的环境下实现。
整个系统不但拥有显示器、控制终端和对应接口，还可通过总线一体化控制方式为在系统中运行的其他模块提供必要运行支持，在实际系统应用中，往往也存在多个可编程控制系统，在确保系统与外部电路连接紧密后，可通过C语言编程方式完成对预期功能的编程过程，并根据用户提出的主要实现功能，在系统搭建前进行需求分析。在对系统软件配置功能时，一半根据系统需求确定各项功能，很多系统的软件配置，需存在用户登录与注册模块、主要功能的实现模块、管理员模块等，并可根据系统实现的复杂性对功能实现模块合理编写代码，因系统在不同运行环境下均有一定可运行性，故可让人机交互界面具有较高的可执行性。
