何艷芝

哈爾濱哈飛工業(yè)有限責(zé)任公司研發(fā)中心，黑龍江 哈爾濱 150066

0 引言

觸摸屏，英文簡稱PT，是新一代高科技發(fā)展的非常友好的人機(jī)界面產(chǎn)品，它是將顯示器和觸摸開關(guān)集中一體的可編程終端。而專門為PLC應(yīng)用而設(shè)計的觸摸屏集主機(jī)、輸入和輸出于一體，具有高度的防護(hù)措施（前側(cè)達(dá)到IP65）以及不能移動的存儲介質(zhì)（例如硬盤和軟盤），保證了操作單元能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下使用，并可直接用于各機(jī)器的現(xiàn)場環(huán)境，用它作人機(jī)界面，不僅具有很好的人機(jī)交互性、高的可靠性，同時，還具有編程簡單以及與PLC連接簡便等很多優(yōu)點(diǎn)。

1 TP170A的常規(guī)特性

TP170A 是低價的初始設(shè)備，它填補(bǔ)了SIMATIC HMI產(chǎn)品在低端領(lǐng)域的空缺。通過使用組態(tài)軟件PROTOOL CS，可以根據(jù)不同的過程要求對其顯示和操作進(jìn)行最優(yōu)修改。觸摸屏TP170A具有下列常規(guī)特性：1）對下載組態(tài)進(jìn)行自動傳送檢測；2）口令保護(hù)；3）用于顯示或修改過程參數(shù)的輸入/輸出域；4）用于控制輸入/輸出和數(shù)據(jù)位的可組態(tài)的按鈕和功能鍵；5）用于圖形顯示動態(tài)數(shù)值的棒圖；6）圖形和按鈕的標(biāo)準(zhǔn)庫可在PROTOOL CS下使用；7）可以組態(tài)圖形以及對按鈕設(shè)定標(biāo)簽或作為格式填充背景畫面；8）固定文本可按任意字符大小為按鈕，過程畫面或過程值設(shè)定標(biāo)簽。

2 TP170A 在PLC中的應(yīng)用

不同廠家的觸摸屏，雖然外觀尺寸、部分功能以及其組態(tài)軟件各不相同，但使用起來卻大同小異。本文就以冷床控制系統(tǒng)為例，論述了TP170A在PLC中是如何使用的。

2.1 系統(tǒng)組態(tài)

首先打開STEP 7編程軟件，新建一個項目，在該項目下的MPI網(wǎng)絡(luò)中，選擇正確的PLC型號和觸摸屏型號組建到MPI網(wǎng)上，完成系統(tǒng)組態(tài)。MPI網(wǎng)采用全局?jǐn)?shù)據(jù)通信模式，可使PLC與觸摸屏之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在MPI網(wǎng)中包括 CPU S7312IMP、OP1操作單元TP170A及編程器PG或計算機(jī)PC。它們的MPI網(wǎng)址分別為PG/PC為0，OP1為1，PLC為2。

2.2 屏幕文件的設(shè)計

在MPI網(wǎng)中雙擊OP1，進(jìn)入PROTOOL CS組態(tài)軟件包，在這里創(chuàng)建所需的屏幕文件，屏幕文件是一個全局畫面和一個或多個局部畫面的集合，是一組將要下載到觸摸屏中的屏幕畫面數(shù)據(jù)。對屏幕文件進(jìn)行一些必要的設(shè)置后，便可進(jìn)行畫面的創(chuàng)建。創(chuàng)建畫面的設(shè)計流程如圖2所示。既能通過畫面觀察被監(jiān)控的機(jī)器或操作狀態(tài)，也能通過在觸摸屏所顯示的按鈕和輸入域來直接干預(yù)過程運(yùn)行。可為TP170A組態(tài)的畫面對象包括文本、圖形、輸出域、輸入域、狀態(tài)按鈕、棒圖、簡單消息視圖等。

從本質(zhì)上看，畫面是由靜態(tài)和動態(tài)部分組成，靜態(tài)分區(qū)（如文本和圖形）不能由PLC進(jìn)行更新，動態(tài)分區(qū)（如輸入和輸出域、趨勢視圖和棒圖）與PLC鏈接，并顯示從PLC存儲器不斷讀入的當(dāng)前數(shù)值，與PLC的連接可通過變量建立。通過雙擊“Screens”圖標(biāo)，建立一個新畫面的窗口，在新畫面上配置一個對象時，可為點(diǎn)擊右鍵，選擇“Insert object”插入所需的操作對象，或通過工具條直接點(diǎn)擊所需對象的圖標(biāo)，輸入與該對象對應(yīng)的PLC功能存儲器的名稱，并對該對象的相關(guān)屬性進(jìn)行設(shè)置后即可完成一個對象的配置。

圖1 系統(tǒng)組態(tài)

圖2 創(chuàng)建畫面流程

利用這個方法配置啟動按鈕實現(xiàn)功能：手指按下時，PLC 中的M10.0被置為ON，手指離開時M10.0為OFF。由此可見原來需要一個按鈕接入到PLC 的一個輸入點(diǎn)才能實現(xiàn)的功能，使用觸摸屏后就可以用PLC中豐富的內(nèi)部線圈資源來實現(xiàn)。同樣，可以配置一個指示燈，輸入與之相連的PLC內(nèi)部線圈M10.1，則M10.1為ON時指示燈點(diǎn)亮。用PLC的內(nèi)部線圈節(jié)約了寶貴的PLC輸入輸出節(jié)點(diǎn)。

一個畫面的各種部件配置完成后，即完成了這個畫面的創(chuàng)建，在Protool CS中，可以創(chuàng)建多個畫面，選中一個畫面，點(diǎn)擊“Properties”屬性窗口，在“General”選項卡中，將“Start screen”前的復(fù)選框選中，使該畫面成為該項目的啟動畫面。一個項目中只能有一個畫面為啟動畫面，在全局畫面中配置的對象總是在觸摸屏上顯示的，而PLC和觸摸屏之間的通訊只能在當(dāng)前顯示的畫面中被激活。畫面之間的切換可通過設(shè)置按鈕并將按鈕功能設(shè)置為選擇所需畫面的名稱，所有畫面完成之后，應(yīng)進(jìn)行存盤編譯處理后退出。

2.3 屏幕文件的下載

屏幕文件下載到觸摸屏中有兩種途徑。一種是串行方式下載：使用標(biāo)準(zhǔn)的通訊電纜，將觸摸屏的通訊接插口連接到組態(tài)計算機(jī)，接通觸摸屏的電源，激活選項串行傳送允許，在計算機(jī)中點(diǎn)擊“Download”圖標(biāo)，執(zhí)行下載命令即可。另一種是MPI連接方式下載：使用規(guī)定的MPI通訊電纜將PLC的通訊接口與組態(tài)計算機(jī)相聯(lián)，同時該接口亦與觸摸屏的通訊接口相聯(lián)，在組態(tài)計算機(jī)上為操作單元設(shè)置有效的OP地址和傳輸速率，激活選項MPI傳送允許，在計算機(jī)中點(diǎn)擊“Download”圖標(biāo)，執(zhí)行下載命令，同樣可以完成屏幕文件寫入到觸摸屏的內(nèi)存中。

3 TP170A的系統(tǒng)設(shè)置

觸摸屏TP170A在每次接通電源的時候，都要進(jìn)行系統(tǒng)初始化設(shè)置，在初始化階段，可利用屏幕短暫顯示的菜單修改下列屏幕設(shè)置：觸摸對比度+和對比度－，可以修改屏幕的對度；觸摸校準(zhǔn)按鈕，以校準(zhǔn)屏幕；觸摸向上、向下按鈕可以設(shè)置屏幕保護(hù)程序的響應(yīng)時間；離線、在線和下載三種操作模式之間可進(jìn)行切換。

4 結(jié)論

把觸摸屏應(yīng)用到以PLC為核心的控制系統(tǒng)中，不僅可以省略傳統(tǒng)的按鈕、按鍵和指示燈，減少了大量的配線，提高了控制系統(tǒng)的可靠性，而有還可以在較短的時間內(nèi)完成友好而實用的MMI設(shè)計，是工業(yè)控制領(lǐng)域人機(jī)交互的優(yōu)選產(chǎn)品。

[1]SIMATIC HMI TP170A TP170B OP170B設(shè)備手冊.

[2]SIMENS S7-300 可編程序控制器硬件和安裝手冊.

[2]SIMATIC STEP 7 用戶手冊.