巴中西门子一级代理商

一、概述

　　西门子HMI是界面友好的人机接口，随着工业自动化的发展，越来越多的工程项目中使用到了西门子HMI操作面板，它为客户提供了友好的界面，便捷的操作方式，使得整个系统中的设备状态可以清晰的显示在画面上，并由操作员进行控制。西门子HMI操作面板需要用户进行程序下载，来实现控制逻辑和画面。本文下面就为您介绍一下西门子HMI的使用技巧，供用户在项目调试过程中进行参考。

　　二、西门子HMI使用技巧

　　1.全屏运行你的应用程序

　　移去文件名栏和菜单栏，因此你以享受整个屏幕运行的好处。

　　2.采用明亮的背景颜色

　　明亮的背景颜色可以隐藏手指印，减小刺眼眩目的光线对视觉所造成的影响。其他图案背景会使眼睛专注于屏幕图象而不是屏幕反射，即使在没有图标和菜单选项的区域，也是如此。

　　3.用大按钮作为简单的点击界面

　　拖曳、双击、滚动条、下拉菜单、各种窗口或是其它因素都会使一些不熟练的使用者感到糊涂，也会减小使用者对产品的亲和度，降低其使用效率。

　　4.将鼠标的光标移去，使用户能注意整个屏幕而不是那个箭头

　　屏幕上的鼠标箭头会使用户想到，我怎么才能利用这个箭头来做我想做的事情？将箭头移去，用户的思考和行为就由间接变为直接。这样触摸屏的真正力量就显现出来了。

　　5.使用户一触摸屏幕就会得到回馈响应

　　即时的回馈对于使用户确认触摸已被接受是很重要的。回应可以是视觉的，比如和标准视窗按钮类似的立体按钮效果. 或者也可以以声音作为回应，即任何时候用户触摸屏幕, 都会听到“咔哒"声或其它声音。请确信显示器会立即清除上一屏，以及在下一个屏幕出现之前，屏幕显示沙漏图标。

　　6.让你的应用程序变得有趣而快速

　　如果系统速度很慢，用户肯定会走开。对他们的触摸给予快速的回应，你可以以此来锁定他们的注意力。高速的系统同样也会减少蓄意破坏行为的发生。图片模式需要过多的颜色和高分辨率，而这些东西只会减慢系统的速度。使用更多的颜色要比使用高分辨率有效得多。

　　7.让应用变得直观，简单，尽可能地引导使用者

　　让特定的人使用你的触摸屏，以此作为测试。使用者如果由于不理解而暂停了，即使是一会儿，你也应该搞清楚什么地方需要改进。

　　8.通过应用程序与用户进行数字化的对话

1. 西门子HMI精简面板

　　西门子HMI精简面板主要有下列产品：

　　（1）KTP400 Basic PN：带有PROFINET通讯接口的4寸触摸加按键类型的触摸屏；

　　（2）KTP700 Basic DP和KTP700 Basic PN：带有PROFIBUS DP通讯接口或PROFINET通讯接口的7寸触摸加按键类型触摸屏；

　　（3）KTP900 Basic PN：带有PROFINET通讯接口的9寸触摸加按键类型的触摸屏；

　　（4）KTP1200 Basic DP和KTP1200 Basic PN：带有PROFIBUS DP通讯接口或PROFINET通讯接口的12寸触摸加按键类型触摸屏；

　　2. 西门子HMI精致面板

　　（1）KTP400精智/KP400精智：带有MPI、PROFIBUS DP和PROFINET通讯接口的4寸触摸加按键类型的触摸屏或按键类型触摸屏；

　　（2）TP700精智/KP700精智：带有MPI、PROFIBUS DP和PROFINET通讯接口的7寸触摸类型的触摸屏或按键类型触摸屏；

　　（3）TP900精智/KP900精智：带有MPI、PROFIBUS DP和PROFINET通讯接口的9寸触摸类型的触摸屏或按键类型触摸屏；

　　（4）TP1200精智/KP1200精智：带有MPI、PROFIBUS DP和PROFINET通讯接口的12寸触摸类型的触摸屏或按键类型触摸屏。

工业网络通常采用现场总线协议，通过实时和可靠的分布式控制功能来连接生产车间中的仪器仪表和机械设备，比较容易并且可靠的控制所实现的系统。现场总线标准应用非常广泛，大量已经安装的设备都采用了现场总线。但是，大部分这些现场总线标准都是基于(已有的)串行通信协议标准(与RS485或者RS232相似)，没有充分发挥应用广泛的以太网技术的优势。

　　随着系统复杂程度的增加，大部分现场总线难以满足平台通用性和系统性能的要求。这促使设备生产商转向采用基于以太网的通信技术，实现高性能、低成本和很好的通用性。很多现场总线标准都已经集成到工业以太网协议中，采用很少的控制功能，实现实时通信和工业互联，同时保护了在现场总线软件和已有设备上的投入。

　　CANopen

　　控制区域网(CAN)是一种广播、差分串行总线标准，工作在干扰较大的电力机械(噪声)环境中。CANopen建立在自动化应用CAN (例如，数据链路层和物理层)基础上，能够实现的数据完整性，而采用以太网无法满足这一要求。

　　DeviceNet/ControlNet (CIP)

　　DeviceNet是设备级网络，为工业自动化提供可靠、高效的数据处理功能。ControlNet是一种实时、确定性、可重构的控制层网络，适用于数据和消息的高速传送。DeviceNet和ControlNet的应用层基于公共工业协议(CIP)层，它也用于Ethernet/IP中。这些协议目前由独立开放设备供应商协会(ODVA)管理。

　　LonWorks

　　LonWorks是用于开发照明和HVAC等自动化/控制应用的流行协议标准。LonWorks网络设备可使用各种介质，包括双绞线、电源线、以太网、光纤和RF等。

　　Modbus-RTU

　　Modbus是为可编程逻辑控制器(PLC)应用开发的免版税开放串行通信协议。Modbus支持很多设备连接在同一网络上，例如监控以及数据采集(SCADA)系统中管理计算机和远端单元(RTU)的连接等。Modbus基本结构由Modbus/IDA 进行管理，这一自动设备独立用户和供应商组织希望能够推动这一协议标准的广泛应用。

　　PROFIBUS

　　过程现场总线(PROFIBUS)是一种现场总线协议。对于分散外围设备和过程自动化(DP和PA)这两种PROFIBUS，在分散生产和过程控制中，PROFIBUS DP一般通过中央控制器对传感器和激励器进行控制。应用较少的PA主要用于监视测量设备。经过多年的应用，PROFIBUS在生产和过程自动化方面都得到了广泛认可。Profibus组织(PI)不断完善并推进PROFIBUS技术的应用。

　　SERCOSI/II Interface

　　串行实时通信系统(SERCOS)接口为运动控制、数字伺服驱动和输入/输出(I/O)设备提供标准、实时、高性能通信链接。SERCOS适合多轴运动控制对协调移动要求非常高的应用。电工协会(IEC)发布的SERCOS接口标准文档是 IEC 61491。还提供工业以太网版本的SERCOS III。在合作伙伴组织SERCOS的带领下，SERCOS行业协会致力于运动控制、驱动器、I/O、传感器和激励器互联SERCOS数字接口的开发和推广。

 PLC（Programmable Logic Controller）是将微机技术与继电器常规控制方式相融合，以微处理器为核心，专为工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子学系统。自从1969年第一台PLC面世以来，其产品不断更新换代，性能逐渐提高，控制领域也进一步扩大。PLC的高可靠性到目前为止没有任何一种工业控制设备可以达到，PLC对环境的要求较低，与其它装置的外部连线和电平转换极少，可直接接各种不同类型的接触器或电磁阀等。PLC的工作过程一般可分为输入采样，程序执行和输出刷新三个主要阶段。PLC按顺序采样所有输入信号并读入到输入映像寄存器中存储，在PLC执行程序时被使用，通过对当前输入输出映像寄存器中的数据进行运算﹑处理，再将其结果写入输出映像寄存器中保存，当PLC刷新输出锁存器时被用作驱动用户设备，至此完成一个扫描周期。PLC的扫描周期一般在100毫秒以内。PLC采用模块化设计，其运行程序也可如此。PLC程序的易修改性、可靠性、通用性、易扩展性、易维护性可和计算机程序相媲美，再加上其体积小、重量轻，安装调试方便，使其设计加工周期大为缩短，维修也方便，还可重复利用。我们选用了SIEMENS的S7-300型可编程控制器，主控模块为CPU314，其系统框图如图(1)所示。从图(1)中可以看出，需参与控制的对象有高频发生器，电子枪的灯丝电流，扫描幅度等；此外，还有输出能量调节，束流调节和各种安全连锁信号，总共有60路开关量和14路模拟量，它们分别由各自的传感器产生并被连接至PLC输入接口电路板。地那米加速器的控制主要有开机﹑关机和换件过程，以及各种模拟量的处理过程；我们选用的人机界面软件为SIEMENS的PROTOOL/PRO V5.22版本。根据控制过程的要求，地那米加速器的控制界面主要分为登录画面﹑主控画面﹑开机画面﹑关机画面和菜单画面，登录画面主要是完成操作人员的确认，只有正确输入用户名和密码的人方可操作加速器。开机和关机界面的主要功能是提供给使用者正确的操作步骤，用醒目的标记显示当前的操作对象以及相关提示。主控界面用于显示当前系统的工作状态，如图(3)所示，包括输出能量和束流的大小及其变化趋势图，各主要工作部件的运行参数值，各主要接触器或电磁阀的工作状态等；主控界面还可显示出现故障的部件及其类别。换件画面只是为了加速器在辐照物件时，中途停下来更换物件之用。菜单画面中包含有消息(故障消息和报警消息)查看，运行参数的历史趋势图，打印消息，步进马达测试等辅助功能。 PLC的控制流程图地那米加速器的PLC控制流程如图(4)所示。程序设计采用结构化编程和分部编程相结合的方法进行，可简化程序，方便调试，编程语言为SIEMENS PLC销售商提供的专用编程软件STEP7 V5.12运行版。编程时必须注意以下几个方面：1.       PLC控制输出的终执行元件为接触器或电磁阀，在控制其开或关的过程中，必须留有足够的动作时间，以便其可靠地接通或断开。如在束挡板的开关过程中，由于其采用气动控制，需给出至少2秒的动作时间。2.       各部件之间的连锁关系，任一部件出现故障终都导致高频封锁，因此，可用高频解锁输出信号及其回馈触点信号来判断是否有故障产生，至于是何部件故障，由其相应的传感器信号显示出来。3.       扫描幅度随输出能量的变化，可采用查表方式进行，但扫描幅度不能为零，即使能量为零。4.       除了束流大小的输出外，其余的模拟量输出都必须具有RAMP的功能，变化时间可调，以满足不同模拟量的需要。另外，各模拟量应有缺省值设定功能。5.       正常工作时，地那米加速器要求输出束流必须在能量输出稳定以后进行；束流降为零后方可降低能量至零。6.       束流大小的调节是由两只步进马达控制两只电位器实现的，分为粗﹑细调。正常开机时，必须先动作粗调，再调节细调电位器至所要求的束流大小；关机时，先退回细调电位器到底，再退粗调电位器。  结束语安装在山东曲阜电力电缆厂的地那米加速器是第一台应用PLC进行控制的加速器，现场调试结果令人满意。所有的控制电路经受住了加速器打火的考验，实现了加速器能量输出的稳定控制(其稳定度好于1%)，各种基本控制得以顺利地实施，对提高和改善地那米加速器的性能迈出了坚实的一步。但是，对地那米加速器PLC控制需改进的方面还很多，如束流输出稳定加PID调节功能，地那米加速器运行的自动控制，地那米加速器的远程监控或故障诊断等等。