人机界面的开发与应用
彭彦卿，厦门理工学院电子与电气工程系，厦门市厦港新村72号605，361005
[摘 要] 研究人机界面主画面、参数设定与显示画面、报警显示画面的开发与应用。通过实例给出了用AutoCAD和组态王软件两种不同方法设计的主画面和用GP人机软体及HITECH人机ADP软体设计参数设定画面的不同方法。讨论了动态图与走马灯的设计应用。同时介绍了人机的在线模拟和离线模拟功能的应用以及人机的下载应用及系统组网与整合功能。
Abstract: The design method and application skills about HMI main screen, parameter input and output screen, alarm and help screen are studied. The different means based on AutoCAD and on King View software in main screen design are discussed； in the same time, the different ways based on GP and HITECH software in parameter input and output screen are compared by some examples. The design and application of dynamic screen and circle display are discussed. The on-line simulation and off-line simulation function, the download of screens and net function are discussed.
[关键词]人机界面；PLC；画面设计；离线模拟；在线模拟
Key words: Human-Machine-Interface；PLC；Screen design；Off-line simulation；On-line simulation
[中图分类号] TP29
人机界面的主要功能是取代传统的控制面板和显示仪表，同时可控制PLC、单片机、变频器、智能仪表。能有效地节省PLC编辑空间和程序量、随时显示重要信息，有利于机械设备的正常运行，便于维修。可以存储丰富多彩的画面信息，使机器具有人性化。多语言文字切换功能，多台人机MULTIDROP-LINK功能及组网通信功能，能够有效提高该设备的智能化、信息化和自动化控制程度。
1 如何编辑好的人机界面
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如何进行人机界面的开发编辑，如何处理好画面信息，以及如何与PLC通信及控制等是编辑人机界面要考虑的首要问题。首先，应该了解现在所要开发的设备的工艺流程，熟悉所采用的人机以及人机软件，熟悉所采用的PLC的品牌、型号及其软件，并注意所采用的人机是否支持所采用的PLC，如果不支持需考虑升级。一切就绪后才能进行人机的软件开发。人机软件的编辑主要是以安全可靠、美观实用。如何把人机界面做得更加美观，能够随 时显示重要信息，把人机界面做得更加人性化、智能化，可以从多方面来设计。
1．1 选择人机、熟悉人机软件与画面的编辑方法。
确定所采用的人机与PLC，根据人机与PLC的特点进行编辑。编辑过程中应根据所要运用的设备工艺流程及系统控制的要求，注意保持人机与PLC的I/O口以及内部触点相对应，这样才能有效地控制PLC。人机界面的编程，输入大都直接采用PLC的内部触点进行控制，一般不占用PLC的输入点。常用的人机软体都提供了一系列的元件类别，让使用者针对实际运用的特性功能，均有一种元件类别方便选择。一般软体的重要优势在于易学易用，您完全不必记忆任何功能指令或坐标值，只要随心所欲地操纵鼠标，就能完成画面的设计。假设要在画面上设计一个触摸按钮来控制输出点Y0，开关可根据控制系统的要求，采用交替型、保持型、设ON型、设OFF型等按钮来实现。一般采用交替型按钮，设变量写至PLC的内部触点M0，输出控制为PLC的输出端口Y0；这样在做人机的画面时，对应的PLC程序为：
LD M0 ； OUT Y0；
交替按钮的工作状态为交替型，当你按动一次为ON，按动第二次状态OFF。如果用保持型开关做启动按钮，要完成上述功能，需增加一个停止按钮M1，相应的程序为：
LD M0； OR Y0； ANI M1； OUT Y0；
程序编译下载后，将人机与PLC联机通信，在人机界面上触摸该按钮，PLC的输出Y0动作并自锁。按钮的工作状态，可采用文字或内图显示，也可做相应的指示灯来显示。可直接用按钮来做画面，加上相应的功能开关按钮等即可成为一幅完整的人机画面，人机界面画面简洁方便。
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1．2 如何将人机界面做得更加美观
将人机界面设计得美观实用、富有人性化是非常重要的。怎样设计美观实用的界面，方式方法很多，可根据自己的实际情况，采用相应的方法。比如采用AutoCAD或3D MAX等，也可利用一些组态软件进行开发或者用相机、扫描仪等方法，将一个系统工艺流程图或机械设备的立体图等，利用人机的点阵图库做成静态图，然后在静态图的相应位置上，加入相应的开关按钮、指示灯以及相应的切换画面按钮等即可。如图1为多头全自动脉冲滴丸机1号机组的主画面，是采用AutoCAD画出工艺流程图，然后复制、粘贴到人机界面上，在相应的位置上加上开关按钮和功能开关等。而图2则是六头滴丸机1号机组的主画面，人机型号为PWS-3260，主要利用组态软件开发的图形，复制、粘贴到人机后，加上相应的开关按钮及功能开关等而设计的。并在画面上加入时间显示和日期显示以及该设备主要仪表的显示等，这样画面相对更加美观、控制系统更加直观。
图1 脉冲滴丸机1号机组主画面 图2 六头滴丸机1号机组主画面
1．3 数值输入与显示和信息显示的设计
数值的显示是人机读取PLC对应的暂存器的数值，并直接将数值显示在人机界面上。通过参数的采集与显示，可以在人机界面上直接观察一些仪表或其它模块的参数。而数值的输入是可以根据需要设置、修改某些参数，满足设备的工作需要。设计时可以利用人机软件工具栏里的数值显示和数值输入，在需要的位置设置大小合适的窗口。并设置好变量的读取或写入相应的资料寄存器位置以及相应的格式。如图3是利用GP的人机软体设计的参数设定画面，在画面里可以观察从PLC传来的参数信息，并且能够在人机界面上轻松地修改仪表或其它参数的设定值，有效地对机台的仪表与设备进行控制。但其在参数的设定画面里需要加一个小键盘，参数的设定必须利用小键盘进行修改。而图4是采用HITECH人机ADP软体设计的参数设定画面，其参数设定是利用数值输入键，应用时只要触摸到数值输入按钮，
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