觸摸屏TP170A在PLC中的應用

何艷芝

哈爾濱哈飛工業有限責任公司研發中心，黑龍江 哈爾濱 150066

0 引言

觸摸屏，英文簡稱PT，是新一代高科技發展的非常友好的人機界面產品，它是將顯示器和觸摸開關集中一體的可編程終端。而專門為PLC應用而設計的觸摸屏集主機、輸入和輸出于一體，具有高度的防護措施（前側達到IP65）以及不能移動的存儲介質（例如硬盤和軟盤），保證了操作單元能在惡劣的工業環境下使用，并可直接用于各機器的現場環境，用它作人機界面，不僅具有很好的人機交互性、高的可靠性，同時，還具有編程簡單以及與PLC連接簡便等很多優點。

1 TP170A的常規特性

TP170A 是低價的初始設備，它填補了SIMATIC HMI產品在低端領域的空缺。通過使用組態軟件PROTOOL CS，可以根據不同的過程要求對其顯示和操作進行最優修改。觸摸屏TP170A具有下列常規特性：1）對下載組態進行自動傳送檢測；2）口令保護；3）用于顯示或修改過程參數的輸入/輸出域；4）用于控制輸入/輸出和數據位的可組態的按鈕和功能鍵；5）用于圖形顯示動態數值的棒圖；6）圖形和按鈕的標準庫可在PROTOOL CS下使用；7）可以組態圖形以及對按鈕設定標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定標簽。

2 TP170A 在PLC中的應用

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

2.1 系統組態

首先打開STEP 7編程軟件，新建一個項目，在該項目下的MPI網絡中，選擇正確的PLC型號和觸摸屏型號組建到MPI網上，完成系統組態。MPI網采用全局數據通信模式，可使PLC與觸摸屏之間進行數據交換。在MPI網中包括 CPU S7312IMP、OP1操作單元TP170A及編程器PG或計算機PC。它們的MPI網址分別為PG/PC為0，OP1為1，PLC為2。

2.2 屏幕文件的設計

在MPI網中雙擊OP1，進入PROTOOL CS組態軟件包，在這里創建所需的屏幕文件，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據。對屏幕文件進行一些必要的設置后，便可進行畫面的創建。創建畫面的設計流程如圖2所示。既能通過畫面觀察被監控的機器或操作狀態，也能通過在觸摸屏所顯示的按鈕和輸入域來直接干預過程運行。可為TP170A組態的畫面對象包括文本、圖形、輸出域、輸入域、狀態按鈕、棒圖、簡單消息視圖等。

從本質上看，畫面是由靜態和動態部分組成，靜態分區（如文本和圖形）不能由PLC進行更新，動態分區（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前數值，與PLC的連接可通過變量建立。通過雙擊“Screens”圖標，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擊所需對象的圖標，輸入與該對象對應的PLC功能存儲器的名稱，并對該對象的相關屬性進行設置后即可完成一個對象的配置。

圖1 系統組態

圖2 創建畫面流程

利用這個方法配置啟動按鈕實現功能：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 的一個輸入點才能實現的功能，使用觸摸屏后就可以用PLC中豐富的內部線圈資源來實現。同樣，可以配置一個指示燈，輸入與之相連的PLC內部線圈M10.1，則M10.1為ON時指示燈點亮。用PLC的內部線圈節約了寶貴的PLC輸入輸出節點。

一個畫面的各種部件配置完成后，即完成了這個畫面的創建，在Protool CS中，可以創建多個畫面，選中一個畫面，點擊“Properties”屬性窗口，在“General”選項卡中，將“Start screen”前的復選框選中，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前顯示的畫面中被激活。畫面之間的切換可通過設置按鈕并將按鈕功能設置為選擇所需畫面的名稱，所有畫面完成之后，應進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：使用標準的通訊電纜，將觸摸屏的通訊接插口連接到組態計算機，接通觸摸屏的電源，激活選項串行傳送允許，在計算機中點擊“Download”圖標，執行下載命令即可。另一種是MPI連接方式下載：使用規定的MPI通訊電纜將PLC的通訊接口與組態計算機相聯，同時該接口亦與觸摸屏的通訊接口相聯，在組態計算機上為操作單元設置有效的OP地址和傳輸速率，激活選項MPI傳送允許，在計算機中點擊“Download”圖標，執行下載命令，同樣可以完成屏幕文件寫入到觸摸屏的內存中。

3 TP170A的系統設置

觸摸屏TP170A在每次接通電源的時候，都要進行系統初始化設置，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置：觸摸對比度+和對比度－，可以修改屏幕的對度；觸摸校準按鈕，以校準屏幕；觸摸向上、向下按鈕可以設置屏幕保護程序的響應時間；離線、在線和下載三種操作模式之間可進行切換。

4 結論

把觸摸屏應用到以PLC為核心的控制系統中，不僅可以省略傳統的按鈕、按鍵和指示燈，減少了大量的配線，提高了控制系統的可靠性，而有還可以在較短的時間內完成友好而實用的MMI設計，是工業控制領域人機交互的優選產品。

[1]SIMATIC HMI TP170A TP170B OP170B設備手冊.

[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.