淺談THJDQG—1型光機電氣一體化人機界面制作

【摘要】通過與同事探討研究，使用EV5000軟件制作THJDQG-1型光機電氣一體化人機界面，進(jìn)而掌握EV5000觸摸屏軟件。

【關(guān)鍵詞】功能鍵元件；位狀態(tài)指示燈元件；位狀態(tài)切換開關(guān)元件；數(shù)值輸入及顯示元件；THJDQG-1型光機電氣一體化控制實訓(xùn)系統(tǒng)

THJDQG-1型光機電氣一體化控制實訓(xùn)系統(tǒng)是是河南省第三屆職工技術(shù)運動會維修電工指定的典型機電一體化專業(yè)產(chǎn)品，是天煌教儀為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機構(gòu)而研制的，包含上料機構(gòu)、皮帶輸送線、搬運機械手、分類倉儲和各種傳感器等組成，它在接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場的基礎(chǔ)上又針對教學(xué)及實訓(xùn)目的進(jìn)行了專門設(shè)計，強化了機電一體化的安裝與調(diào)試能力，適合機電一體化、電氣自動化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。我院2010年采購2臺此設(shè)備，有幸參與河南省第三屆職工競賽，因廠家給的人機界面畫面單一，僅有啟動和停止，不能完全反映設(shè)備性能，通過與同事探討研究，設(shè)計出實用畫面。通過使用功能鍵元件、位狀態(tài)切換開關(guān)元件、位狀態(tài)指示燈元件、數(shù)值輸入及顯示元件，完善THJDQG-1型光機電氣一體化控制實訓(xùn)系統(tǒng)人機界面設(shè)計，就可以更好的完成機電設(shè)備運動部件控制，反映工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，如PLC控制、變頻調(diào)速、步進(jìn)調(diào)速、傳感檢測、氣動系統(tǒng)調(diào)試等內(nèi)容，滿足實訓(xùn)教學(xué)或技能競賽需求，為培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的機電一體化高技能人才提供一個良好的平臺。

1.人機界面介紹

MT5000，MT4000系列工業(yè)嵌入式人機界面產(chǎn)品是在操作人員和機器設(shè)備之間做雙向溝通的橋梁，用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來處理或監(jiān)控管理及應(yīng)付隨時可能變化信息的多功能顯示屏幕。隨著機械設(shè)備的飛速發(fā)展，以往的操作界面需由熟練的操作員才能操作，而且操作困難，無法提高工作效率。但是使用人機界面能夠明確指示并告知操作員機器設(shè)備目前的狀況，使操作變的簡單生動，并且可以減少操作上的失誤，即使是新手也可以很輕松的操作整個機器設(shè)備。使用人機界面還可以使機器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化，同時也能減少PLC控制器所需的I/O點數(shù)，降低生產(chǎn)的成本同時由于面板控制的小型化及高性能，相對的提高了整套設(shè)備的附加價值。

觸摸屏作為一種新型的人機界面，從一出現(xiàn)就受到關(guān)注，簡單易用，強大的功能及優(yōu)異的穩(wěn)定性使它非常適合用于工業(yè)環(huán)境，甚至可以用于日常生活之中，應(yīng)用非常廣泛，比如：銀行叫號機、移動電話自動無人繳費業(yè)務(wù)、自動化停車設(shè)備、自動洗車機、天車升降控制、生產(chǎn)線監(jiān)控等，甚至可用于智能大廈管理、會議室聲光控制、溫度調(diào)整。

2.eview軟件使用

（1）安裝好EV5000軟件后，在[開始]/[程序]/[eview]/[EV5000_UNICODE_CHS]下找到相應(yīng)的可執(zhí)行程序點擊，打開觸摸屏軟件，或雙擊桌面上“EV5000_Unicode_CHS.EXE”圖標(biāo)。如圖1所示：

（2）點擊菜單[文件]里的[新建工程]，這時將彈出如下對話框，輸入所建工程的名稱。也可以點“>>”來選擇所建文件的存放路徑。在這里我們命名為“THJDQG-1型光機電氣一體化人機界面制作”。點擊[建立]即可。如圖2所示：

（3）選擇所需的通訊連接方式，MT5000支持串口、以太網(wǎng)連接，點擊元件庫窗口里的通訊連接，選中您所需的連接方式拖入工程結(jié)構(gòu)窗口中即可，一般選擇“串口”。如圖3所示：

（4）選擇所需的觸摸屏型號“MT4300C”，將其拖入工程結(jié)構(gòu)窗口。

（5）選擇需要連線的PLC類型，拖入工程結(jié)構(gòu)窗口里。如圖4所示：適當(dāng)移動HMI和PLC的位置，將連接端口靠近連接線的任意一端，就可以順利把它們連接起來。

注意：連接使用的端口號要與實際的物理連接一致。這樣就成功的在PLC與HMI之間建立了連接。拉動HMI或者PLC檢查連接線是否斷開，如果不斷開就表示連接成功。

（6）然后雙擊HMI0圖標(biāo)，就會彈出下圖所示的對話框：在此對話框中需要設(shè)置觸摸屏的端口號。在彈出的[HMI屬性]框里切換到[串口1設(shè)置]里修改串口1的參數(shù)（如果PLC連接在COM1，請在[串口1設(shè)置]里修改串口1的參數(shù)），連接三菱FX2N PLC，請將圖5通訊類型改為“RS485-4”：

（7）在工程結(jié)構(gòu)窗口中，選中HMI圖標(biāo)，點擊右鍵里的[編輯組態(tài)]，進(jìn)入了組態(tài)窗口。如圖6所示：

（8）在工程結(jié)構(gòu)窗口中，選中Frame0圖標(biāo)，點擊右鍵里的[設(shè)置組態(tài)]，進(jìn)入了窗口屬性設(shè)置，更改窗口名稱及背景，或直接雙擊組態(tài)窗口界面進(jìn)入組態(tài)窗口屬性設(shè)置。

（9）在左邊的PLC元件窗口里，輕輕點擊圖標(biāo)，將其拖入組態(tài)窗口中放置，這時將彈出位控制元件[基本屬性]對話框，設(shè)置位控制元件的輸入/輸出地址。如圖7所示：

（10）切換到[位狀態(tài)切換開關(guān)]頁，設(shè)定開關(guān)類型，這里設(shè)定為切換開關(guān)。

（11）切換到[標(biāo)簽]頁，選中[使用標(biāo)簽]，分別在[內(nèi)容]里輸入狀態(tài)0、狀態(tài)1相應(yīng)的標(biāo)簽，并選擇標(biāo)簽的顏色。（您可以修改標(biāo)簽的對齊方式，字號，顏色）

（12）切換到[圖形]頁，選中[使用向量圖]復(fù)選框，選擇一個您想要的圖形，這里選擇了圖8所示的開關(guān)。

（13）最后點確定關(guān)閉對話框，放置好的元件如圖8所示：

（14）選擇工具條上的[保存]，接著選擇菜單[工具]/[編譯]。如果編譯沒有錯誤，那么這個工程就做好了。

（15）選擇菜單[工具]/[離線模擬]/[仿真]。可以看到設(shè)置的開關(guān)在點擊它時將可以來回切換狀態(tài)，和真正的開關(guān)一模一樣！如圖9所示：

3.畫面設(shè)計

畫面由5個界面構(gòu)成，分別為系統(tǒng)畫面、監(jiān)控畫面、手動畫面、料倉畫面、參數(shù)畫面，其中功能鍵元件可以實現(xiàn)畫面切換，系統(tǒng)畫面為主界面，可以切換到另外4個畫面并可以返回到系統(tǒng)畫面；位狀態(tài)切換開關(guān)元件是指示燈和位設(shè)定元件的組合，表示了PLC位地址的開/關(guān)狀態(tài)，并定義了一塊觸控區(qū)域，當(dāng)啟用時它可以把相應(yīng)的位地址置為開或關(guān)；位狀態(tài)指示燈顯示一個指定的PLC的位地址的開或關(guān)狀態(tài)。如果狀態(tài)為0，將顯示圖形狀態(tài)為0的圖形，如果狀態(tài)為1，將顯示圖形狀態(tài)為1的圖形。如果選中了“使用標(biāo)簽”的話，可設(shè)置并顯示不同狀態(tài)時對應(yīng)的標(biāo)簽值；數(shù)值輸入元件可以顯示PLC寄存器數(shù)據(jù)的當(dāng)前值并可以通過小鍵盤輸入數(shù)據(jù)來改變該寄存器數(shù)據(jù)。如果啟動了[觸發(fā)地址]，那么當(dāng)被觸控的時候，數(shù)值輸入的值就會作為寄存器數(shù)據(jù)輸入到相應(yīng)的由[輸入地址]指定的PLC地址；數(shù)值顯示元件用來顯示指定的PLC寄存器的數(shù)據(jù)。

（1）系統(tǒng)界面用于控制THJDQG-1型光機電氣一體化控制系統(tǒng)的運行，由4個功能鍵元件、4個位狀態(tài)切換開關(guān)元件以及4個位狀態(tài)指示燈元件構(gòu)成，實現(xiàn)啟停控制及畫面切換。如圖10所示：

（2）監(jiān)控畫面用于顯示物料運行位置，由1個功能鍵元件和13個位狀態(tài)指示燈元件構(gòu)成，監(jiān)控設(shè)備運行。如圖11所示：

（3）手動畫面用于調(diào)試設(shè)備，由1個功能鍵元件、14個位狀態(tài)指示燈元件和12個位狀態(tài)切換開關(guān)構(gòu)成，可以自動實現(xiàn)對傳感器檢測，并對氣缸、電動機和指示燈進(jìn)行手動調(diào)試。如圖12所示：

（4）料倉畫面用于顯示6個倉位的物料存儲情況，由1個功能鍵元件、12個數(shù)值顯示元件構(gòu)成（6個計數(shù)器和6個數(shù)據(jù)寄存器），實現(xiàn)倉儲顯示。如圖13所示：

（5）參數(shù)畫面用于設(shè)置倉間距、第一倉距離和物料在輸送帶上的停止位置，由1個功能鍵元件、3個數(shù)值輸入元件和一個位狀態(tài)切換開關(guān)構(gòu)成構(gòu)成，可以方便進(jìn)行物料輸送，倉儲調(diào)試。如圖14所示：

隨著科技的飛速發(fā)展，越來越多的機器與現(xiàn)場操作都趨向于使用人機界面，PLC控制器強大的功能及復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理也呼喚一種功能與之匹配而操作又簡便的人機的出現(xiàn)，觸摸屏的應(yīng)運而生無疑是21世紀(jì)自動化領(lǐng)域里的一個巨大的革新。

參考文獻(xiàn)

[1]清源計算機工作室.EV5000使用手冊[M].機械工業(yè)出版社，2005.

[2]THJDQG-1型光機電氣一體化控制實訓(xùn)系統(tǒng)使用說明書[S].天煌教儀.

作者簡介：

翟秀麗（1982—），女，河南鄧州人，助理講師，主要從事電子電氣技術(shù)專業(yè)方面的研究教學(xué)工作。

孫錫保（1981—），男，河南新鄉(xiāng)人，助理講師，主要從事電子電氣自動化方面的研究教學(xué)工作。