可编程逻辑控制器（PLC）系列：Siemens S7-1200_（13）.S7-1200PLC的HMI（人机界面）设计与应用.docx

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S7-1200PLC的HMI（人机界面）设计与应用

1.HMI概述

HMI（HumanMachineInterface，人机界面）是用户与控制系统之间进行交互的界面。在化工工业控制系统中，HMI主要用于监控和控制生产过程，提供操作员与PLC之间的实时数据交互。通过HMI，操作员可以查看设备状态、设置参数、触发控制动作以及接收报警信息。HMI的设计不仅需要考虑功能性，还要确保界面的易用性和安全性。

2.TIAPortal中的HMI设计工具

在TIAPortal中，HMI的设计工具称为WinCC（WindowsControlCenter）。WinCC是西门子提供的用于创建HMI应用的专业软件，它与S7-1200PLC无缝集成，提供了丰富的图形和控件库，支持多种数据类型和通信协议。以下是WinCC的主要功能：

图形界面设计：通过拖放操作，可以轻松创建各种图形界面，包括按钮、标签、滑块等控件。

数据绑定：将HMI控件与PLC变量进行绑定，实现数据的实时传输和显示。

脚本编程：支持VBA（VisualBasicforApplications）脚本编程，用于实现复杂的逻辑和功能。

报警管理：可以配置报警信息，实现故障的及时通知和记录。

用户权限管理：支持多用户权限设置，确保系统的安全性和稳定性。

3.创建HMI项目

3.1打开TIAPortal并创建项目

打开TIAPortal软件。

选择“文件”菜单中的“新建项目”。

在项目创建向导中，选择“添加新设备”，选择“SimaticHMI”设备，然后选择合适的HMI型号（如TP700）。

完成项目创建后，TIAPortal会自动打开HMI项目的编辑界面。

3.2配置HMI设备

在项目树中，找到并双击HMI设备，进入设备配置界面。

选择“通信”选项卡，配置HMI设备与S7-1200PLC的通信参数，如IP地址、端口号等。

选择“硬件配置”选项卡，配置HMI设备的硬件参数，如屏幕分辨率、触摸屏类型等。

4.设计HMI界面

4.1添加控件

在HMI设计界面中，从“控件库”中拖拽所需的控件到设计区域。

调整控件的大小和位置，以适应屏幕布局。

右键点击控件，选择“属性”进行详细配置，如文本、背景色等。

4.2绑定数据

选择需要绑定数据的控件，如按钮、标签、滑块等。

在控件属性中，找到“数据绑定”选项卡。

选择“变量”或“标签”，然后从PLC项目中选择相应的变量进行绑定。

配置数据绑定的读写属性，如读取周期、写入条件等。

4.3示例：设计一个简单的温度监控界面

假设我们有一个化工反应器，需要监控其温度并显示在HMI界面上。以下是具体步骤：

创建PLC变量：

在PLC项目中，创建一个名为Temperature的DB变量，数据类型为REAL。

确保该变量在PLC程序中被正确读取和更新。

设计HMI界面：

在HMI设计界面中，添加一个标签控件，用于显示温度。

添加一个文本框控件，用于输入温度设定值。

添加一个按钮控件，用于触发温度设定。

绑定数据：

选择标签控件，进入“数据绑定”选项卡，选择Temperature变量进行绑定。

选择文本框控件，进入“数据绑定”选项卡，选择SetTemperature变量进行绑定。

选择按钮控件，进入“脚本”选项卡，编写VBA脚本，用于将文本框中的设定值写入PLC。

编写VBA脚本：

VBA脚本：将文本框中的设定值写入PLC

SubWriteSetTemperature()

获取文本框中的设定值

DimsetTempAsDouble

setTemp=Me.Textbox1.Value

将设定值写入PLC变量

Me.PlcTag1.WriteValuesetTemp

EndSub

5.高级功能

5.1报警管理

配置报警信息：

在HMI项目中，选择“报警”选项卡。

添加新的报警信息，配置报警条件、级别、描述等。

选择报警变量，如TemperatureAlarm，配置报警触发条件。

示例：温度报警配置：

VBA脚本：温度报警

SubCheckTemperature()

获取当前温度

DimcurrentTempAsDouble

currentTemp=Me.PlcTag1.ReadValue

检查温度是否超过设定值

IfcurrentTemp80Then

触发报警

Me.Alarm1.Trigger

Else

取消报警

Me.Alarm1.Clea