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觸摸屏應(yīng)用技術(shù)從入門到精通
本書面向?qū)嶋H項目應(yīng)用,系統(tǒng)詳細(xì)地講解西門子精簡系列和精智系列面板的性能參數(shù)和功能用法,用圖表實例的方式,詳細(xì)講解如何用TIA Portal V13 SP1(博途集成組態(tài)設(shè)計軟件)操作和開發(fā)精簡/精智系列面板在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。
西門子公司出品的新款HMI設(shè)備——精簡系列、精智系列觸摸屏融合了新工藝和技術(shù),功能強(qiáng)大、組態(tài)高效、界面宜人、富有競爭力。同新型PLC S7-1200/1500結(jié)合(同樣兼容S7-300/400),成為智能控制的利器,并取代現(xiàn)場應(yīng)用非常多的老產(chǎn)品。本書希望幫助您了解它們的基本功能、掌握組態(tài)應(yīng)用技術(shù),在設(shè)計、制造、維護(hù)、改造等方面,在裝備智能化改造方面,更好為機(jī)電設(shè)備工藝系統(tǒng)服務(wù)。
《觸摸屏應(yīng)用技術(shù)從入門到精通》具有如下特色:
1.內(nèi)容新穎實用,西門子新型S7-1200/1500 PLC+精簡/精智系列觸摸屏+新版博途組態(tài)軟件;
2.案例豐富,所有實例都是作者在現(xiàn)場應(yīng)用過的例子,兼顧一般性,照顧不同層面需求的讀者。
2.模塊化講解,循序漸進(jìn),細(xì)致入微,從基礎(chǔ)知識講起,手把手教你創(chuàng)建工程項目,每章一個功能模塊,保證徹底學(xué)會;
3.語言通俗易懂,全程圖文并茂,每一步操作都用圖片和文字結(jié)合的方式闡述得淋漓盡致。
隨著計算機(jī)技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和半導(dǎo)體顯示技術(shù)的蓬勃發(fā)展,各種品牌的工控觸摸屏、控制面板等人機(jī)交互設(shè)備以創(chuàng)新的設(shè)計、豐富的功能和宜人、安全、可靠、通用的應(yīng)用體驗,融合并突出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,不斷推陳出新,競相爭奇斗艷。
西門子公司是全球知名的工業(yè)自動化技術(shù)和產(chǎn)品的供應(yīng)商,執(zhí)全集成自動化技術(shù)之牛耳,以卓越的技術(shù)底蘊和品質(zhì)引領(lǐng)最新技術(shù)潮流,憑周到的技術(shù)支持和服務(wù)蜚聲海內(nèi)外。其各種款式的觸摸屏、控制面板(西門子公司定義并統(tǒng)稱為HMI設(shè)備)在中國工廠、礦山、交通、醫(yī)院、建筑等企事業(yè)單位獲得廣泛的應(yīng)用。
2010年前后,西門子采用全新設(shè)計的各系列SIMATIC HMI面板陸續(xù)推出上市,以滿足各種應(yīng)用現(xiàn)場的需求。主要包括SIMATIC HMI按鍵面板、SIMATIC HMI精簡系列面板、SIMATIC HMI精智系列面板和SIMATIC HMI移動面板等,與舊型號面板產(chǎn)品同時供應(yīng)市場。
2012年6月,西門子官方正式發(fā)布面向高端復(fù)雜應(yīng)用的SIMATIC HMI精智系列面板在中國市場出品。同時,被取代的各系列老型號面板陸續(xù)宣布停產(chǎn)。
2014年6月,面向簡單HMI任務(wù)的第二代精簡面板發(fā)布上市。
同期前后,西門子公司還相繼推出了新型S7-1200/1500 PLC,并發(fā)布了全球第一款將所有自動化任務(wù)整合在一個工程設(shè)計環(huán)境下的軟件—TIA Portal(博途自動化工程設(shè)計組態(tài)軟件)。
2014年10月,西門子公司官方宣布用于已停產(chǎn)型號SIMATIC Panel和Multi Panel的SIMATIC WinCC Flexible組態(tài)裝置停止供貨,更是標(biāo)志新型精簡系列、精智系列觸摸或鍵控面板,TIA Portal博途組態(tài)軟件等以開拓創(chuàng)新、高性能高效率的嶄新面貌實現(xiàn)轉(zhuǎn)型換代。
目前,世界各主要工業(yè)化國家都在深化互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)、服務(wù)業(yè)的深度融合發(fā)展。美國提出了偏重軟件的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”計劃,德國頒布了偏重硬件的“工業(yè)4.0”計劃,中國則制定了《中國制造2025》頂層設(shè)計發(fā)展規(guī)劃及11個實施行動指南等配套文件,并全面轉(zhuǎn)入實施階段。各國工業(yè)發(fā)展規(guī)劃殊途同歸地都指向了—制造業(yè)互聯(lián)網(wǎng)化和智能化。雖然這個過程至少需要20年的時間,但是,那種競爭的緊迫感確實是越來越強(qiáng),起步晚了,節(jié)拍慢了,差距就會越拉越大。
西門子公司的精簡/精智系列觸摸屏,連同新型PLC,在博途自動化工程軟件中集成,可以方便、高效、快捷地組態(tài)設(shè)計構(gòu)建自動化、智能化控制系統(tǒng),去完成中小型機(jī)電設(shè)備、大中型成套機(jī)械設(shè)備的工藝控制任務(wù)。觸摸屏應(yīng)用技術(shù)、PLC技術(shù)、PROFINET網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等成為裝備制造、生產(chǎn)制造網(wǎng)絡(luò)化及智能化的技術(shù)支柱。智能化中的一個非常重要的環(huán)節(jié)就是人機(jī)交互,人機(jī)交互的方法屈指可數(shù):鼠標(biāo)交互、觸摸交互、語音交互等。在各種各樣的實際應(yīng)用環(huán)境中,觸摸屏設(shè)備和應(yīng)用技術(shù)當(dāng)是佼佼者。新型的觸摸屏是如何工作的?它在自動化控制系統(tǒng)中扮演什么樣的角色?常規(guī)控制系統(tǒng)的觸摸屏項目都由哪些部分組成?如何使用自動化工程組態(tài)軟件?如何在自動化工程組態(tài)軟件中設(shè)計構(gòu)建觸摸屏應(yīng)用項目?為了幫助廣大讀者學(xué)習(xí)和使用觸摸屏,特別是在生產(chǎn)制造、服務(wù)一線工作的機(jī)械電氣、自動化技術(shù)維護(hù)革新改進(jìn)人員,機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計制造技術(shù)人員,大中專院校相關(guān)專業(yè)的師生等,我們組織編寫了這本介紹這方面應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)的書籍。
本書力求用通俗易懂的語言、大量的圖表和操作案例,循序漸進(jìn),從入門到精通,面向?qū)嶋H項目應(yīng)用,系統(tǒng)詳細(xì)解說西門子精簡系列和精智系列面板的性能參數(shù)和功能用法,用圖表實例的方式,詳細(xì)解說如何用TIA Portal V13 SP1(博途集成組態(tài)設(shè)計軟件)操作和開發(fā)精簡/精智系列面板在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。
本書由章祥煒主持編著,浩天、昊迪、岳媛、孫寧、高寧、岳菲凡、羅平、廖世宏等參與資料整理和書中所有案例的仿真測試、圖表編制等工作。
感謝西門子公司技術(shù)工程師潘駿碩士、卞朋兵工程師等的鼎力支持。感謝章文編輯在文稿初期給予的指導(dǎo)。
由于知識水平和經(jīng)驗的局限性,書中難免有疏漏之處,敬請廣大讀者朋友批評指正。編著者郵箱:zxw978@163.com。
章祥煒
2017年3月
第一章 人機(jī)界面設(shè)備和博途自動化工程軟件001
第一節(jié) 人機(jī)界面設(shè)備(HMI)概述 / 001
一、西門子主要新型HMI設(shè)備及特點 / 001
二、控制系統(tǒng)中的HMI設(shè)備——精簡系列和精智系列面板 / 006
三、精簡系列和精智系列面板的主要功能參數(shù) / 008
第二節(jié) TIA博途自動化工程開發(fā)軟件 / 014
一、西門子TIA Portal博途自動化工程軟件簡介 / 014
二、SIMATIC WinCC Advanced V13 / 016
第三節(jié) TIA博途自動化工程開發(fā)軟件安裝 / 018
一、安裝TIA Portal自動化工程軟件計算機(jī)的基本配置 / 018
二、安裝TIA Portal V13 SP1 / 018
第二章 博途軟件組態(tài)自動化控制系統(tǒng)項目026
第一節(jié) 博途創(chuàng)建S7-1200 PLC+精簡面板系統(tǒng)模塊構(gòu)架實例 / 027
一、可視化創(chuàng)建過程 / 027
二、實物系統(tǒng)和博途項目文件 / 037
第二節(jié) 博途創(chuàng)建S7-1500 PLC+精智面板系統(tǒng)模塊構(gòu)架實例 / 037
一、“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”編輯器簡介 / 038
二、可視化創(chuàng)建過程 / 038
第三章 通過HMI設(shè)備向?qū)?chuàng)建HMI項目043
第一節(jié) 創(chuàng)建一個新項目 / 043
第二節(jié) “HMI設(shè)備向?qū)А睉?yīng)用 / 045
第三節(jié) 項目視圖和Portal視圖 / 053
一、項目視圖和Portal視圖 / 053
二、項目視圖的導(dǎo)航區(qū) / 054
三、編輯工作區(qū) / 055
四、巡視區(qū) / 055
五、選項板區(qū) / 056
六、項目視圖工具欄圖標(biāo)工具用法 / 056
第四節(jié) “HMI設(shè)備向?qū)А眲?chuàng)建的畫面及仿真 / 057
第四章 HMI項目畫面的組態(tài)和畫面對象應(yīng)用060
第一節(jié) 模板的組態(tài)編輯 / 060
一、模板的作用和模板的層 / 061
二、分步創(chuàng)建“HMI設(shè)備向?qū)А敝械哪莻引導(dǎo)型模板 / 063
三、生成基于引導(dǎo)型模板的畫面 / 070
四、畫面/模板組態(tài)結(jié)果的編譯和仿真 / 071
第二節(jié) 經(jīng)典型“起始畫面”的組態(tài)設(shè)計 / 072
第三節(jié) HMI變量和HMI變量表 / 077
一、HMI變量及基本屬性 / 077
二、HMI外部變量的連接 / 080
三、在HMI變量表中創(chuàng)建變量 / 083
第四節(jié) “機(jī)器實時運行狀態(tài)”畫面的組態(tài) / 086
第五節(jié) “自動/手動操作畫面”的組態(tài) / 093
一、“自動/手動操作畫面”運行工藝系統(tǒng)工作過程 / 093
二、“自動/手動操作畫面”素材的制作 / 095
三、“自動/手動操作畫面”的組態(tài)編輯 / 097
第六節(jié) “機(jī)器安全使用說明”畫面的組態(tài) / 103
一、“機(jī)器安全使用說明”畫面介紹 / 104
二、“機(jī)器安全使用說明”畫面的編輯組態(tài) / 108
第五章 HMI設(shè)備中的報警機(jī)制112
第一節(jié) 報警概述 / 112
一、報警的意義和報警過程 / 112
二、報警信號的輸入和報警字 / 114
第二節(jié) WinCC報警的分類和報警輸入 / 115
一、報警的類型 / 115
二、報警的類別 / 116
三、工藝系統(tǒng)中離散量報警的組態(tài) / 119
四、工藝系統(tǒng)中模擬量報警的組態(tài) / 120
五、報警組 / 121
第三節(jié) WinCC報警的輸出 / 121
一、“報警視圖”控件及用法 / 121
二、報警窗口 / 124
三、報警指示器 / 125
四、其它輸出方式 / 126
第四節(jié) WinCC的報警實例 / 126
第五節(jié) WinCC的“系統(tǒng)診斷視圖”和“系統(tǒng)診斷窗口” / 129
第六節(jié) WinCC的報警事件和系統(tǒng)函數(shù) / 129
第六章 HMI和PLC集成系統(tǒng)的模擬仿真調(diào)試131
第一節(jié) 模擬仿真概述 / 131
第二節(jié) HMI設(shè)備畫面的仿真 / 132
一、“機(jī)器運行實時狀態(tài)”畫面的模擬仿真 / 132
二、“機(jī)器安全使用說明”畫面的模擬仿真 / 135
第三節(jié) PLC控制器的仿真 / 136
一、S7-PLCSIM V13 SP1及 Upd1的安裝 / 136
二、CPU1513 PLC控制器仿真示例 / 137
第四節(jié) HMI面板和PLC設(shè)備集成系統(tǒng)項目的仿真 / 140
一、精簡面板和S7-1200 PLC項目系統(tǒng)的模擬仿真 / 140
二、精智面板和S7-1500 PLC項目系統(tǒng)的模擬仿真 / 147
三、WinCC報警的模擬仿真 / 153
第七章 HMI設(shè)備的配方和工藝參數(shù)設(shè)置畫面157
第一節(jié) 配方概述 / 157
一、配方概念 / 157
二、配方案例 / 157
第二節(jié) 配方在項目中的使用 / 159
第三節(jié) WinCC Advanced配方中的數(shù)據(jù)流動和操作 / 160
第四節(jié) 配方功能應(yīng)用從WinCC配方編輯器開始 / 164
第五節(jié) WinCC配方視圖 / 167
第六節(jié) 自定義工藝參數(shù)畫面的組態(tài) / 169
第八章 數(shù)據(jù)記錄(日志)和趨勢視圖171
第一節(jié) 數(shù)據(jù)記錄概述 / 171
第二節(jié) 數(shù)據(jù)記錄的編輯和組態(tài) / 172
一、數(shù)據(jù)記錄的屬性組態(tài) / 172
二、記錄變量的屬性組態(tài) / 174
第三節(jié) 報警記錄的編輯和組態(tài) / 176
第四節(jié) 數(shù)據(jù)記錄和報警記錄的輸出和模擬仿真案例 / 176
第五節(jié) 趨勢視圖控件的使用 / 178
一、認(rèn)識“趨勢視圖” / 178
二、“趨勢視圖”的編輯組態(tài) / 179
第九章 報表輸出和計劃任務(wù)183
第一節(jié) HMI的報表 / 183
第二節(jié) 報表的組態(tài)過程 / 184
第三節(jié) 配方報表 / 187
第四節(jié) 報警報表 / 189
第五節(jié) 計劃任務(wù)功能及打印任務(wù) / 193
第十章 HMI設(shè)備的用戶管理196
第一節(jié) 用戶管理的目的 / 196
第二節(jié) 運行系統(tǒng)中的用戶管理 / 197
第三節(jié) 用戶管理編輯器和用戶視圖 / 199
第四節(jié) 運行系統(tǒng)中的用戶管理 / 202
第五節(jié) 用戶管理組態(tài)實例 / 204
第十一章 系統(tǒng)函數(shù)和自定義函數(shù)206
第一節(jié) 概述 / 206
第二節(jié) WinCC的系統(tǒng)函數(shù) / 207
第三節(jié) VBS腳本編輯器 / 213
一、代碼編寫工作區(qū) / 214
二、VB函數(shù)屬性巡視窗格 / 216
三、腳本指令選項板窗格 / 217
四、函數(shù)列表選項板窗格 / 217
五、代碼的保護(hù) / 217
第四節(jié) VB函數(shù)編制實例 / 218
一、VB函數(shù)編制實例一(公式計算) / 218
二、VB函數(shù)編制實例二(IF…THEN…等標(biāo)準(zhǔn)句型應(yīng)用) / 220
三、VB函數(shù)編制實例三(動畫) / 222
四、VB函數(shù)編制實例四(參數(shù)的使用) / 223
第十二章 WinCC圖形文件夾227
第一節(jié) 簡介 / 227
第二節(jié) 博途的WinCC圖形文件夾 / 228
一、Automation equipment (自動化設(shè)備或裝置) / 229
二、Basic symbols (基本符號) / 234
三、Industries(工業(yè)類) / 235
四、Infrastructure(基礎(chǔ)設(shè)施類) / 239
五、Product symbols(產(chǎn)品符號類) / 241
六、Runtime control icons(運行控制圖標(biāo)) / 241
七、Standardized symbols(標(biāo)準(zhǔn)化符號) / 241
八、Technology symbols(工藝技術(shù)類符號) / 241
九、Unified and modular(合成和建;緢D形) / 241
第十三章 項目下載和其它HMI設(shè)備應(yīng)用245
第一節(jié) HMI項目文件的下載 / 245
一、以太網(wǎng)方式或 PN/IE 方式下載 / 245
二、其它下載方式簡介 / 252
第二節(jié) Portal V13 SP1自動化工程軟件的在線訪問 / 253
第三節(jié) 精簡/精智面板的功能鍵組態(tài) / 254
一、功能鍵的全局功能的編輯組態(tài) / 255
二、功能鍵的模板局部功能的編輯組態(tài) / 257
三、功能鍵的畫面局部功能的編輯組態(tài) / 258
四、功能鍵的全局功能和局部功能的關(guān)系 / 258
第四節(jié) 庫的使用 / 259
一、項目庫和全局庫 / 260
二、主模板和類型 / 260
三、博途工程軟件中的庫任務(wù)卡和庫視圖 / 262
四、“類型”的創(chuàng)建、編輯和使用 / 266
五、“類型”的庫管理 / 268
六、“主模板”的創(chuàng)建、編輯和使用 / 269
七、歸檔全局庫 / 269
八、庫與庫、庫與項目的更新 / 269
第五節(jié) 面板的組態(tài)與應(yīng)用 / 269
一、“面板”簡介 / 269
二、支持“面板”使用的HMI設(shè)備 / 270
三、“面板類型”的創(chuàng)建和編輯 / 270
第六節(jié) 用戶HMI數(shù)據(jù)類型的組態(tài)與應(yīng)用 / 275
一、“用戶HMI數(shù)據(jù)類型”的創(chuàng)建和編輯 / 275
二、“用戶HMI數(shù)據(jù)類型”的應(yīng)用仿真示例 / 276
參考文獻(xiàn)281
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