人機(jī)界面的功能及工作原理

人機(jī)界面最基本的功能是顯示現(xiàn)場設(shè)備（通常是plc）中的開關(guān)量狀態(tài)和存儲(chǔ)器中數(shù)字變量的值，用監(jiān)控畫面向 PLC 發(fā)出開關(guān)量命令，以及修改 PLC 存儲(chǔ)器中的參數(shù)。

1. 對(duì)畫面組態(tài)

“組態(tài)” （Configuration） 一詞有配置和參數(shù)設(shè)置的意思。 人機(jī)界面用個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的組態(tài)軟件來生成滿足用戶要求的監(jiān)控畫面， 用畫面中的圖形對(duì)象來實(shí)現(xiàn)其功能， 用項(xiàng)目來管理這些畫面。

使用組態(tài)軟件可以很容易地生成人機(jī)界面的畫面， 用文字或圖形動(dòng)態(tài)地顯示 PLC 中的開關(guān)量的狀態(tài)和數(shù)字量的數(shù)值。 通過各種輸入方式， 將操作人員的開關(guān)量命令和數(shù)字量設(shè)定值傳送到 PLC。 畫面的生成是可視化的， 一般不需要用戶編程， 組態(tài)軟件的使用簡單方便，很容易掌握。

在畫面中生成圖形對(duì)象后， 只需要將圖形對(duì)象與 PLC 中的存儲(chǔ)器地址聯(lián)系起來， 就可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí) PLC 與人機(jī)界面之間的自動(dòng)數(shù)據(jù)交換。

畫面由組成背景的靜態(tài)對(duì)象和動(dòng)態(tài)對(duì)象組成。 靜態(tài)對(duì)象包括靜態(tài)文字、 數(shù)字、 符號(hào)和靜態(tài)圖形， 圖形可以在組態(tài)軟件中生成， 也可以用其他繪圖軟件生成。

動(dòng)態(tài)對(duì)象用與 PLC 內(nèi)的變量相連的數(shù)字、 圖形符號(hào)、 條形圖或趨勢圖等方式顯示出來。在運(yùn)行時(shí)， 可以用功能鍵來切換畫面。 還可以組態(tài)人機(jī)界面監(jiān)視 PLC 的報(bào)警條件和報(bào)警畫面， 以及報(bào)警發(fā)生時(shí)需要打印的信息。

2. 人機(jī)界面的通信功能

人機(jī)界面具有很強(qiáng)的通信功能， 有的配備有多個(gè)通信接口。 使用各種通信接口和通信協(xié)議， 人機(jī)界面能與各主要生產(chǎn)廠家的 PLC 通信， 以及與運(yùn)行組態(tài)軟件的計(jì)算機(jī)通信。 通信接口的個(gè)數(shù)和種類與人機(jī)界面的型號(hào)有關(guān)。 西門子現(xiàn)在的人機(jī)界面設(shè)備基本上都有以太網(wǎng)接口， 此外有的還有 RS-485 串行通信接口 （簡稱串口） 和 USB 接口。 串口可以使用 MPI/PROFIBUS-DP 通信協(xié)議。 可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)觸摸屏與多臺(tái) PLC 通信， 或者多臺(tái)觸摸屏與一臺(tái)PLC通信。

3. 編譯和下載項(xiàng)目文件

編譯項(xiàng)目文件是指將建立的畫面和設(shè)置的信息轉(zhuǎn)換成人機(jī)界面可以執(zhí)行的文件。 編譯成功后， 需要將組態(tài)計(jì)算機(jī)中的可執(zhí)行文件下載到人機(jī)界面的 Flash EPROM （閃存） 中， 這種數(shù)據(jù)傳送稱為下載 （見圖）。 為此首先應(yīng)在組態(tài)軟件中選擇通信協(xié)議， 設(shè)置計(jì)算機(jī)側(cè)的通信參數(shù)， 同時(shí)還應(yīng)通過人機(jī)界面的控制面板設(shè)置人機(jī)界面的通信參數(shù)。

4. 運(yùn)行階段

在控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)， 人機(jī)界面和 PLC 之間通過通信來交換信息， 從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的各種功能。 不用為 PLC 或人機(jī)界面的通信編程， 只需要在組態(tài)軟件中和人機(jī)界面中設(shè)置通信參數(shù)， 就可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面與 PLC 之間的通信。

5. 人機(jī)界面的操作與維護(hù)

只能用手指或觸摸筆觸摸 hmi 設(shè)備的觸摸屏， 只能使用手指操作 HMI 設(shè)備的薄膜按鍵。 使用堅(jiān)硬、 鋒利或尖銳的東西， 或采取粗重的方式操作觸摸屏和按鍵， 可能大大降低其使用壽命， 甚至導(dǎo)致完全毀壞。

HMI 設(shè)備是為免維護(hù)操作而設(shè)計(jì)的。 盡管如此， 觸摸屏或鍵盤保護(hù)膜和顯示器都必須定期清潔。 在清潔前， 應(yīng)關(guān)閉 HMI 設(shè)備， 以避免意外觸發(fā)功能。

可以使用有清潔劑的濕潤的布來清潔設(shè)備， 只能使用少量液體皂水或屏幕清潔劑， 不要將清潔劑直接噴在 HMI 設(shè)備上， 要用布蘸上使用。 不要使用有腐蝕性的溶劑或去污粉， 清潔時(shí)不要使用壓縮空氣或噴氣鼓風(fēng)機(jī)。

為了在 HMI 設(shè)備通電和運(yùn)行項(xiàng)目時(shí)也可進(jìn)行清潔， 組態(tài)工程師可以組態(tài)一個(gè)操作員控制對(duì)象 （例如按鈕）， 來調(diào)用 “清潔屏幕” 功能。 “清潔屏幕” 功能被激活之后， 在組態(tài)的時(shí)段內(nèi)， 將鎖定觸摸屏操作和功能鍵操作。 組態(tài)工程師可以將操作鎖定5～30s。 用進(jìn)度條指示到操作鎖定結(jié)束時(shí)剩余的時(shí)間。

HMI 設(shè)備本身一般不提供屏幕使用的保護(hù)膜， 可以訂購 HMI 設(shè)備的保護(hù)膜。 保護(hù)膜是一種自粘膜， 可以防止刮擦和弄臟屏幕， 取下保護(hù)膜時(shí)屏幕上不會(huì)留下任何粘留物。禁止使用鋒利或尖銳的工具 （例如刀等） 取下保護(hù)膜， 這可能會(huì)損壞觸摸屏。