- 触摸屏应用技术从入门到精通
- 章祥炜编著
- 4675字
- 2020-09-01 12:27:05
第四节 “机器实时运行状态”画面的组态
HMI设备项目画面中,通常有一个(或多个)展示机器设备(或系统)工艺过程和运行状态参数的画面,使操作者可以直观及时掌握机器实时运转情况,如本例“机器实时运行状态”画面。
1.“矩形”等画面对象的用法
本节学习如何组态编辑图4-3-1所示“机器实时运行状态”画面,并学习I/O域等画面对象及HMI变量的应用等。在前面章节创建的“机器实时运行状态”画面,只是有一个显示画面名称文本域的空白画面,打开该画面,将选项板窗口的“工具箱”→“基本对象”展板中的“矩形”画面对象拖放到画面组态区,系统为其默认命名为“矩形_1”,再拖放或复制三个矩形对象,初步调整矩形的大小和位置,并在属性巡视窗口组态矩形对象的背景颜色、边框等属性,结果见图4-4-1。
图4-4-1 画面粘贴四个矩形对象
画面上的矩形主要用来划分画面的不同功能区,醒目突出,易于识读和操作。也可以采用不同的形状作为不同输入/输出功能区的底板,在“基本对象”画面对象展板上还有“圆”“椭圆”“多边形”等供选用,甚至可以采用一些对象闪烁或动画等达到强调的效果。
用一个文本域对象表示画面名称,然后打开前面创建的“起始画面”,将该画面上的按钮复制粘贴过来,调整按钮位置如图4-4-2所示。每个按钮打开一个画面,为此为各按钮组态编辑按钮文本,设置按钮事件的系统函数等,方法同前述。
图4-4-2 画面复制五个按钮等
采用制图软件,如AUTOCAD、PHOTOSHOP或VISIO等绘制机器工作简图,保存为GIF等图片格式,然后将图片粘贴到当前编辑的画面中来,调整大小和位置,见图4-4-3。
图4-4-3 将机器设备工作简图粘贴到画面上
将两个叠加的风叶图形视图叠加在一起,放在风机电机旁模拟演示转动和停止的动画效果,图中共四处。在运行系统中,在工艺系统的自动或者手动条件下,启动机器设备运行,则风机开始转动,风叶显示转动的动画效果。
在“生产用电”显示板块,用11个文本域组态文字标签,即“生产用时”“开始时间”“月、日、时、分”等,用来显示和记录一个加工工艺过程的开始时间和结束时间,并把它们的差作为“生产用时”显示和记录,这些记录会作为生产计划和生产工艺的分析数据保存。9个具体的数据用“I/O域”画面对象组态,这是本节要学习的新画面对象,效果如图4-4-4所示。
图4-4-4 增加动画风叶和I/O域
2.“I/O域”画面对象的用法
将选项板窗口的“工具箱”→“元素”展板中的“I/O域”画面对象拖放(或者直接双击元素展板上的I/O域对象)到画面组态区,系统为其默认命名为“I/O域_1”,同样生成其余的“I/O域”,共9个,可用画面组态窗口上的图表工具,调整这些“I/O域”对象的大小和位置,排列对齐如图4-4-4所示。
“I/O域”画面对象用于输入和显示(输出)过程值,它的工作模式有三个选项,即输入(在运行系统中只能在I/O域中输入值)、输出(I/O域仅用于输出值)和输入/输出(可以在 I/O 域中输入和输出值)。“生产用时”板块上的9个I/O域都工作在输出模式,即仅显示PLC变量的过程值。
在巡视窗口中,可以自定义“I/O域”对象输入/输出值所关联的HMI变量,对象的位置、形状、样式、颜色和字体类型等。 图4-4-5为“生产用时”I/O域的常规属性窗口视图。
图4-4-5 “生产用时”I/O域的常规属性
看图4-4-5,在过程变量输入格中,点击右侧的选项按钮,弹出变量表,从中选择先前组态的HMI外部变量“生产用时”,由于采用HMI和PLC的集成连接和符号访问,所以“PLC变量”格灰色显示PLC符号变量,地址格无显示。如果是非集成连接,就会显示绝对地址项等。
类型可以选用输出或者输入/输出模式。
I/O域的显示格式采用十进制,即时间单位为分。因为PLC符号变量的数据类型为Lint。还可以选择显示格式样式,如是否带符号位等。
在I/O域常规属性显示格式中有多种选项,见表4-4-1。
表4-4-1 I/O域的显示格式选项
“属性列表”中“特性”属性,指定是否隐藏输入,即在输入过程中是正常显示输入值还是加密输入值,即系统使用“*”显示每个字符。 输入值的数据格式不能识别。
“闪烁”和“限制”属性,当I/O域的输入或输出值超出HMI变量的限制值时,会出现闪烁显示,也可以设置为发生颜色改变现象。
变量值的限制范围是在HMI变量表中定义的。
按照上一步同样的方法,编辑组态“生产用电”和“工艺参数”板块上的文本域和I/O域,注意正确选择在之前HMI变量表中已经创建的变量作为I/O域的过程变量,见图4-4-6。
图4-4-6 在画面上画表格
经常会要求在画面上绘制表格,如图4-4-6所示。将选项板窗口的“工具箱”→“基本对象”展板中的“线”画面对象拖放(或者直接双击基本对象展板上的线对象)到画面组态区,系统为其默认命名为“线_1”。在画面上用众多的“线”对象绘制表格。在表中填入文本域和I/O域,分别组态它们的属性,结果如图4-3-1所示。
在图4-3-1中,在机器运行简图上还有四个文本域作为标签,文本说明为“一区炉温”“一区调功”等,两个I/O域,以输出模式显示实时炉温。组态原理方法同前述。还有两个需要学习的画面对象“棒图”,用来形象地显示加热电功率的调节动态过程。
3.“棒图”画面对象的用法
将选项板窗口的“工具箱”→“元素”展板中的“棒图”画面对象拖放(或者直接双击元素展板上的棒图对象)到画面组态区,系统为其默认命名为“棒图_1”。连接PLC变量“一区调功”,使之在运行系统中显示实时电加热功率的调节情况。同理再复制一个棒图对象显示二区调功情况。调整两个棒图的大小和位置,对齐如图4-3-1所示。
“棒图”对象将变量的大小变化显示为图形变化,通过刻度值标记相对显示变量值的变化情况。
图4-4-7是“一区调功”棒图的常规属性的组态窗口,可以看到棒图过程变量组态的是HMI变量表中的“一区调功”外部变量,同前述,集成连接的符号访问不会显示绝对地址。所连接的PLC变量的名称也叫“一区调功”,其变量值的实际变化范围可能是0~5V或4~20Ma。但是在棒图中的显示最大刻度值设为100,最小刻度值设为0。当然也可以设定为最大和最小刻度值与实际值一致。
图4-4-7 棒图对象的常规属性
显示刻度的最大和最小值也可以用变量表示,这意味着棒图显示的最大和最小值可以是变化的,是动态的。
图4-4-8为巡视窗格的“一区调功”棒图对象的外观属性。读者可以边做设定,边观察画面上棒图的设定效果。
图4-4-8 棒图对象的外观属性
“设计”属性,主要用来组态棒图的边框宽度、颜色、背景色、样式等。本例没有设置边框,故边框宽度为0值。
“刻度”属性,组态是否设置刻度,刻度如何划分。
“标签”属性,组态是否在刻度旁加上度量值的指示标签,是否要标上度量值的单位等。
“布局”属性,定量组态棒图的大小和位置等。
“文本格式”属性,设定棒图上的标签等文本字符的字型、字号,是否加粗等。
“闪烁”属性,设定棒图本身在运行系统中有否闪烁,或者勾选在棒图显示的变量超出限值时就闪烁,同前述,变量的限值在HMI变量表中设定。
“限制”属性,设定棒图显示的变量值超出预设的最大值或低于预设的最小值时,棒图颜色发生变化。
保存编译仿真运行,查看组态效果。查看编译时在信息卡中给出的编译结果信息,针对错误和警告,逐一解决。图4-4-9为组态结束后的仿真画面。
图4-4-9 “机器实时运行状态”画面组态结束后
4.“文本域”画面对象的动画属性
图4-4-10是编辑组态状态下“机器实时运行状态”画面的一部分,用于显示机器的工作条件。在画面运行系统中,当门关闭且压紧,压缩空气压力、冷却水压力符合要求,冷却水温不超过规定的温度值时,机器设备才可以启动工作。其中任何一个条件不满足,机器设备都启动不起来,并在HMI面板上显示哪项条件没有达到要求,给出报警信息。因此HMI面板要时刻显示对这些工作条件的检测结果。如果在机器实时运行中,炉门未压紧或者某处温度不正常也要及时显示通报现场操作人员。
图4-4-10 文本域动画显示机器工作条件
在运行系统中,当机器的各项工作条件都正常时,门关闭和压紧等正常信号传送到HMI设备,则显示绿色的“关闭”“压紧”和“正常”等文本字符,代表门开、未压紧、异常等不良条件的红色文本字符不可见;反之,则显示“开”“未压紧”和“异常”等红色文本字符,代表正常的绿色字符不可见。这种文本字符随PLC信号可见和不可见的动画效果是在“文本域”的动画属性选项卡中组态的。
下面对炉门的“关闭”和“开”进行动画属性的组态。当炉门打开时,显示“开”且“关闭”字符不可见,反之显示“关闭”字符而“开”字符不可见。
在图4-4-10画面中,鼠标点选工作条件表格中的“关闭”文本域,随后在属性巡视窗口打开该文本域的“动画”选项卡,见图4-4-11。可以看到“文本域”的动画类型分为两类:一是显示,外观颜色变化或闪烁和文本的可见与不可见;二是移动,即文本域可以组态其在画面上移动。
图4-4-11 文本域的动画属性窗口
本例为文本域“关闭”的可见性动画设定,双击“动画类型”→“显示”→“可见性”项的激活动画图标,弹出图4-4-12所示画面。
图4-4-12 “关闭”文本域可见性的动画设定
为“关闭”文本域的可见性动画的过程变量设定为HMI变量“炉门开关”,该变量的数据类型为Bool型,即炉门关闭时,“炉门开关”=1;当打开时,“炉门开关”=0。图4-4-12的设定含义就是:当“炉门开关”变量等于1时,控制使能“关闭”文本域“可见”,示意炉门关闭;反之不可见。
再看炉门关闭的“开”文本域,其动画设定刚好相反,见图4-4-13。在“机器实时运行状态”画面上鼠标选定“开”文本域,随后打开其动画属性→“可见性”组态窗口,如图4-4-13所示。过程变量也是“炉门开关”,但当该变量由0变1时,也就是炉门关闭时,使能“开”文本域“不可见”。
图4-4-13 “开”文本域可见性的动画设定
经过上述对“关闭”和“开”两个文本域的可见性动画设定。在实际机器运行时,当炉门打开时,显示“开”,看不见“关闭”字符;当炉门关闭时,显示“关闭”,看不见“开”字符。
可以将“关闭”和“开”两个文本域叠加放置。
用同样的方法,组态图4-4-10中工作条件其余的文本域不可见动画属性。
5. 风机旋转简单动画—“图形视图”对象的可见性动画属性
前面我们通过实例介绍了“文本域”的可见性动画属性,现在介绍“图形视图”画面对象的可见性动画属性。
在图4-4-9中有四个表示电动机是否旋转的风扇图形。在HMI面板实时运行状态,当机器设备启动运转后,风扇图形呈现转动动态显示,机器设备停止时,风扇亦停止转动。这里风扇旋转的动画效果就是组态运用了“图形视图”的标准“闪烁”属性和可见性动画属性。
如图4-4-14所示的两个风扇扇叶图形,两个风叶的尺寸完全一致,注意图中A扇叶到B扇叶以扇叶中心为圆点转动了30°角,当把A扇叶置于B扇叶之上且A扇叶呈标准频率闪烁时,看起来的效果就像风叶转动起来。
图4-4-14 两个风扇扇叶图形
因此,图4-4-9上的四个风叶图形(由两个几乎一样的风叶图形视图叠加组成)即基于上述原理编辑组态。本实例这四个叠加风叶图形的上面一个风叶图形视图的名称从左到右依次为“图形视图_11”“图形视图_7”“图形视图_3”和“图形视图_5”。控制这四个图形视图可见性的过程变量就是前面在HMI变量表中创建的变量“鼓风机工作”“循环风机2工作”“循环风机1工作”和“引风机工作”。
“图形视图”的动画属性编辑组态方法同前述“文本域”可见性组态方法相似,增加“图形视图”“闪烁”属性的设置。
例如图4-4-9右上侧引风机的旋转动画编辑组态过程如下:首先将“图形视图_5”的“闪烁”属性设置为“标准”(通常对画面对象,组态系统默认此属性皆为“无”)。然后打开“图形视图_5”的“动画”选项卡,在其中,点击打开“可见性”的动画设置页面,在可见性过程变量输入域中选择输入“引风机工作”变量,“可见性”单选项选择“可见”。这样,当从PLC设备传送过来“引风机”已经工作的信号(即“引风机工作”变量为1)时,“图形视图_5”可见且闪烁。其它几个风机电机的动画组态方法同上述。
保存设置,编译纠错,模拟仿真运行所组态的画面效果,详见第六章所述。