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人機(jī)界面（HMI）產(chǎn)品常識

1、人機(jī)界面產(chǎn)品的定義

連接可編程序控制器（PLC）、變頻器、直流調(diào)速器、儀表等工業(yè)控制設(shè)備，利用顯示屏顯示，通過輸入單元（如觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo)等）寫入工作參數(shù)或輸入操作命令，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器信息交互的數(shù)字設(shè)備,由硬件和軟件兩部分組成。

2、人機(jī)界面（HMI）產(chǎn)品的組成及工作原理

人機(jī)界面產(chǎn)品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存貯單元等，其中處理器的性能決定了HMI產(chǎn)品的性能高低，是HMI的核心單元。根據(jù)HMI的產(chǎn)品等級不同，處理器可分別選用8位、16位、32位的處理器。HMI軟件一般分為兩部分，即運(yùn)行于HMI硬件中的系統(tǒng)軟件和運(yùn)行于PC機(jī)Windows操作系統(tǒng)下的畫面組態(tài)軟件（如JB－HMI畫面組態(tài)軟件）。使用者都必須先使用HMI的畫面組態(tài)軟件制作“工程文件"，再通過PC機(jī)和HMI 產(chǎn)品的串行通訊口，把編制好的“工程文件"下載到HMI的處理器中運(yùn)行。

3、人機(jī)界面產(chǎn)品的基本功能及選型指標(biāo)

基本功能：

設(shè)備工作狀態(tài)顯示，如指示燈、按鈕、文字、圖形、曲線等

數(shù)據(jù)、文字輸入操作，打印輸出

生產(chǎn)配方存儲，設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄

簡單的邏輯和數(shù)值運(yùn)算

可連接多種工業(yè)控制設(shè)備組網(wǎng)

一．PROFINET 通信口：

S7-1200CPU本體上集成了一個(gè)PROFINET通信口，支持以太網(wǎng)和基于TCP/IP和UDP的通信標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)PROFINET物理接口是支持10/100Mb/s的RJ45口，支持電纜交叉自適應(yīng)，因此一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的或是交叉的以太網(wǎng)線都可以用于這個(gè)接口。使用這個(gè)通信口可以實(shí)現(xiàn)S7-1200CPU與編程設(shè)備的通信，與HMI觸摸屏的通信，以及與其它CPU之間的通信。

二．支持的協(xié)議和大的連接資源

S7-1200 CPU 的PROFINET 通信口支持以下通信協(xié)議及服務(wù)

· TCP

· ISO on TCP ( RCF 1006 )

· UDP(V1.0 不支持）

· S7 通信

三．硬件版本 V4.1 支持的協(xié)議和大的連接資源：

S7-1200的連接資源分配給每個(gè)類別的預(yù)留連接資源數(shù)為固定值；您無法更改這些值。 但可組態(tài) 6個(gè)"可用自由連接"以按照應(yīng)用要求增加任意類別的連接數(shù)。

可連接資源

示例1: 1 個(gè) PG 具有 3 個(gè)可用連接資源。 根據(jù)當(dāng)前使用的 PG 功能，該 PG 實(shí)際可能使用其可用連接資源的 1、2 或 3。 在 S7-1200 中，始終保證至少有 1 個(gè) PG，但不允許超過 1 個(gè) PG。

在CPU屬性>常規(guī)>連接資源顯示:

連接資源顯示

四．HMI連接資源

示例2：HMI 具有 12 個(gè)可用連接資源。

根據(jù)您擁有的 HMI 類型或型號以及使用的 HMI 功能，每個(gè) HMI 實(shí)際可能使用其可用連接資源中的 1 個(gè)、2 個(gè)或 3 個(gè)。 考慮到正在使用的可用連接資源數(shù)，可以同時(shí)使用 4 個(gè)以上的 HMI

通訊測試

由于“ModbusTCP CP V4.3"選項(xiàng)包支持功能碼FC1，2，3，4，5，6，15，16，不同的功能碼測試過程中類似，因此下面同樣以FC03(讀寫保持寄存器)為例來說明通訊測試的整個(gè)過程，對于其他功能碼的測試將不再重復(fù)描述。

需要說明的是由于客戶端功能塊需要定義具體的功能碼，而主功能塊FB108 “MODBUSCP"并沒有直接的管腳來定義功能碼，而是由其中的兩個(gè)參數(shù)“DATA_TYPE"和“single-write"共同決定(參見后面的管腳參數(shù)說明)，詳細(xì)情況如下圖20所示：

圖20 S7-400單站系統(tǒng)做客戶端時(shí)不同的功能碼的參數(shù)定義

由于客戶端和服務(wù)器均使用相同的功能塊FB108“MODBUSCP "的參數(shù)需要初始化，因此分別在OB100及OB1中調(diào)用FB108，在OB100中調(diào)用FB108完成相關(guān)參數(shù)的初始化，FB108的管腳分布參見3.3章節(jié)中的圖10說明。

打開ModSim32軟件，在“Connection--->connect"中打開連接屬性對話框，連接接口選擇“Modbus/TCP svr"，TCP/IP Server Port為本地服務(wù)器的端口502，如下圖21所示：

圖21 ModSim32中設(shè)置端口號

下載硬件組態(tài)及程序到CPU中，給參數(shù)ENQ_ENR發(fā)送脈沖信號；在打開的ModSim32軟件窗口設(shè)置寄存器連接類型、起始地址、長度等，如下圖22所示：

圖22 ModSim32中Modbus數(shù)據(jù)參數(shù)定義

關(guān)于SIMATIC中DB偏移量、Modbus物理編址、應(yīng)用層編址對應(yīng)關(guān)系請參考本文中2.3章節(jié)圖14的說明

之后在CP443-1 Client就可以建立和遠(yuǎn)程ModSim32 Server的連接了，在Netpro中可以看到連接已經(jīng)建立起來，如下圖23所示：

圖23 Modscan32激活與S7-400的連接

在Step7的項(xiàng)目程序中新建一個(gè)變量監(jiān)控表，插入需要監(jiān)控的參數(shù)和數(shù)據(jù)區(qū)變量，可以看到ModSim32軟件與S7-400的數(shù)據(jù)通訊已經(jīng)建立起來了，雙方可以進(jìn)行正常的保持寄存器數(shù)據(jù)讀寫操作，如下圖24所示：

圖24 S7-400單站系統(tǒng)作為客戶端與ModSim32軟件通訊

CPU的組態(tài)編程
S7-300帶PN接口的CPU支持ISO on TCP通信功能，通過該集成以太網(wǎng)接口組態(tài)ISO on TCP通信時(shí)，只能使用開放式通信的功能塊，這些的功能塊可以在STEP7 “ 通訊塊"的 “標(biāo)準(zhǔn)庫 "中找到，如圖13所示。

圖13 S7-300 CPU通信指令庫

庫中提供了下列通信功能塊：
′> FB 65 "TCON"，用于建立連接，連接時(shí)需要UDT65來提供參數(shù)
> FB 66 "TDISCON"，用于終止連接
> FB 63 "TSEND"，用于發(fā)送數(shù)據(jù)到S7站點(diǎn)、S5站點(diǎn)、PC站或者第三方設(shè)備
> FB 64 "TRCV" 用于從S7站點(diǎn)、S5站點(diǎn)、PC站或者第三方設(shè)備接收數(shù)據(jù)

要通過CPU 的 集成PN 接口實(shí)現(xiàn)開放的ISO on TCP通信，不能在Netpro網(wǎng)絡(luò)組態(tài)中直接建立連接，必須通過程序每個(gè)連接的參數(shù)。用于通信的FB標(biāo)準(zhǔn)功能塊，請參見附件提供的例程 "Sample_1 ( 50 KB ) " 或參考下載中心文檔《A0284 使用西門子PLC集成的PN口實(shí)現(xiàn)S5 兼容通信使用入門》提供的例程。下載鏈接：80490650

從附件提供的例程 "Sample_1 ( 50 KB ) " 中將把需要的程序塊拷貝到新建的項(xiàng)目中，包括：
> UDT 65 "TCON_PAR"，存放用戶通信參數(shù)
> FB420 "SET_ISO_ENDPOINT" ，用于修改UDT65內(nèi)通信對象參數(shù)
> FC21， 被FB420調(diào)用
隨后，使用通信功能塊 FB65 "TCON"、FB66 "TDISCON"、FB63 "TSEND" 和 FB64 "TRCV" 完成程序的編寫。

4.1創(chuàng)建新項(xiàng)目

1、打開STEP7，新建一個(gè)項(xiàng)目
2、在項(xiàng)目中插入一個(gè)SIMATIC 300的站
3、組態(tài)硬件，插入一個(gè)CPU317-2PN/DP的CPU，并為PN接口分配IP地址“192.168.0.3"，如圖14所示。同時(shí)，在CPU的“Cycle/Clock Memory"屬性頁中MB0為時(shí)鐘存儲器，在程序中可以使用M0.3（2Hz 的時(shí)鐘脈沖）去自動(dòng)激活發(fā)送任務(wù)，如圖15所示。

圖14為PN接口分配IP地址

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