觸摸屏應(yīng)用技術(shù)從入門到精通

西門子公司的新款精簡/精智系列觸摸屏，連同新型S7-1200/1500 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)，去完成中小型機電設(shè)備、大中型成套機械設(shè)備的工藝控制任務(wù)。

本書面向?qū)嶋H項目應(yīng)用，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)，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。

本書適合自動控制工程師，工廠等企事業(yè)單位電氣設(shè)備研發(fā)、維護(hù)技術(shù)人員學(xué)習(xí)使用，同時也可用作大中專院校、職業(yè)院校相關(guān)專業(yè)的教材及參考書。

第一章 人機界面設(shè)備和博途自動化工程軟件001

第一節(jié) 人機界面設(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) “機器安全使用說明”畫面的組態(tài) / 103

一、“機器安全使用說明”畫面介紹 / 104

二、“機器安全使用說明”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、“機器運行實時狀態(tài)”畫面的模擬仿真 / 132

二、“機器安全使用說明”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

隨著計算機技術(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，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)，去完成中小型機電設(shè)備、大中型成套機械設(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)就是人機交互，人機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)一線工作的機械電氣、自動化技術(shù)維護(hù)革新改進(jìn)人員，機電設(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。

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