西門子19寸人機界面6AV2124-0UC02-OAXO

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 SIMATIC HMI KTP400 精簡面板

• SIMATIC HMI KTP700 精簡面板

• SIMATIC HMI KTP700 DP 精簡面板（不久提供）

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西門子19寸人機界面6AV2124-0UC02-OAXO

*代精簡面板

• SIMATIC HMI KP300 基本型單色

• SIMATIC HMI KTP400 基本型單色

• SIMATIC HMI KTP400 基本型彩色

• SIMATIC HMI KP400 基本型彩色

電 話：（同號）

• SIMATIC HMI KTP600 基本型單色

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• SIMATIC HMI TP1500 基本型彩色 

精智面板 (Comfort Panel)

• SIMATIC HMI KTP400 舒適型

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• SIMATIC HMI TP700 舒適型

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移動面板

• 170 系列 
   

• SIMATIC 移動面板 177

• 270 系列 
   

• SIMATIC 移動面板 277

• SIMATIC 移動式面板 277 (F) IWLAN

西門子HMI與WinCC flexible介紹

一、人 機 界 面 概 述 二、人機界面的應(yīng)用步驟 三、西門子人機界面設(shè)備簡介

四、WinCC flexible簡介

電 話：（同號）

一、人 機 界 面 概 述

1、人機界面的基本概念
人機界面（Human Machine Interface）又稱為人機接口，簡稱為HMI。 人機界面可以承擔(dān)下列任務(wù)： （1）過程可視化。在人機界面上動態(tài)顯示過程數(shù)據(jù)（即PLC采集的 現(xiàn)場數(shù)據(jù)）。 （2）操作員對過程的控制。操作員通過圖形界面來控制過程。如操 作員可以用觸摸屏畫面上的輸入域來修改系統(tǒng)的參數(shù)，或者用畫面上的 按鈕來啟動電動機等。

（3）顯示報警。過程的臨界狀態(tài)會自動觸發(fā)報警，如當(dāng)變量超出 設(shè)定值時。

（4）記錄功能。順序記錄過程值和報警信息，用戶可以檢索以前

的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。 （5）輸出過程值和報警記錄。如可以在某一輪班結(jié)束時打印輸出

生產(chǎn)報表。
（6）過程和設(shè)備的參數(shù)管理。將過程和設(shè)備的參數(shù)存儲在配方中 ，可以一次性將這些參數(shù)從人機界面下載到PLC，以便改變產(chǎn)品的品種

二、人機界面的應(yīng)用步驟

1．對監(jiān)控畫面組態(tài) 2．人機界面的通信功能3．編譯和下載項目文件4．運行階段

三、西門子人機界面設(shè)備簡介
1．文本顯示器
文本顯示器TD200C

TD400C
（1）TD200C。TD200C如圖10-4所示，它具有標(biāo)準(zhǔn)TD200的基本

操作功能，另外還增加了一些新的功能。TD200C為用戶提供了非常靈

活的鍵盤布置和面板設(shè)計功能。用S7-200的編程軟件STEP7Micro/WIN來組態(tài)。 （2）TD400C。TD400C（如圖10-5所示）是新一代文本顯示器

，*支持西門子S7-200 PLC，4行中文文本顯示，與S7-200 PLC通

過PPI高速通信，速率可達到187.5kb/s，STEP7-Micro/WIN4.0 SP4中 文版組態(tài)，HMI程序存儲于PLC，無需單獨下載，便于維護。

2．微型面板
TP070

TP170micro

TP178 micro

K-TP178 micro

TP070、TP170 micro、TP177 micro和K-TP178 micro都是專門 用于S7-200的5.7in的STL-LCD，4種藍色色調(diào)，有CCFL背光，

320×240像素，通信接口均為RS-485。支持的圖形對象有位圖、圖

標(biāo)或背景圖片，有軟件實時時鐘，可以使用的動態(tài)對象為棒圖。

3、觸摸屏
TP177、TP170 TP270

（1）TP170A是用于S7系列PLC的簡單任務(wù)的經(jīng)濟型觸摸屏，采 用5.7in藍色STN-LCD,4級灰度，支持位圖、圖標(biāo)和背景圖畫，動態(tài)對象

有棒圖，有一個RS-232接口和一個RS-422/485接口。

（2）TP170B采用5.7in、藍色或16色STN-LCD，有2個RS-232接 口、1個RS-422/485接口和1個CF卡插槽，支持位圖、圖標(biāo)、背景圖畫

和矢量圖形對象，動態(tài)對象有圖表、柱形圖和隱藏按鈕，有配方功能。

（3）TP270采用5.7in或10.4in 256色STN觸摸屏，通過改進的顯 示

技術(shù)，提高了亮度。可以通過CF卡、MPI和可選的以太網(wǎng)接口備份或

恢復(fù)?？梢赃h程下載/上載組態(tài)和硬件升級。有2個RS-232接口、1個

RS-422/485接口和1個CF卡插槽，可以通過USB、RS-232串口和以太 網(wǎng)接口驅(qū)動打印機。

4、操作員面板電 話：（同號）

S7—200PLC系統(tǒng)主機（CPU）模塊的外形和模塊功能簡介

S7—200系統(tǒng)CPU 22*系列PLC主機(CPU模塊)的外形如圖1所示。 S7—200CPU模塊包括一個*處理單元、存儲器、電源以及數(shù)字I／O點，這些都被集成在一個緊湊、獨立的設(shè)備中。CPU負責(zé)執(zhí)行程序，以便對工業(yè)自動化控制任務(wù)或過程進行控制。輸人部分從現(xiàn)場設(shè)備中采集信號，輸出部分則輸出控制信號，控制工業(yè)過程中的設(shè)備。

圖1 CPU 22*系列PLC的CPU外形

從CPU模塊的功能來看，SIMATICS7—200系列小型可編程序控制器發(fā)展至今，經(jīng)歷了兩代：*代產(chǎn)品的CPU模塊為CPU 21*，現(xiàn)已停產(chǎn)。第二代產(chǎn)品的CPU模塊為CPU 22*，是在21世紀(jì)初投放市場的。其速度快，具有*的通訊能力。它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元。

(1)CPU 221 CPU 221具有6輸入／4輸出，共計10個點的I／O，無擴展能力，有6 KB程序和數(shù)據(jù)存儲空間。還具有4個獨立的30 kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20 kHz高速脈沖輸出端，1個RS—485通訊／編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由通訊方式。非常適合于小點數(shù)的控制系統(tǒng)。

(2)CPU 222 CPU 222除了具有CPU 221的功能外，其不同點在于：它有8輸人／6輸出，共計14點I／O?？梢詭蓚€擴展模塊，zui多擴展8路模擬量和64個I／O，因此是更廣泛的全功能控制器。

(3)CPU 224 它在CPU 222的基礎(chǔ)上使主機的輸入輸出點數(shù)增為24點，有14輸入／10輸出，可以帶7個擴展模塊，zui大可擴展為168點數(shù)字量或者35點模擬量的輸入和輸出；存儲容量也進一步增加，有內(nèi)置時鐘，還增加了一些數(shù)學(xué)指令和高速計數(shù)器的數(shù)量，具有較強的控制能力。

(4)CPU 226 這種模塊在CPU 224的基礎(chǔ)上功能又進一步增強，有24輸入／16輸出，主機輸入和輸出點數(shù)增到40點，zui大可擴展為248點數(shù)字量或35點模擬量；增加了通訊口的數(shù)量，通訊能力大大增強；它可用于點數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。
現(xiàn)在西門子公司新推出了一種增強型的CPU 226XM，它在用戶程序存儲容量上擴大到8K字，其他指標(biāo)和CPU 226相同。

每一款主機模塊上都集成了24V直流電源，可以直接用于連接傳感器和執(zhí)行機構(gòu)。利用EEPROM存儲存儲程序和配置信息。用戶數(shù)據(jù)可通過主機的超級電容存儲若干天，電池模塊可選，可使數(shù)據(jù)的存儲時間延長到200天?？梢杂闷胀ㄝ斎攵俗硬蹲奖?/span>CPU掃描周期更快的脈沖信號，利用中斷輸入，允許以極快的速度對信號的上升沿做出響應(yīng)。速度為30 kHz的高速計數(shù)器可以編程，并具有復(fù)位輸入端，多個獨立的輸入端，可同時用作加減計數(shù)，可以連接相應(yīng)數(shù)量的相位差為90度的A／B相增量編碼器。2路zui大可達20kHz的高頻脈沖輸出，可用以驅(qū)動步進電機和伺服電機以實現(xiàn)準(zhǔn)確定位任務(wù)?？梢杂媚K上的電位器來改變它對應(yīng)的特殊寄存器中的數(shù)值，可以即時更改程序運行中的一些參數(shù)，如定時／計數(shù)器的設(shè)定值、過程量的控制參數(shù)等。實時時鐘可用以對信息加注時間標(biāo)記，記錄機器運行時間或?qū)^程進行時間控制。

OP3
OP7
OP17
OP170B 、OP177B
OP170B（見圖10-15）基于Windows CE操作系統(tǒng)，采用320*240像 素，5.7in的藍色STN-LCD，有24個功能鍵，其中18個帶LED。有兩個

RS-232接口、一個RS-422/485接口和一個CF卡插槽，可以連接其他品

牌的PLC。它支持位圖、圖標(biāo)、背景圖形和矢量圖形對象，動態(tài)對象有 圖表、柱形圖和隱藏按鈕，具有配方功能。

5、移動面板

Panel 170

電 話：（同號）

移動面板 Panel 170是基于Windows CE操作系統(tǒng)的移動HMI 設(shè)備，它有一個串口和一個MPI/PROFIBUS-DP接口，兩個接口都可以 用于傳送項目，具有棒圖、趨勢圖、調(diào)度器、打印、帶緩沖的報報警和 配方管理功能，用CF卡備份配方數(shù)據(jù)和項目。如圖10-10所示為 Panel 170移動面板。

6、多功能面板

多功能面板（Multi Panel，MP）是性能zui高的人機界面，高性

能、具有開放性和可擴展性是其突出特點。它采用Windows CE

V3.0操作系統(tǒng)，用WinCC flexible組態(tài)，用于高標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜機器的 可視化，可以使用256色矢量圖形顯示功能、圖形庫和動畫功能。

它有過程值和信息歸檔功能、曲線圖功能和在線語言選擇功能。

MP系列多功能面板有兩個RS-232接口、RS-422/485接口、USB

接口和RJ45以太網(wǎng)接口，RS-485接口可以使用MPI、PROFIBUS-DP 協(xié)議，還可以通過各種通信接口傳送組態(tài)。而距離較長時可以用調(diào)制

解調(diào)器、SIMATIC eService 或Intern e t，通過WinCC flexible的

Sm@rtService進行傳輸。此外它還有PC卡插槽和CF卡插槽。

四、WinCC flexible簡介

1. ProTool與WinCC flexible

西門子的人機界面以前使用ProTool組態(tài)，SIMATIC WinCC

flexible是在被廣泛認(rèn)可的ProTool組態(tài)軟件上發(fā)展起來的，并且與 ProTool保持了*性。ProTool適用于單用戶系統(tǒng)，WinCC flexible可以

滿足各種需求，從單用戶、多用戶到基于網(wǎng)絡(luò)的工廠自動化控制與監(jiān)視

。大多數(shù)SIMATIC HMI產(chǎn)品可以用ProTool或WinCC flexible組態(tài)，某些 新的HMI產(chǎn)品只能用WinCC flexible組態(tài)。我們可以非常方便地將

ProTool組態(tài)的項目移植到WinCC flexible中。

WinCC flexible具有開放簡易的擴展功能，帶有VB腳本功能，集 成了ActiveX控件，可以將人機界面集成到TCP/IP網(wǎng)絡(luò)。

WinCC flexible帶有豐富的圖庫，提供了大量的對象供用戶使用， 其縮放比例和動態(tài)性能都是可變的。使用圖庫中的元件，可以快速方 便地生成各種美觀的畫面。

產(chǎn)品銷至全國各地：

北京市 天津市 河北省 山西省 內(nèi)蒙古 遼寧省 吉林省 黑龍江省 上海市 江蘇省 浙江省 安徽省 福建省 江西省 山東省 河南省 湖北省 湖南省 廣東省 廣西 海南省 重慶市 四川省 貴州省 陜西省 甘肅省 青海省 寧夏 新疆 
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使用PAC3200集成的以太網(wǎng)通信接口進行MODBUS TCP通信，需要對接口進行設(shè)置，步驟如下：

1）：使用F4（Menu） > "SETTINGS> COMMUNICATION 進入如下界面如圖2所示：

圖2 通信界面

2）：使用F4（Edit）鍵對選中的條目進行編輯，在通信界面中設(shè)定MODBUS TCP 通信的IP地
址、子網(wǎng)掩碼及網(wǎng)關(guān)，在“PROTOCOL”中選擇“TCP”后退出，PAC3200側(cè)設(shè)置完成。

7 PLC側(cè)設(shè)置
在PLC側(cè)作的設(shè)置是為了與PAC3200建立TCP連接，以S7-300為例，步驟如下：
1）：在SIMATIC Manager中創(chuàng)建一個S7-300的項目，本例中項目名為MODBUS_TCP。
2）：插入一個S7-300站，從硬件目錄中插入CP343-1，本例為CP343-1IT，如圖3所示：

圖3 插入以太網(wǎng)模塊

3）：雙擊CP343-1的PN IO 槽，配置IP地址、子網(wǎng)掩碼，CP343-1的IP地址必須與
PAC3200在一個網(wǎng)段中，否則需要配置路由器地址，如圖4所示：

圖4 設(shè)置CP地址參數(shù)

4）：在硬件界面中點擊“Options”->“configure network”進入網(wǎng)絡(luò)連接界面，如圖5所示：

圖5 網(wǎng)絡(luò)配置界面

5）：點擊CPU，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接表，雙擊表中任一空格，選擇通信連接類型，由于CP343-1與
PAC3200使用以太網(wǎng)TCP/IP的通信方式，所以連接類型選擇為“TCP CONNECTION”，如
圖6所示：

圖6 選擇連接類型

6）：確認(rèn)選擇的連接類型后，進入屬性界面，如圖7所示：

圖7 連接屬性－通用信息欄

選擇“Active connection establishment”選項，表示在通信連接初始化中由CP343-1主動發(fā)出連接請求。同樣在“Block parameters”中自動生成通信參數(shù)，用于編程時的參數(shù)賦值。

7）：在連接屬性的地址欄中，配置通信雙方的地址，如圖8所示：

圖8 連接屬性－地址欄

在IP地址中填寫PAC3200的地址，本例中為192.168.1.13，在PORT端口號中定義本方的端口號，為了不與網(wǎng)絡(luò)中固定功能的端口號沖突，西門子PLC通常以2000開始，PAC3200的端口號由MODBUS TCP規(guī)定固定為502。

8）：配置完成后，存盤編譯，將整個硬件配置下載到PLC中，使用網(wǎng)線連接PAC3200后，在
網(wǎng)絡(luò)配置界面中使用菜單命令：“PLC”->“activate connection status”，查看實際連 接狀態(tài)，如圖9所示：

西門子6SN1118-ODH12-OAAO
圖9 查看連接狀態(tài)

如果連接狀態(tài)顯示成功（符號為綠色的三角），可以進行下一步工作，如果出現(xiàn)紅方塊，表示沒有建立連接，需要檢查通信雙方的設(shè)置及網(wǎng)線，通常的情況下，PAC3200設(shè)置完成后需要重新上電啟動。
如果需要與多個設(shè)備進行MODBUS TCP通信，則需要建立多個通信連接，PLC側(cè)的端口號不能相同，可以為2000、2001、2002等，但是連接的不同MODBUS TCP的服務(wù)器端口號必須為502，只是IP地址不同。

8 PLC編程
在前面的章節(jié)中已經(jīng)介紹了MODBUS TCP的報文格式，在PLC側(cè)的通信程序就必須符合這種報文格式。下面以例子的方式介紹通信程序的編寫。
在OB1中調(diào)用用于CP343-1的通信函數(shù)FC5和FC6，如果是S7-400，需要在S7-400的函數(shù)庫中調(diào)用FC50和FC60，如圖10所示：

圖10 調(diào)用通信函數(shù)

通信函數(shù)FC5的參數(shù)含義：
ACT ：沿觸發(fā)信號。
ID ：參考本地CPU連接表中的塊參數(shù)（圖7）。
LADDR ：參考本地CPU連接表中的塊參數(shù)（圖7）。
SEND : 發(fā)送區(qū)，zui大通信數(shù)據(jù)為8K字節(jié)。
LEN : 實際發(fā)送數(shù)據(jù)長度。
DONE ：每次發(fā)送成功，產(chǎn)生一個上升沿。
ERROR ：錯誤位。
STATUS：通信狀態(tài)字。

通信函數(shù)FC6的參數(shù)含義：
ID ：參考本地CPU連接表中的塊參數(shù)。
LADDR ：參考本地CPU連接表中的塊參數(shù)。
RECV : 接收區(qū)。接收區(qū)應(yīng)大于等于發(fā)送區(qū)。
NDR : 每次接收到新數(shù)據(jù)，產(chǎn)生一個上升沿。
ERROR ：錯誤位。
STATUS：通信狀態(tài)字。
LEN : 實際接收數(shù)據(jù)長度。電 話：（同號）

如何實現(xiàn)MODBUS TCP通信，可以通過例子進行說明，例如讀出PAC3200設(shè)備的IP地址，通過PAC3200的手冊可以知道，IP地址為通信參數(shù)，偏移地址（開始地址）為63001，占用兩個寄存器，上面已經(jīng)介紹通信參數(shù)的讀取可以使用功能碼FC3或FC4讀出，MODBUS TCP 的報文頭（參考圖1）BMAP部分占用7個字節(jié)，協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）部分占用5個字節(jié)，那么通過通信函數(shù)FC5一共發(fā)送12個字節(jié)，本例中數(shù)據(jù)發(fā)送區(qū)為DB1.DBB0~DB1.DBB11，然后將請求的內(nèi)容分別賦值到DB1.DBB0~DB1.DBB11中，請求報文格式如下：

DB1,DBB0=0 transaction identifier (高字節(jié)) – 為0 DB1,DBB1=0 transaction identifier(低字節(jié)) - 為0 DB1,DBB2=0 protocol identifier(高字節(jié)) = 0 DB1,DBB3=0 protocol identifier (低字節(jié)) = 0 DB1,DBB4=0 length field (高字節(jié)) = 0 (因為所有的報文小于256) DB1,DBB5=6 后面跟隨的字節(jié)數(shù) DB1,DBB6=7 unit identifier -原從站地址，這里為任意值

MPAP

DB1,DBB7=4 MODBUS 功能碼 DB1,DBB8= F6(HEX)輸入寄存器開始地址(高字節(jié)) DB1,DBB9=19 (HEX) 輸入寄存器開始地址(低字節(jié)) DB1,DBB10=0 輸入寄存器的個數(shù)(高字節(jié)) DB1,DBB11=2 輸入寄存器的個數(shù)(低字節(jié))

PDU

DB1.DBB0~DB1.DBB11經(jīng)過賦值請求信息后，例子中M0.5每個上升沿將發(fā)送一次請求，如果通信成功，通過FC6將接收到PAC3200的返回信息，返回信息為13個字節(jié)，放入到數(shù)據(jù)接收區(qū)DB2.DBB0～DB2.DBB12中，接收報文的格式如下：

DB2,DBB0=0 transaction identifier (高字節(jié)) – 為0 DB2,DBB1=0 transaction identifier(低字節(jié)) - 為0 DB2,DBB2=0 protocol identifier(高字節(jié)) = 0 DB2,DBB3=0 protocol identifier (低字節(jié)) = 0 DB2,DBB4=0 length field (高字節(jié)) = 0 (因為所有的報文小于256) DB2,DBB5=7 后面跟隨的字節(jié)數(shù) DB2,DBB6=7 unit identifier -返回值

MBAP

DB2,DBB7=4 MODBUS 功能碼 DB2,DBB8= 4 返回的字節(jié)個數(shù) DB2,DBB9= C0(HEX) ，192（DEC）*個寄存器值(高字節(jié)) DB2,DBB10=A8(HEX),168(DEC) *個寄存器值(低字節(jié)) DB2,DBB11=1 第二個寄存器值(高字節(jié)) DB2,DBB12=D(HEX),13(DEC)第二個寄存器值(低字節(jié))

PDU

9 通信注意事項

有幾個問題需要注意：

1） 接收區(qū)是一個環(huán)形緩存區(qū)，接收區(qū)的長度一定與PAC3200發(fā)送的數(shù)據(jù)相等，如果接收區(qū)大于實際發(fā)送的數(shù)據(jù)，每次接收數(shù)據(jù)時都以填充的方式進入接收區(qū)，造成數(shù)據(jù)混亂。
2） 如果連接多個PAC3200，除需要建立多個連接，還需要調(diào)用多對FC5和FC6。
3） 如果需要讀出多個數(shù)據(jù)，但是相互地址間隔大，超過125個，例如偏移地址為1、201、501、833等，這樣需要發(fā)送多次數(shù)據(jù)請求，比較麻煩，可以購買MODBUS TCP通信函數(shù)塊，這樣將比較簡單，產(chǎn)品信息可以參考西門子 Entry ID:22660304訂貨信息，由于此產(chǎn)品為其他部門編寫，可能A&D不負責(zé)解答。

描述
在 SIMATIC 范圍內(nèi)，對于三大產(chǎn)品系列：SIMATIC S7、SIMATIC S5 和 PC，都支持時間同步?？梢酝ㄟ^以太網(wǎng)、P ROFIBUS 和 MPI 進行時間同步。該 FAQ 描述了一個通過 PROFIBUS 進行時間同步的實例。

下面的表格給出了哪些 PROFIBUS-CP 可以用于使用 PROFIBUS 進行時間同步：
 

觀察用傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制裝置實現(xiàn)的電機啟停方式：

    方式一：按下啟動按鈕，電動機直接啟動，按下停止按鈕，電機停止工作。

    方式二：按下啟動按鈕，電動機5秒后啟動，按下停止按鈕，電機停止工作。

    歸納繼電器接觸器控制裝置的特點有：

優(yōu)點：簡單易懂、使用方便、價格便宜

缺點：可靠性不高（硬接線邏輯、大量的機械觸點）；通用性和靈活性較差（當(dāng)控制要求改變時需重新設(shè)計布線，花費大時間長）；功能簡單（只限于邏輯順序控制、定時等）

觀看用PLC可編程控制器實現(xiàn)的上述兩種啟停控制方式：

觀察結(jié)論：PLC可編程控制器的軟程序代替硬接線，可高性高，通用性強