人机界面概述

用计算机与PLC联网、通信，进行监视与控制，一般不便用于工业现场。较好的解决方案是用人机界面（Humen Machine Interface，HMI），也称可编程终端（Programmable Ter-minal，PT）替代计算机。

人机界面品种、规格很多。有低档的，也有高档的。前者只能显示文字，功能较差，但价格便宜。后者实质上也是计算机，只是它是根据工业现场环境设计制造的。显示屏是液晶的，而且多带有触摸按钮，并与机箱体组装成一个整体。体积很小，工作也很可靠。所以非常适合于现场使用。

较大PLC厂家大多数都生产人机界面。其产品可与自身的PLC联机使用，也都可以与其它厂家的PLC联机使用。此外，还有专门生产人机界面的厂家，它的产品更是可以与任何PLC（只要有相应的通信接口）联机使用。

图7-90所示为OMRON公司生产的几种人机界面。其类型比较多。以显示屏的尺寸分，有大、中、小多种。大的可达194×140mm（640×480点），小的只有100×40mm。以色彩分，有单色及彩色的。以显示屏的显示原理分，有液晶、电发光、STN彩色等。

从操作键来看，有的靠按键进行输入；有的靠触摸按钮输入数据或进行操作；也有带少量功能键，操作靠功能键，而输入数据用触摸按钮。有的还可以实现手持编程器的功能。

从内存来看，其容量各异，少的几十k，多的几百k，以至于几十M。内存大，意味着可显示与处理的画面多，交换的数据多。另外，与PLC交换数据有直接访问方式（DirectAccess Method），可以通过软件编程指定要显示或写入的PLC内部器件地址；还有数据内存方法（Data MemoryMethod），靠设定指定PLC的内部器件区用作交换数据。

图7-90 可编程终端

从通信协议来看，也是多种多样的：有HostLink方式，还有NT及RS232方式。通信口有RS232，RS422，还可以直接用SYSMACI/OBUS，即用的是并行的信号。

OMRON公司NT31、NT31C（彩色）可编程终端，为320×240点，57英寸。NT631、NT631C（彩色），为640×480点，113英寸，除了STN彩色，还有TFT彩色。这几个型号都是针对中国市场开发的，自带有简体汉字字库，可显示简体中文。同时，增加了历史曲线及报警数据的记录，而且可以通过并口，实现屏幕打印。此外，它配置有两个RS232口，在与PLC通信的同时，还可以接计算机，可以很方便地实现与计算机通信，或对PLC监控。

此外，OMRON上海公司还开发了微型可编程终端（MPT1、2及5）。它用文字或简单的图形显示，用按键操作。文字可以显示两行，每行若显示中文为10个，数码或英文为20个。由于价格低廉，操作方便，可以在简单的PLC控制系统得以方便地应用。

OMRON还有NS系列产品（N12、NS10、NS12）。都是256彩色的，有效显示面积分别为12.1、10.4及7.7英寸，见图7-91。

该系列产品不仅有串行接口，还有以太网接口、控制网接口，不仅可以通过HostLink网，还可以通过以太网或控制网与PLC通信。具有Windows风格的接口，改善了图形显示效果。还有视频信号显示功能，可以直接显示现场画面。同时，还可以利用它对PLC进行梯形图监控。

此外，还有NP系列可编程终端。尺寸：3.8in/5.7in。类型：STN黑白（NP5-MQ）/STN蓝白（NP3）/STN彩色（NP5-SQ）。功能键：6个功能键/3个功能键。CPU：32-BitRISC，206.4MHz。像素：320×240pixels。内存：4MB Flash Memory，256KBSRAM。内置接口：通信接口×2（COM1：RS-232C专用，COM2：RS-485/422切换），USB接口×2（USB画面传送，支持U盘）。

沈阳鹭岛资讯科技有限公司人机界面的品牌为“LEODO”，是于2004年开发的嵌入式人机界面，它由32位嵌入式系统和ET组态软件构成。具有信息处理能力强，实时性高、接口丰富、使用方便、安全可靠、低功耗、体积小等特点。由于是国内自己开发的，所以比较实用，而且价格也不高。因而，完全可用作在工业现场使用的PT升级的替代产品。

图7-91 高档可编程终端

1—NS77.7英寸 2—NS1010.4英寸 3—NS1212.1英寸

如图7-92所示的为LEODO（10.4英寸规格的）外观及其大小尺寸。

（1）硬件系统。

LEODO的硬件核心采用Intel PXA255 CPU。显示器采用带四线电阻式触摸屏的真彩LCD。主板内置64M内存储器（可扩充）和64MB外存储器（也可扩充）。同时，集成有RS232接口、RS485接口、USB接口、10M以太网接口、音频接口（接口结构如图7-93所示）。

由于LEODO的接口如此丰富，除了可用普通的串行接口进行通信，还也可以上互联网，也可外接目前比较流行的USB设备。

如图7-94所示的为LEODO与企业信息网相联的示意图。

(www.xing528.com)

图7-92 LEODO外观及其大小尺寸

图7-93 LEODO接口结构

图7-94 LEODO与企业信息网相联的示意图

1—PLC 2—LEODO 3—交换机 4—计算机

（2）软件系统。

LEODO的操作系统为Windows CE.NET，是微软公司专为嵌入式系统设计的、32位Windows操作系统的简版。与计算机用的32位Windows相比，虽有所精简，但也是图形界面，也具有多线程，多任务，完全抢占式的特点。

在此平台上，LEODO还安装了ET组态软件的运行版。并提供与运行版相配套的、相当于PT的开发软件的开发系统及其模拟运行系统。但是这两者应该安装在计算机上。计算机的操作系统则应是Windows 2000/Windows NT4.0/Windows XP。

用户可利用ET组态软件开发系统及其模拟运行系统，在计算机上，用普通组态软件的设计方法，进行应用开发，必要时还可以进行模拟运行。运行成功后再下载给LEODO。

LEODO已经安装了ET组态软件的运行版，再加上下载的用户应用，以及做好LEODO与被控设备的连接，经运行，即可实现所预期的人机界面的功能。

（3）与传统触摸屏比较。

传统的PT是指目前在工业现场广泛使用的，基于单片机和汇编语言开发的工业触摸屏。这些触摸屏稳定性、可靠性很高，但是由于软、硬件起点低，系统的速度和功能受到了限制。只能用于生产线上简单的图形显示和监控，不能和多种硬件设备相连，不能进行大量的数据存储。因此它已不适应高速发展的控制系统的需要。而LEODO的硬件、软件起点都比传统的PT要高。

从硬件来看，它的CPU档次高，内、外存容量大，而且还可扩展，以至于还可外挂笔记本硬盘；接口丰富。基本上具备了PC的硬件平台，而且还可以按定制灵活配置。

从软件来看，由于LEODO的操作系统为WindowsCE.NET，所以，不仅可以运行ET组态软件，而且，凡是用被其支持的开发系统设计的应用，都可以在LEODO运行。这表明LEODO建立应用的功能，与传统的PT相比都要强得多。

再加上LEODO的带有触摸功能的真彩LCD的使用，所以，它不仅功能很强，性能很高，而且操作很方便，外观也很漂亮。同时，它所使用的硬件都是工业级的，软件上也有很多安全措施，因而完全能安全、可靠地在工业环境中应用。

以下列的即为LEODOG系列的部分产品：

GR-10T-A0 G系列—RISC CPU—10.4 英寸真彩—白色--标准接口

GR-10T-B0 G系列—RISC CPU—10.4 英寸真彩—黑色--标准接口

GR-06T-B0 G系列—RISC CPU—6.4 英寸真彩—黑色--标准接口

GR-12T-B0 G系列—RISC CPU—12.1 英寸真彩—黑色--标准接口

GR-15T-B0 G系列—RISC CPU—15 英寸真彩—黑色--标准接口

LEODO可以单机使用，也可以联网使用。无论怎么使用不外乎是在硬件上做好选定及接线；在软件上用好ET组态软件或编好其它应用。