人机界面与触摸屏优化设计方法

1.人机界面

人机界面（Human Machine Interface）简称为HMI，是操作人员与控制系统之间进行对话和相互作用的专用设备。人机界面可以在恶劣的工业环境中长时间连续运行，是PLC的最佳搭档。人机界面用字符、图形和动画动态地显示现场数据和状态，操作员可以通过人机界面来控制现场的被控对象和修改工艺参数。此外人机界面还有报警、用户管理、数据记录、趋势图、配方管理、显示和打印报表、通信等功能。

随着技术的发展和应用的普及，近年来人机界面的价格已经大幅下降，一个大规模应用人机界面的时代正在到来，人机界面已经成为现代工业控制领域广泛使用的设备之一。

2.触摸屏

触摸屏是人机界面的发展方向，用户可以在触摸屏的屏幕上生成满足自己要求的触摸式按键。触摸屏使用直观方便，易于操作。画面上的按钮和指示灯可以取代相应的硬件元件，减少PLC需要的I/O点数，降低系统的成本，提高设备的性能和附加价值。

3.人机界面的工作原理

人机界面最基本的功能是显示现场设备（通常是PLC）中位变量的状态和寄存器中数字变量的值，用监控画面上的按钮向PLC发出各种命令，以及修改PLC存储区的参数。

（1）对监控画面组态

首先需要用计算机上运行的组态软件对人机界面组态（见图7-1），生成满足用户要求的画面，实现人机界面的各种功能。画面的生成是可视化的，一般不需要用户编程，组态软件的使用简单方便，很容易掌握。(www.xing528.com)

（2）编译和下载项目文件

编译项目文件是指将用户生成的画面及设置的信息转换成人机界面可以执行的文件。编译成功后，需要将可执行文件下载到人机界面的存储器。

（3）运行阶段

在控制系统运行时，人机界面和PLC之间通过通信来交换信息，从而实现人机界面的各种功能。只需要对通信参数进行简单的组态，就可以实现人机界面与PLC的通信。给画面中的图形对象指定对应的PLC的存储器地址，就可以实现控制系统运行时PLC与人机界面之间的自动数据交换。

图7-1 人机界面的工作原理

人机界面具有很强的通信功能，一般有RS-232C和RS-422/RS-485等串行通信接口，有的还有USB和以太网接口。人机界面能与各主要生产厂家的PLC通信，也能与运行它的组态软件的计算机通信。