[工业自动化-22]：西门子S7-15xxx编程 - 软件编程 - 如何PLC建立用户界面: SIMATIC 面板式HMI 或工控机PC HMI

目录

前言：

一、PLC（可编程逻辑控制器）的用户界面支持方式

1.1 概述

1.2 西门子（Siemens）的人机界面（HMI）支持多种类型

1.3 PC HMI VS SIMATIC HMI

二、PC—HMI—PLC连接架构的实现

三、编程步骤

前言：

PLC与工控机不一样，像大多数嵌入式系统一样，PLC硬件模块通常是不具备可视化界面和可视化系统，如果要为PLC开发用户界面，需要额外的硬件和软件系统，这个额外的硬件系统包括工控机系统或HMI硬件，本文探讨如何为PLC建立用户界面。

一、PLC（可编程逻辑控制器）的用户界面支持方式

1.1 概述

西门子（Siemens）可编程逻辑控制器（PLC）支持多种用户界面。

以下是几种常见的方式：

1. HMI（人机界面）：HMI是一种全彩图形显示屏和输入设备的组合。它可以实时监视操作数据、显示设备状态、实现控制操作、报警提示等功能。Siemens提供了多种HMI产品，例如基于触摸屏的SIMATIC HMI系列，以及面向专业应用的WinCC系列等。

2. 软件界面：Siemens提供了多款编程工具，例如STEP7、TIA Portal等，用户可以通过这些工具配置PLC的软件界面。用户可以通过软件界面对PLC进行编程和设置，也可以实时监视PLC的运行状态。

3. 远程访问：Siemens的PLC可以支持通过远程服务器或者VPN实现远程访问，用户可以通过远程访问设备对PLC进行远程监视和控制。

4. Web服务器：一些Siemens的PLC支持通过Web服务器读取PLC操作数据、远程监控等。用户可以在任何设备上通过网页浏览器来访问PLC，并获得一个基于网络技术的全彩化的HMI体验。

5. 移动APP：Siemens也提供了一些专门的手机APP，例如SIMATIC WinCC/Portal Viewer，用户可以通过它们实现远程监控、操作以及报警信息提示等功能。

总之，Siemens的PLC提供了多种用户界面，用户可以根据需要选择合适的方式来实现与PLC的交互。无论是直接触摸屏、软件配置界面，还是远程访问等方式，都可以提供全面的控制和监控功能。

1.2 西门子（Siemens）的人机界面（HMI）支持多种类型

西门子（Siemens）的人机界面（HMI）支持多种类型，具体取决于产品系列和型号。

以下是一些常见的西门子HMI类型：

1. 触摸屏：西门子提供了各种触摸屏，从基本的单色触摸屏到高级的彩色触摸屏，方便用户与设备进行交互。触摸屏可以直接连接在PLC上。

2. SIMATIC 面板式HMI：面板式HMI（Panel HMI）通常用于现场控制和监视，以及进行简单的操作。这些设备一般具有小到中等大小的屏幕，提供基本的操作和控制功能。

3. 工业PC：西门子提供基于Windows操作系统的工业级PC作为HMI设备，这些PC通常具有高性能的处理器和丰富的输入输出接口，可以运行复杂的应用程序。

4. 移动设备：随着智能手机和平板电脑的普及，西门子也提供了移动设备用作HMI。用户可以使用移动设备通过无线网络远程监控和控制设备。

5. Web HMI：西门子还提供基于Web技术的HMI解决方案。通过浏览器，用户可以在任何设备上访问和操作HMI界面。

        需要注意的是，具体的HMI类型和功能取决于所选择的产品系列和型号。不同系列和型号之间可能会有一些差异。建议在选择HMI设备时查阅相关文档或咨询西门子的技术支持以获取准确的信息。

1.3 PC HMI VS SIMATIC HMI

PC HMI 通常是指在嵌入式 PC（或工业 PC）上运行的人机界面软件，可以使用各种操作系统（例如 Windows，Linux 等）。

相比之下，SIMATIC HMI 是指西门子公司生产的一系列人机界面产品，包括 SIMATIC Panel 和 SIMATIC WinCC 等，这些产品通常是嵌入式设备（如面板电脑）或专用设备（如 HMI PC）。

PC HMI 和 SIMATIC HMI 都是为工业控制应用而设计的，但它们在硬件和软件方面有所不同。PC HMI 可能需要更多的配置和集成工作，但通常具有更强的灵活性，可以运行各种第三方软件，并具有更大的

1.4 工控机HMI、SIMATIC HMI 与 PLC的连接与通信

在工业自动化中，工控机HMI、SIMATIC HMI和PLC之间的连接和通信是实现自动化控制和监视的关键步骤。以下是一般的连接和通信方式：

1. 通过网络连接：工控机HMI、SIMATIC HMI和PLC可以通过以太网或其他网络协议进行连接和通信。这种方式通常使用标准的网络通信协议，如TCP/IP或以太网/IP。

2. 使用专用通信模块：某些PLC和HMI系统支持专用的通信模块，例如OPC服务器、Modbus通信模块或特定厂商提供的其他通信模块。这些模块可允许工控机HMI和PLC之间的高效通信。

3. 使用专有协议：许多工业自动化系统使用特定的通信协议来实现HMI和PLC之间的通信。例如，SIMATIC HMI可以使用S7通讯协议（如S7-300、S7-400、S7-1200、S7-1500）与Siemens PLC进行通信。

4. 数据交换：HMI和PLC之间的通信通常涉及数据交换。PLC负责读取传感器数据和控制执行器，而HMI负责向操作员显示和监控这些数据。通信可以通过读取和写入共享的数据寄存器、位寄存器、数据块等来实现。

具体的连接和通信过程可以根据系统的特定要求和硬件/软件平台进行配置和设置。通常，需要在HMI软件和PLC编程软件中进行相应的设置和编程，以确保正确的通信和数据交换。

1.5 PLC HMI组态

PLC HMI组态（Human Machine Interface Configuration）是指使用HMI软件工具来创建和配置PLC（Programmable Logic Controller）的人机界面。通过PLC HMI组态，您可以设计出适应特定需求和操作界面的用户界面，方便操作员与PLC进行交互和控制。

以下是一般的PLC HMI组态过程：

1. 准备HMI软件：选择和准备适用于您PLC型号和品牌的HMI软件工具。常见的PLC HMI软件包括Siemens WinCC、Rockwell RSView、Schneider Vijeo Designer等。

2. 连接PLC和HMI设备：通过合适的通信接口（如以太网、串口等），将HMI设备与PLC相连。确保设备能够进行正确的通信，以实现数据的读取和写入。如果通过IP通信，还需要配置组态中各个元器件的IP地址。

3. 创建HMI界面：打开HMI软件，使用软件提供的界面设计工具，创建和设计HMI界面。您可以添加图形元素（如按钮、指示灯、图表等）、数据显示组件（如文本框、滑动条、数值显示等）和控制组件（如开关、选择框、输入框等），以满足您的控制需求。

4. 配置PLC数据点：在HMI软件中配置与PLC相关的数据点。这些数据点可以是PLC的输入/输出点、状态寄存器、计数器、定时器等。通过配置这些数据点，HMI可以与PLC进行数据交换和控制。

5. 设定触发和响应逻辑：根据系统的逻辑和功能需求，设定HMI界面中各组件的触发和响应逻辑。通过设定事件触发器、使用脚本或编程语言，实现与PLC的数据交换和控制逻辑。

6. 调试和测试：在HMI软件中进行调试和测试，确保HMI界面的功能和性能符合预期。连接PLC并实际操作进行验证和测试。

7. 部署和运行：将HMI界面下载到HMI设备中，并与PLC进行实时连接。在操作中进行监视和控制，确保系统正常运行。

请注意，PLC HMI组态也需要根据具体的PLC型号、通信协议和应用需求进行设置和配置。不同品牌和型号的PLC具有不同的通信协议和特性，因此建议参考相应的PLC和HMI软件的文档和指南。

二、PC—HMI—PLC连接架构的实现

人机界面涉及到的设备：

（1）开发主机PC：安装博图集成开发环境的个人电脑，通常是Windows主机，包括对人机界面的开发和PLC工业控制逻辑控制。

（2）HMI显示终端：带有网络通信功能的嵌入式可视化（显示屏）。

（3）PLC设备：PLC控制器嵌入式设备，用于进行工业控制。

三、编程步骤