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西门子 HMI 面板历经几代的变迁,始终秉承着不断创新的精神,最新的 SIMATIC HMI Unified 精智面板已经正式发布一年多,前代精智面板到新一代 Unified 精智面板的转换需求纷至沓来。
两代产品间该如何进行转换以及有哪些特性差别,只有清楚地了解了这些,才能使转换工作得心应手。
本文将从两代 HMI 面板的硬件、软件等方面进行技术要点的总结概述,以便于转换工作的开展。
目前,Unified 精智面板推出了 6 个型号的产品,均为多点触控屏,相较于上代精智面板 12 个型号而言,Unified 精智面板产品线中无按键面板。
新一代 Unified 精智面板采用适合在工业环境中的电容式多点触控玻璃面板,其重点变化如下:
- 从 7 到 22 英寸的所有设备功能相同;
- 可以通过在面板上安装 App扩展工业边缘计算(Industrial Edge )功能;
- 设备分为两种,一种是标有西门子徽标的标准款设计,另一种是没有西门子徽标的中性设计。
新一代 Unified 精智面板与前代精智面板转换关系及分辨率对比如下图:
要点一、尺寸调整
如果在已经使用了前代精智面板的情况下进行升级替代,必须要考虑两代面板的物理尺寸(前面板及开孔尺寸)差异,以便进行安装。
两代精智面板的物理尺寸对比如下图:
- 从上表中可以看到,如果要将精智面板 TP700 或 TP1200 替换为 Unified 精智面板 MTP700 或 MTP1200 ,安装开孔无需做任何处理。
- 如果要将精智面板 TP900 替换为 Unified 精智面板 MTP1000 ,则需要对安装开孔进行扩孔处理,因为 MTP1000 开孔比原 TP900 大了 14 x 23 mm 。
- 如果要将精智面板 TP1500,TP1900,TP2200 替换为 Unified 精智面板 MTP1500,MTP1900,MTP2200 ,则可以在保留原开孔的情况下使用一个安装适配框架进行安装,因为 MTP1500,MTP1900,MTP2200 的开孔尺寸比原 TP1500,TP1900,TP2200 要小。
MTP1500/1900/2200 开孔示意
安装适配框架订货信息如下图:
要点二、画面及画面对象技术
Unified 精智面板在可组态画面及画面对象数量上有大幅的提升,并且开始支持画面窗口功能。两代面板在部分画面组态方面的主要差异见下图:
Unified 精智面板画面新增了一些基本对象及元素,为画面的组态带来了新的便利,新增对象如下图:
· Unified 精智面板新增了对“我的控件”的支持,用户可以不局限于 WinCC Unified 所提供的标准控件,可以根据需要使用自定义的 Web 控件。
· 新增支持动态 SVG (可缩放的矢量图形),并含有大量实例,用户可以将变量关联到其动态接口上,轻松地实现图形动态化显示。
· 在新的 Unified 精智面板中开始支持画面窗口功能,使得画面结构框架设计更为灵活,画面切换的函数也发生了改变。在原精智面板中切换画面使用的函数为“激活屏幕”(“ActivateScreen”),而在Unified 精智面板中更改为“改变画面”(“ChangeScreen”)。
Unified 精智面板“改变画面”函数的具体用法:
在 Unified 精智面板中使用新的画面窗口技术时,同样是使用“改变画面”函数来切换画面窗口中的子画面,但是需要考虑画面层次结构。
例子一,通过主画面中的按钮切换画面窗口中的子画面。画面层次结构如下图:
通过右侧 3 个按钮切换画面窗口(Screen window_1)中的显示子画面。函数具体用法如下:
例子二,主画面中包含两个画面窗口“Screen window_1”(子画面窗口)及“Screen window_navigation”(导航按钮窗口),需要通过导航按钮窗口中的按钮进行子画面窗口中的画面切换。画面层次结构如下图:
通过导航按钮窗口中的按钮切换画面时,函数具体用法如下:
在这种情况下,需要将画面窗口路径值的输入类型切换为“String”,然后通过字符串对要切换画面的画面窗口进行寻址。在该样例中,要切换画面窗口“Screem window_1”中的显示画面,因此需要输入“../Screem window_1”。其中“..”代表了导航画面窗口“Screen window_navigation”的父级画面“Screen1”,“/Screen window_1”即可寻址到需要切换画面的画面窗口对象。
在对象寻址时,可以通过两种方式进行寻址:
· 相对对象路径
o “..”:代表在当前画面窗口的上下文中引用较高级别的画面窗口(父窗口)。
o “.”:引用本身画面窗口(自己)。
o “”:当前画面窗口的画面对象不带前缀进行引用。
· 绝对对象路径
o “/”:引用最高级别的画面窗口,后面必须跟有其名称。
o “~”:在本身画面层级结构中引用最高级别的画面窗口。
因此在该样例中,画面窗口路径值则可以使用 3 中方法进行寻址:
1) “../Screem window_1”
2) “//Screem window_1”
3) “~/Screem window_1”
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要点三、画面管理
要组态灵活美观的画面结构布局,在前代精智面板中可以通过“画面管理”中的“模板”、“弹出画面”、“滑入画面”、“全局画面”以及“永久区域”来实现。而在新一代的 Unified 精智面板组态中,所有这些“画面管理”元素均已取消。
要实现与精智面板类似的画面结构布局,通过画面加画面窗口的组合组态即可实现。例如下图的画面结构布局:
通过 6 个画面窗口分别加载标题栏、状态栏等画面来替代原精智面板的永久区域及滑入画面等功能。
要点四、HMI 变量与连接
在 HMI 变量方面,无论是可组态的变量数还是变量类型,Unified 精智面板都有了很大的提升。
变量数:
新增内部变量类型:
变量计数
在数组变量的实际使用计数方面发生了变化,如下图:
变量事件
在 Unified 精智面板组态中不再支持变量事件,原精智面板中通过变量的“数值更改”、“超出上限”以及“超出下限”触发的事件在 Unified 精智面板中只能通过计划任务来实现。实现方法:
1. 添加计划任务并设置触发器:
2. 添加事件:
可以从函数列表中直接选择要执行的系统函数,或者点击“JS”按钮切换到 JS 窗口编写要执行的脚本。
计划任务将会在所关联的变量值发生变化时执行,如果仍然希望像精智面板一样在超出上限或超出下限时执行,则需要通过脚本中的 If..Then..Else 逻辑来进行判断后执行。
S7 连接数
Unified 精智面板与西门子 PLC 通信的连接数由原来的 8 个增加到了 16 个。
要点五、HMI 报警和历史数据
在 HMI 报警组态方面,Unified 精智面板同样有了大幅提升,重点信息参见下图:
历史数据方面,Unified 精智面板的历史数据存储性能大幅提升,数据的存储格式也发生了变化,重点信息参见下图:
要点六、脚本及系统函数
Unified 精智面板的脚本语言发生了最为重大的改变,不再支持原来的 VBScript 而转为了 JavaScript ,当系统函数无法很好满足功能需求的时候就可以通过 JavaScript 来进行扩展。脚本方面的重要变化如下图:
要点七、仿真及项目传送
项目开发过程中仿真功能必不可少,Unified 精智面板的仿真与前代精智面板也发生了根本性的改变。
精智面板的仿真是在 TIA 博途工具栏中点击启动仿真按钮 ,程序画面将会直接呈现在启动的仿真程序当中。
而 Unified 精智面板在点击启动仿真按钮后,项目程序虽然会在 SIMATIC Runtime Manager 中启动,但是需要打开网页浏览器进行仿真画面的访问。
在项目传送方面,两代精智面板也发生了变化,具体支持的传送方式见下图:
总结
两代面板在功能以及使用上都发生了诸多的变化,用户在使用过程中尚需一个逐渐了解和适应的过程。
那么在使用之前,清晰地了解新产品的各项技术参数和功能变化,能够使得工程师的组态避免走弯路,从而有的放矢,快速完成项目交付。
有时项目运行过程中出现某些异常情况,本文中的各项性能参数将是排错的最佳参考。
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