触摸屏TP170A在PLC中的应用

何艳芝

哈尔滨哈飞工业有限责任公司研发中心，黑龙江 哈尔滨 150066

0 引言

触摸屏，英文简称PT，是新一代高科技发展的非常友好的人机界面产品，它是将显示器和触摸开关集中一体的可编程终端。而专门为PLC应用而设计的触摸屏集主机、输入和输出于一体，具有高度的防护措施（前侧达到IP65）以及不能移动的存储介质（例如硬盘和软盘），保证了操作单元能在恶劣的工业环境下使用，并可直接用于各机器的现场环境，用它作人机界面，不仅具有很好的人机交互性、高的可靠性，同时，还具有编程简单以及与PLC连接简便等很多优点。

1 TP170A的常规特性

TP170A 是低价的初始设备，它填补了SIMATIC HMI产品在低端领域的空缺。通过使用组态软件PROTOOL CS，可以根据不同的过程要求对其显示和操作进行最优修改。触摸屏TP170A具有下列常规特性：1）对下载组态进行自动传送检测；2）口令保护；3）用于显示或修改过程参数的输入/输出域；4）用于控制输入/输出和数据位的可组态的按钮和功能键；5）用于图形显示动态数值的棒图；6）图形和按钮的标准库可在PROTOOL CS下使用；7）可以组态图形以及对按钮设定标签或作为格式填充背景画面；8）固定文本可按任意字符大小为按钮，过程画面或过程值设定标签。

2 TP170A 在PLC中的应用

不同厂家的触摸屏，虽然外观尺寸、部分功能以及其组态软件各不相同，但使用起来却大同小异。本文就以冷床控制系统为例，论述了TP170A在PLC中是如何使用的。

2.1 系统组态

首先打开STEP 7编程软件，新建一个项目，在该项目下的MPI网络中，选择正确的PLC型号和触摸屏型号组建到MPI网上，完成系统组态。MPI网采用全局数据通信模式，可使PLC与触摸屏之间进行数据交换。在MPI网中包括 CPU S7312IMP、OP1操作单元TP170A及编程器PG或计算机PC。它们的MPI网址分别为PG/PC为0，OP1为1，PLC为2。

2.2 屏幕文件的设计

在MPI网中双击OP1，进入PROTOOL CS组态软件包，在这里创建所需的屏幕文件，屏幕文件是一个全局画面和一个或多个局部画面的集合，是一组将要下载到触摸屏中的屏幕画面数据。对屏幕文件进行一些必要的设置后，便可进行画面的创建。创建画面的设计流程如图2所示。既能通过画面观察被监控的机器或操作状态，也能通过在触摸屏所显示的按钮和输入域来直接干预过程运行。可为TP170A组态的画面对象包括文本、图形、输出域、输入域、状态按钮、棒图、简单消息视图等。

从本质上看，画面是由静态和动态部分组成，静态分区（如文本和图形）不能由PLC进行更新，动态分区（如输入和输出域、趋势视图和棒图）与PLC链接，并显示从PLC存储器不断读入的当前数值，与PLC的连接可通过变量建立。通过双击“Screens”图标，建立一个新画面的窗口，在新画面上配置一个对象时，可为点击右键，选择“Insert object”插入所需的操作对象，或通过工具条直接点击所需对象的图标，输入与该对象对应的PLC功能存储器的名称，并对该对象的相关属性进行设置后即可完成一个对象的配置。

图1 系统组态

图2 创建画面流程

利用这个方法配置启动按钮实现功能：手指按下时，PLC 中的M10.0被置为ON，手指离开时M10.0为OFF。由此可见原来需要一个按钮接入到PLC 的一个输入点才能实现的功能，使用触摸屏后就可以用PLC中丰富的内部线圈资源来实现。同样，可以配置一个指示灯，输入与之相连的PLC内部线圈M10.1，则M10.1为ON时指示灯点亮。用PLC的内部线圈节约了宝贵的PLC输入输出节点。

一个画面的各种部件配置完成后，即完成了这个画面的创建，在Protool CS中，可以创建多个画面，选中一个画面，点击“Properties”属性窗口，在“General”选项卡中，将“Start screen”前的复选框选中，使该画面成为该项目的启动画面。一个项目中只能有一个画面为启动画面，在全局画面中配置的对象总是在触摸屏上显示的，而PLC和触摸屏之间的通讯只能在当前显示的画面中被激活。画面之间的切换可通过设置按钮并将按钮功能设置为选择所需画面的名称，所有画面完成之后，应进行存盘编译处理后退出。

2.3 屏幕文件的下载

屏幕文件下载到触摸屏中有两种途径。一种是串行方式下载：使用标准的通讯电缆，将触摸屏的通讯接插口连接到组态计算机，接通触摸屏的电源，激活选项串行传送允许，在计算机中点击“Download”图标，执行下载命令即可。另一种是MPI连接方式下载：使用规定的MPI通讯电缆将PLC的通讯接口与组态计算机相联，同时该接口亦与触摸屏的通讯接口相联，在组态计算机上为操作单元设置有效的OP地址和传输速率，激活选项MPI传送允许，在计算机中点击“Download”图标，执行下载命令，同样可以完成屏幕文件写入到触摸屏的内存中。

3 TP170A的系统设置

触摸屏TP170A在每次接通电源的时候，都要进行系统初始化设置，在初始化阶段，可利用屏幕短暂显示的菜单修改下列屏幕设置：触摸对比度+和对比度－，可以修改屏幕的对度；触摸校准按钮，以校准屏幕；触摸向上、向下按钮可以设置屏幕保护程序的响应时间；离线、在线和下载三种操作模式之间可进行切换。

4 结论

把触摸屏应用到以PLC为核心的控制系统中，不仅可以省略传统的按钮、按键和指示灯，减少了大量的配线，提高了控制系统的可靠性，而有还可以在较短的时间内完成友好而实用的MMI设计，是工业控制领域人机交互的优选产品。

[1]SIMATIC HMI TP170A TP170B OP170B设备手册.

[2]SIMENS S7-300 可编程序控制器硬件和安装手册.

[2]SIMATIC STEP 7 用户手册.