第二节　“HMI设备向导”应用

步骤一　由“HMI设备向导”连接HMI和PLC两个主要设备—联网

勾选图3-1-2左下角“启动设备向导”，点击图3-1-2右下角的“确定”按钮，弹出图3-2-1“HMI设备向导”开始画面。博途组态软件系统会在后台为新项目自动添加所选择的HMI设备，并在项目树中显示HMI设备及各种设备属性编辑器，同时转入“HMI设备向导”连续操作显示画面。

“HMI设备向导”是博途组态软件系统提供的一组辅助组态设计人员快捷添加HMI设备，连接HMI和PLC之间通信,组态编辑HMI设备关联控制系统的画面、画面对象和画面结构的连续画面组态操作向导。了解这个向导和其中的主要内容是学习HMI设备应用的重要环节，可以帮助读者学习和了解博途组态软件对在自动控制系统中组态HMI设备的基本思路和控制系统画面的基本结构和画面对象，强化学习知识的系统性。当读者对HMI设备的组态应用比较熟练和有较全面的认识后，也可以不使用“HMI设备向导”，直接创建项目画面等，这方面的知识在下一章中介绍。

下面先来认识“HMI设备向导”，进入“HMI设备向导”对话框，见图3-2-1。

首先是组态PLC连接，即将已经创建的名称为“HMI_1”的精智系列触摸屏与先前创建的PLC进行通信连接。该画面还显示出，如果连接成功将显示通信所采用的通信驱动程序和使用的连接接口。之前我们通过一系列设备操作手册，已经知道TP900 Comfort触摸屏和CPU1513-1PN可编程控制器支持多种通信驱动程序，都具有RJ45接口，支持PROFINET工业以太网通信。

点击图3-2-1右下方“选择PLC”下的浏览选项按钮，在随之弹出的选项窗口中（无图示），点选前面已经创建的名称为“PLC_1”的PLC控制器，然后点击呈勾选标记的确认按钮。呈现图3-2-2画面，显示HMI设备已与PLC设备连接。

步骤二　由“HMI设备向导”创建项目画面模板—统一画面显示风格

在图3-2-1左下角勾选“保存设置”选项，表示在进入下一步操作前，保存当前所作的设置，否则当前设置无效。点击“完成”按钮表示向导操作一步直接自动完成，点击“取消”按钮则表示取消当前的向导自动操作。点击“下一步”按钮则表示由组态设计人员有取舍地依照向导的指导步骤分步操作。

点击图3-2-2中的按钮“下一步”，进入“画面布局”对话框，如图3-2-3所示。

如果选择了图3-2-3“画面布局”中的诸选项，则所建新项目中的所有画面都具有所选的统一显示格式。例如为图3-2-3中“画面”→“背景色”选定了一种颜色，则当前项目所有画面的背景色都是该颜色。

同样道理，图3-2-3中勾选了“页眉”及“页眉”下的“浏览域”，“日期和时间”和“Logo”等选项，这表示项目中的所有画面上部都有“页眉”，且“页眉”中的显示内容是一样的。本例“页眉”中的这个浏览域中存储有项目的所有画面的名称清单，例如根画面、画面0、画面1等，在触摸屏实际运行系统中，点选浏览域中任一画面名称，即显示该画面，而且在项目的所有画面中都可以看到和操作这个浏览域，其作用是使HMI操作者可以随时方便地查看任意画面。

勾选“日期/时间”项，表示每个画面都有显示当前HMI系统日期和时间的显示区域。

点击Logo项后面的“浏览”按钮，可以选择Logo图标，例如本例图3-2-3预览框中的红色五角星。

图3-2-3“画面布局”的做法，实际是通过后面章节还要详细介绍的画面“模板”编辑器实现的，编辑和制作模板，可以使一个项目的各个画面具有统一协调的画面显示风格，突出为一个控制任务服务的含义。

“HMI设备向导”的“画面布局”根据在该画面中做出的选择自动预定画面模板，定制画面布局。在后面章节的画面“模板”编辑器的学习中，可以看到当前HMI设备向导自动定制的模板，可以在“模板”编辑器中修改，可以灵活调整和更换该模板中的画面对象。

点击“下一步”按钮，进入项目“报警”功能的组态对话框。

步骤三　由“HMI设备向导”创建项目报警功能画面

“报警”是由PLC和HMI设备构成的自动化控制系统中的重要概念。为了保证控制系统安全可靠地工作运行，人们非常关心控制系统中一些过程和过程量、对象和参数、事件和操作等的运作变化情况，它们的工作数据和动态信息是否处在正常合理的变化区间内，关系到整个控制系统的安全可靠工作运行。具体一点的实例就是：温度是否超过限值，传感器当前检测值是否在正确区间内，程序运算结果是否溢出错误，通信是否出现干扰，打印机是否故障等。对这些情况进行检测监控，当异常时，通过HMI设备准确快速地显示传递出来，告知相关人员，这就是报警。现场操作或相关人员对HMI报警给予及时响应，干预系统运行，解除危害因素，清除故障，维护电气控制系统（或者更大范围的生产设备工艺系统）的安全可靠工作。这就是报警的作用。

为了实现和完善报警机制，PLC和HMI设备都在发展自己越来越丰富易用的报警功能。例如PLC控制器有诊断报警指令和机制，可以对PLC自身高速复杂的运行过程进行诊断检测，并将检测结果以代码的形式保存在存储缓冲区内，供取用分析等。HMI设备有报警视图控件、报警窗口和报警指示器等画面对象，它们通过博途工程软件的“HMI报警”编辑器等有机地组态结合到一起，更好地实现报警功能。

通常每一个自动化控制系统都有报警机制，不同项目的报警方法有所不同。“HMI设备向导”也不例外地为本例项目HMI设备创建了报警机制，主要是为本例项目自动生成了三个“报警窗口”。

报警信息（含报警发生时间、报警内容文本、报警状态等）伴随报警事件的发生显示在弹出的“报警窗口”中，根据众多报警的状态和出处，可以把报警划分为几个类别，通过不同的报警窗口显示各个报警类。

如图3-2-4所示，向导组态的HMI报警主要有三个选项，代表可以用三个“报警窗口“显示三种类别的报警。也可以用“报警视图”控件这个画面对象显示报警信息，用法详见有关报警的章节，后面会知道，向导使用的是“报警窗口”显示报警。

①“未确认的报警” “确认”在HMI报警组态中是指某报警事件发生后，其报警信息通过HMI设备显示出来，现场操作人员看到HMI显示的报警信息，知道出现了报警事件，必须对HMI设备的报警指示进行回应，通常是点击HMI设备报警窗口或报警视图画面上的“确认”键以示知晓了报警事件。这个过程就叫“确认”。“未确认的报警”的报警窗口自动弹出显示的都是自动控制系统或者生产工艺设备系统出现的报警信号，而相关操作人员尚不知晓或尚未确认。报警窗口会一直显示在HMI设备上，直至相关操作人员确认，方才自动关闭。

②“未决报警” 注意，确认报警不代表报警事件消失了，可能不良或危害因素仍然存在于系统中。那些没有被解决清除的报警，叫未决报警。不管已确认还是未确认，组态到这一类中的报警一旦发生都通过自动弹出“未决报警”报警窗口显示。

③“未决的系统事件” 报警窗口显示PLC和HMI运行过程的诊断信息，它们的显示内容是系统预置好的，只可读取不可更改。在自动控制技术人员调试运行程序时，可以参考这个报警窗口，了解系统的运行情况，当控制程序调试运行正常，可以取消该窗口的组态。

经过以上选择组态，“HMI设备向导”为本例项目自动创建了报警机制，即以三个“报警窗口”显示不同范围的系统中出现的报警信息，辅助相关人员快速了解问题，维护好系统的安全运行。

在预制了较一致的画面显示格式和项目报警机制后，现在需根据项目的具体生产工艺控制内容和具体要求创建项目画面。点击图3-2-4中“下一步”按钮，进入“画面浏览”对话框，向导预先创建一组初步画面，组态设计人员根据自己项目内容的逻辑关系安排画面的先后次序，命名画面，围绕系统控制，使人机交互更加方便、快捷、宜人。

步骤四　由“HMI设备向导”编辑项目画面的先后顺序

图3-2-5的画面浏览组态向导，只是给出了一个组态画面及浏览顺序的初始模型。实际项目的控制流程和人机交互要求的复杂与否决定画面数量的多少和浏览顺序。

一幅幅的画面通常是从“根画面”（也称为起始画面）开始向下浏览的。一般设定HMI设备（对于触摸屏板等有时也习惯称之为HMI面板）上电初始化后即显示“根画面”，从根画面起翻页向后浏览，在图3-2-5中，从根画面可以翻页查看画面0和画面3，同样，从画面0可以翻页查看画面1和画面2。单击图3-2-5中的“+”符号，可以在当前页面下添加新的空白画面。不需要的画面可以选择该画面后，执行画面上的“删除画面”命令清除之。

可以重命名画面，例如将画面0重命名为“工艺参数预置”等。

在操作向导的“画面浏览”这一步时，组态设计人员要对控制项目需要的画面及先后顺序、画面名称等有一个规划，确认项目的人机交互需要哪些画面，画面的先后浏览顺序如何。

通过向导创建的这些画面还是一个个空白的画面，只是确定了画面的名称和先后次序，就像写书前编写好了创作提纲和目录。画面的具体内容要等到执行完“HMI设备向导”后，在项目视图的项目树中的HMI设备项下的“画面”编辑器中，打开画面进行画面的编辑细化工作，如根据画面的内容要求，为画面组态画面对象（例如各种文字符号、线条、图表、按钮、棒图、控件、图片等），组态画面对象的属性、动画、事件和文本等。

“画面浏览”创建的是与项目控制系统工艺内容密切相关的画面组。还有一些HMI设备的操作管理，例如PLC和HMI设备自己的系统设置、系统运行正确与否的诊断，HMI设备操作的用户管理等需要用画面的形式表现，便于现场人员的操作设定，同时向现场操作人员显示控制系统的工作运行信息。这一类画面都归为“系统画面”。下面介绍“HMI设备向导”通过“系统画面”为组态设计人员推荐的一组可供选择组态的系统画面。

步骤五　由“HMI设备向导”创建项目的系统画面

点击图3-2-5中的“下一步”按钮，弹出图3-2-6“系统画面”对话框。

如图3-2-6所示，勾选全部“HMI设备向导”推荐的系统画面，其结果是组态软件系统自动生成七个画面，全部显示前述PLC和HMI设备系统工作和操作的内容。在“根画面”中有一显示标签为“系统画面”的按钮，点击则弹出显示“系统画面”，在“系统画面”中有六个按钮，其按钮标签分别为“SIMATIC PLC系统诊断视图”“项目信息”“系统设置”“用户管理”“系统信息”和“其它作业”等，点击则分别弹出显示对应的画面。

“SIMATIC PLC系统诊断视图”画面中，“HMI设备向导”为我们预置了一个名称为“诊断概览”的“系统诊断视图”控件，用来显示整个控制系统（包含PLC和HMI设备）的诊断数据，包含可能出现的警告、错误、原因及相关设备等，可以概览整个设备系统的状况。

“项目信息”画面中，介绍自动化控制项目的名称、创建日期、作者、项目描述等内容，可以用文字符号标签、线条、表格、图片、动画等画面对象及方法表现之。

“系统设置”画面中，设置有“校准画面”和“清洁屏幕”等按钮，点击执行相应的功能。

“用户管理”画面中，向导预置一个“用户视图”控件，是一个专用画面对象，用于管理操作HMI设备（本例即为TP900精智触摸屏）的很多用户的功能部件。在实际机器生产操作现场，需要操作HMI设备的人员很多，如生产线操作人员、工艺技术人员、计划管理人员、维护检修人员等。他们登录HMI设备，操作的画面和数据是不同的，而很多技术工艺数据也是需要保密或不得随意更改的。这样就要求为不同的用户建立不同的登录密码，查看权限许可的数据和画面。这些都是“用户管理”视图所要完成的功能，通常是HMI设备必备功能之一，故向导为我们创建了一个“用户管理”画面，归在“系统画面”组里。

同样道理，具体的用户名称、用户群的结构等组态，也要在当前向导执行完后，在项目视图的项目树中的HMI设备项下，打开其中的“用户管理”编辑器，结合“用户管理”画面中的“用户视图”控件属性等组态编辑，具体详见后面的“用户管理”相关章节。

“系统信息”画面主要描述PLC和HMI设备构成的控制系统中各种设备的型号、硬件和软件版本、连接通信协议等信息。

“其它作业”例如置系统于在线或离线状态，HMI设备处于传送状态，显示Windows操作系统的控制面板，停止WinCC运行系统的运行等。

上述诸多系统画面是“HMI设备向导”推荐创建的画面，读者可根据据项目实际情况取舍。

点击图3-2-6的“下一步”按钮，弹出图3-2-7对话框。

步骤六　由“HMI设备向导”设置项目画面的功能按钮

在一般控制系统的HMI设备画面中，还有一些常用的功能通过点击按钮执行。例如“返回起始画面”“显示登录窗口”“选择画面语言”“退出运行系统”等，如图3-2-7所示，如果需要在画面上布置这些按钮，可以勾选。“HMI设备向导”会将这些按钮添加在本例画面的“模板”上，即图3-2-3步骤二的画面布局向导后创建了一个由页眉、Logo图标等构成的模板，可以看到，在该“模板”上组态软件系统“HMI设备向导”还生成了10个备用按钮，其中一个已用作“弹出未确认报警窗口”的功能按钮，其余9个按钮功能等待组态或预留或删除。在图3-2-7步骤六中的按钮选择就是为先前的“模板”上的预置按钮设定实际控制功能。由于是在“模板”中的组态，则在每一个预定此模板的画面上都可以看到这些按钮，并可点击执行这些按钮的功能。例如在任意画面，可以点击“起始画面”按钮，功能是从任意画面回到显示起始画面（根画面）。

在图3-2-7中，可以组态将“模板”上的按钮布置在“模板”的左边、下边或者右边。

多余没有用到的按钮可以在打开的“模板”中删除或预留。

点击图3-2-7的“完成”按钮，结束“HMI设备向导”的整个过程。组态软件系统会在后台为新项目创建HMI设备及与控制项目有关的画面等，添加在项目树设备组态导航窗格内，见图3-2-8。下面就看一下“HMI设备向导”为我们创建的这一组项目画面。进一步熟悉“项目视图”工作界面，HMI设备组态的主要工作就在这个界面上展开。

执行“HMI设备向导”后，对比之前的图3-1-1项目视图画面，在图3-2-8的项目视图中看到，组态软件系统在项目树设备组态导航窗格添加了PLC设备和HMI设备。点击HMI_1设备名称前的下拉三角符号，展开HMI设备的众多编辑器，围绕HMI设备的功能、属性、事件等展开进一步的组态设计。

在图3-2-8项目视图中间的工作区窗口，可以看到向导创建的“根画面”的情况。在所谓“页眉”中显示了五角星Logo图标、画面名称选择域和时间日期显示域。画面下部显示了可以组态功能的10个按钮一字并排布置，其中第二个按钮已分配功能。这些都是在“模板”中组态的。在当前根画面中仅组态了三个用于激活显示其它画面的命令按钮和一个示意性的说明文本域（中间一行字符）。

点击“项目树”→“设备”→“HMI_1[TP900 Comfort]”→“画面”前的下拉三角符号，可以展开向导创建的一系列画面名称，见图3-2-9左侧设备树窗格，向导共创建了12个画面，双击画面名称可以逐一打开并深入编辑画面。读者可以逐一打开画面，对照之前在向导中的选择操作，查看生成的画面及内容是否与操作预期一致。

同样展开“画面管理”编辑器，可以查看和编辑向导创建的“模板”。

双击图3-2-9“项目树”→“设备”→“PLC1513和精智屏”项下的“设备和网络”编辑器项。在窗格中部弹出“网络视图”窗口，可以看到PLC和HMI两台设备的略图和它们之间的PN总线连接。这个项目的网络视图是“HMI设备向导”根据我们之前在向导中的组态操作而自动创建的。这个画面的一系列操作，我们在第二章已做了详细介绍，即可以把图3-2-9右侧窗格“硬件目录”选项板上的设备或模块部件通过拖放操作移到这个中间窗口实现组态添加新设备，也可以连接或断开网络，移除和更换设备或模块部件等。在图中下部的巡视窗格内，显示“网络视图”中选中设备或模块的属性、诊断等信息。