摘要：传统的工业控制操作一般通过操作按钮、开关进行设备操作，通过模拟屏的信号状态灯对现场设备状况进行简单的显示，功能单一。本文通过HMI界面开发实例，分析了Intouch软件的主要功能以及在某公司铸锭铣床上的成功应用。
关键词：铣床 Intouch 以太网 控制
前 言
铸锭铣床是铝及铝合金热连轧生产线上的主要设备。通过铣削，去除铸锭表面粗晶层和冶金缺陷，满足热轧质量要求。铸锭经辊道运送至测量装置测量外形，根据铣削厚度与角度设定，经过自动计算，铣削刀盘定位，然后开始铣削，自动化要求高。Intouch组态软件作为成熟的HMI组态软件，在铣床中的成功应用，对提高设备操作性和生产效率有重要意义。
1 传统技术存在的问题
传统的操作台主要实现操作模式转换以及设备的启停，无法实现模拟量的输入功能，且功能简单。同时，操作台上的信号都采用PLC系统的IO输入，需要通过电缆连接到PLC的输入模块。常规操作更增加生产人员的工作量，也不利于设备的日常维护。
信号状态指示和报警采用LED发光二极管等电气元件，只能简单地显示设备的状态，不能反映重要工艺参数的历史趋势以及与重要设备的故障报警，不利于操作人员更全面地了解当前生产情况和设备运行状况，给连续生产带来风险和故障点。
2 人机界面技术
2.1 Intouch组态软件介绍
目前主流的组态软件包括Wonderware的Intouch，GE的iFIX以及Siemens的Wincc。本文主要介绍Intouch进行HMI的开发。HMI软件将传统的操作员界面、过程的可视性、数据的采集和报警结合在一起，通过人机界面实现对现场设备的实时准确监控，也可以设置报警系统，当现场设备出现故障时，可以在报警画面上及时准确地反映出来。同时对重要数据建立历史趋势图，分析数据，不断完善生产工艺。
2.2 Intouch网络结构及连接方式
Intouch和西门子的PLC采用以太网通讯，通过配置SIDirect DAServer TCP/IP方式实现。铣床Intouch网络结构如图1所示。基于Ethernet以太网为核心，通过交换机互连，实现PLC与Intouch组态软件的实时通讯。其中上位机1装备Intouch的人机界面HMI作为铣床生产操作设备，上位机2装备Intouch的计算机作为实时显示铸锭厚度和铣屑主铣进刀量。
图1 Intouch网络结构图
2.2铣床HMI设计
铣床HMI人机界面主要由控制部分、状态显示部分、报警部分和历史趋势部分等几部分构成。
（1）控制部分。控制部分主要包含铣削量、铣削角度和铣削速度。主要由人工手动给定，铸锭测量后，测量数据输入到模型计算后，参与自动铣削控制，决定铸锭铣削成型和质量。控制参数通过Intouch与PLC的通信，完成铣削计算和控制。
（2）状态显示。Intouch组态软件可以将设备各运行状态通过多种形式显示。某热轧中心铣床HMI状态显示部分包括：主、侧铣等电机运行电流、运行速度、绕组温度等；主、侧铣刀盘位置；铸锭厚度和铣屑主铣进刀量；铸锭状态跟踪；各润滑装置和液压系统油箱油位和油温；测量装置的相对位置；联锁状态等。
（3）报警部分。报警系统包括故障报警和超限报警。报警产生时，相应部分的颜色也将改变，直到报警消失，同时记录报警产生的时间和原因。操作台上安装有复位按钮。报警内容主要包含：主、侧铣等主要电机电流超限；电机运行指标超限；主、侧铣刀盘位置、工作台运行速度、位置超限；铸锭超厚、主铣进刀量超限；各润滑装置和液压系统超限；主、侧铣铣削保护值；急停开关状态；工作台辊道运行状态；安全防护装置闭合；变频器状态；安全连锁状态等。
（4）趋势曲线。趋势曲线包括实时趋势和历史趋势两种，实时趋势曲线反映的是变量数值当前的变化情况，可以根据时间的推移，自动刷新到当前时间；历史趋势曲线提供查看历史数据的图形化方法，可以对数据进行分析和打印。在该历史趋势界面上，可以观察从当前时间到过去若干天的所有已添加进标签的历史趋势，实时趋势曲线则反映了系统数据在当前时刻的瞬时值及参数的变化趋势，可以对现场采集的模拟量做出相应的实时趋势表格。通过实时趋势或者历史趋势曲线可以很方便地获取当前或者历史设备监控部分运行参数和状态或铸锭铣削过程和质量，方便优化铣床设备运行参数和生产工艺，动态调整设备和工艺。
3 HMI技术趋势
当前，随着工业智造的深入，各种新技术不断被应用到工业大生产的各领域。组态软件的IT化趋势明显，大量的新计算技术、通讯技术、多媒体技术被用来提高组态软件的功能。新型组态软件具体以下几个特点：
3.1 网络技术为中心
控制系统的数据超过一定量级后，现有旧的组态软件模式已经无法满足系统的需要。要求组态软件不仅要能够方便地构建可伸缩的网络分布式系统，同时，也要能够灵活地选择整体系统的架构，实现复杂的监控系统方案。
3.2 Internet和远程增强
新型组态软件不仅可实现远程监控，还能够将局域网内实现的功能延伸到Internet上，可完成信息的浏览和监控和构建跨地区的大型智能制造系统，具有远程的数据监控、管理、协同、诊断等功能。
4 结语
该HMI人机界面已在铣床上成功运行，操作更加简便，大大提高了工作效率。设备出现故障时，也可以迅速通过HMI更快了解故障信息，及时排除故障，保证生产连续，提高铣床生产效率。
参考文献：
[1]廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[M]. 机械工业出版社，2011.12.
[2]丰宇. Intouch组态软件在热风炉控制系统中的应用. 科技创业，2014.1.
论文作者:黄友浩
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：组态论文; 铸锭论文; 铣床论文; 趋势论文; 设备论文; 状态论文; 软件论文; 《电力设备》2018年第16期论文;