毕业设计论文基于RSview32的人机界面设计.doc
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1、毕业设计报告(论文)报告(论文)题目:基于RSView32的人机 界面设计 作者所在系部: 电子工程系 作者所在专业: 自动化 作者所在班级: 作 者 姓 名 : 作 者 学 号 : 指导教师姓名: 完 成 时 间 : 2010年6月10日 北华航天工业学院教务处制北华航天工业学院毕业设计(论文)任务书(理工类)学生姓名 专 业: 自动化 班 级: 1 学 号: 指导教师: 职 称: 讲 师 完成时间: 2010.6 毕业设计(论文)题目:基于RSView32的人机界面设计题目来源教师科研课 题纵向课题()题目类型理论研究()注:请直接在所属项目括号内打“”横向课题()应用研究()教师自拟课题
2、()应用设计()学生自拟课题()其 他()总体设计要求及技术要点:课题采用美国Rockwell公司生产的Rsview32工控组态软件组成上位机、PLC控制系统作为下位机,实现对物料分拣系统的实时控制功能和远程监控作用,及时采集、记录、处理数据,并且为用户提供了各种级别的安全警报。本课题重点要完成各控制单元的动画连接,实现被控系统与上位软件的通信。在实时控制方面本课题能实现以下具体的技术要求1画面制作监控系统现场画面和外部变量进行动画连接2制作实时曲线和历史曲线3制作实时报表和历史报表4报警功能与全防范处理5上位机与外部数据库连接工作环境及技术条件:联网计算机一台,RSView32软件,物料分拣
3、系统一套,有关的技术手册。工作内容及最终成果:1、 学习Rsview32工控组态软件;2、 分析物料分拣系统的工作原理、工作流程以及控制要求,画出总体流程图;3、 创建Rsview32工程进行画面的绘制、动画链接、报警设置等;4、 创建标记并分配好下位PLC节点,确定控制关系;5、 配置上位机与下位机的通讯,联机运行并调试;6、 进行画面美化,完善整个工程。时间进度安排:1、第七学期第6周第15周,查阅资料,完成开题报告、文献综述、外文文献翻译;2、第七学期第16周第17周,开题报告审阅、答辩;3、第八学期第1周第4周,学习Rsview32工控组态软件;4、第八学期第5周第7周,分析物料分拣系
4、统的工作原理、工作流程以及控制要求,画出总体流程图;5、第八学期第8周第14周,创建Rsview32工程进行画面的绘制、动画链接、报警设置等,创建标记并分配好下位PLC节点,确定控制关系;6、第八学期第15周,配置上位机与下位机的通讯,联机运行并调试,完成毕业设计论文。指导教师签字: 年 月 日教研室主任意见:教研室主任签字: 年 月 日北华航天工业学院本科生毕业设计(论文)原创性及知识产权声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文)基于RSView32的人机界面设计是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本设计(论文)不含任何其他个人或集体已经发表或撰
5、写过的作品或成果。对本设计(论文)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。因本毕业设计(论文)引起的法律结果完全由本人承担。本毕业设计(论文)成果归北华航天工业学院所有。本人遵循北华航天工业学院有关毕业设计(论文)的相关规定,提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本。本人同意北华航天工业学院有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以营利为目的的前提下,可以公布非涉密毕业设计(论文)的部分或全部内容。特此声明毕业设计(论文)作者: 指导教师: 年 月 日 年 月 日北华航天工业学院毕业论文摘 要论文
6、的研究工作是以为物料分拣系统设计人机交换界面为背景展开的,本文在深入分析物料分拣系统的工作原理和控制流程的基础上,采用美国Rockwell公司生产的Rsview32工控组态软件配合对下位PLC对物料分拣系统进行实时控制和远程监控。系统及时采集并处理数据,自动做好相关记录,方便用户日后查询、分析。同时为用户提供各种级别的安全警报,让用户及时了解系统运行状况并在第一时间内处理,排除系统故障,保证系统的正常运行。在监控系统运行的同时,本设计还允许用户通过人机交换界面对运行系统进行控制,实现远程控制功能。此外,论文还详细介绍了人机交换界面在现代控制系统中的重要作用和突出优势,并且简述了RSView32
7、工控组态软件与其他组态软件相比所存在的优势,以及在工业生产中的应用前景。关键词 RsView32 人机界面 物料分拣系统 远程控制IVAbstractThe thesis research is a expansion with Material Sorting System human-machine interface as background, Based on a thorough analysis of the working principle and the control process of Material Sorting System, industrial contr
8、ol configuration software Rsview32, production of Rockwell , is chosed to cooperate with PLC to accomplish the real-time control and remote monitoring of Material Sorting System. System timely collect and process datas, then automatically completes related records, for later query and analysis. It a
9、lso provides various levels of security alerts which let users understanding the operation condition and the processing of the system, eliminating system faults, and ensuring the normal operation of the system. At the same time it also allows users to control the system through the man-machine inter
10、face to realize the remote control function.In addition, this paper introduced the importance and outstanding advantages of man-machine interface in modern control system, also the advantages of industrial control configuration software RSView32 compared with other configuration software and the app
11、lication prospect in the industrial production.Key words RsView32 Human-machine interface Material Sorting System Remote control 目 录第1章 绪论11.1 课题背景及国内外研究概况11.2 人机界面技术11.2.1人机界面定义11.2.2 人机界面(HMI)产品的组成及工作原理21.2.3 人机界面(HMI)基本功能21.2.4 人机界面(HMI)分类21.2.5 人机界面(HMI)的使用方法21.2.6 人机界面(HMI)的目标31.3 课题的建立以及本文完成的主
12、要工作3第2章 RSVIEW32 工控组态软件简介42.1 工控组态软件概况42.2 Rockwell RSView32 工控组态软件组成42.3 Rockwell RSView32 工控组态软件的功能分析52.3.1 组态软件完善,功能多样52.3.2丰富的画面显示组态功能52.3.3 强大的通信功能和良好的开放性52.3.4 多任务的软件运行环境、数据库管理及资源共享62.3.5测控点规模及性能价格比62.3.6 友善的界面及良好的硬件执行速度62.4 小结6第3章 物料分拣系统简介73.1 工作平台73.2 工艺单元83.2.1前处理环节83.2.2 水平传输环节83.2.3 多工位加工
13、环节93.2.4 机械手环节103.3 小结10第4章 物料分拣系统人机界面设计114.1 系统组成114.2 系统的网络组态简介124.3 组态软件RSView32 通讯组态134.4创建系统的标签数据库164.4.1 Tags和Tag库174.4.2 Tag的类型174.4.3 数据来源174.4.4 关于Tag库编辑器184.4.5 给Tag添加报警184.5编辑系统图形显示主界面184.6 配置动画194.7 配置报警204.8 安全设置234.9 配置启动234.10运行244.11 小结26第5章 结论27致 谢29参考文献30附 录31基于RSView32的人机界面设计第1章 绪
14、论1.1 课题背景及国内外研究概况一直以来,实时、高效、简洁的工业控制系统都是世界各国不断追求的目标,同时也是提高一个国家工业水平至关重要的动力和基本保障。计算机人机界面的出现导致了工业控制的一场革命。在此之前,工业控制系统中各种电子单元仪表数据只能通过人工采集,人工处理,各种控制过程也需要专业的操作员现场监控重要设备的状态和处理紧急报警事项,随着工厂规模越来越大,控制系统越来越复杂,传统的控制方式下,十几米长的控制系统可能需要很多操作工照看不说,没有一个操作工可以对全局有一个清晰的概念。这样的控制必然无法满足实时、高效、简洁的工业控制要求。工业控制系统的规模越来越大,复杂程度越来越高,系统的
15、集成度也越来越高,强烈要求集中控制,可以对复杂过程的控制变量作统筹安排。在某种程度上,更多的操作工反而碍事,操作工与操作工之间的交流费时,不但无法满足控制的实时性要求而且极容易出错,越来越难以适应现代控制的需要。计算机人机界面的出现则成功的解决了上文提及的问题,为用户对系统的控制提供了空前的灵活性。人机界面丰富的画面显示功能和强大的通讯功能让用户可以随时查看现场的实时数据以及系统工作的流程画面,实时监测现场各个实时趋势画面;人机界面系统也能自动记录并保存各种实时数据,方便日后查询、分析。人机界面还具有报警功能并允许用户及时处理各种过程报警和系统报警;在需要时,可人为干预工作过程,修改生产过程参
16、数和状态。人机界面机技术完成了实时、高效、简洁的工业控制体现出了现代控制的真正意义。1.2 人机界面技术1.2.1人机界面定义 人机界面 (Human-Machine Interface;HMI)是一个涵盖多重科技的领域,包括人因工程、人体工学、电脑科学、人工智慧、认知心理学、哲学、社会学、人类学、设计学与工程学等学门,人机界面最简单的定义是,在人员与机器之间,透过某种界面,人能够对机器下达指令,机器则能够透过此界面,将执行状况与系统状况回报给使用者,换言之,正确的在人机之间传达讯息以及指令,就是人机界面的主要定义,而在工业控制上人机界面是连接可编程序控制器(PLC)、变频器、直流调速器、仪表
17、等工业控制设备,利用显示屏显示,通过输入单元(如触摸屏、键盘、鼠标等)写入工作参数或输入操作命令,实现人与机器信息交互的数字设备,它由硬件和软件两部分组成。 1.2.2 人机界面(HMI)产品的组成及工作原理 人机界面产品由硬件和软件两部分组成,硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数据存贮单元等,其中处理器的性能决定了人机界面系统的性能高低,是人机界面系统的核心单元。根据人机界面的产品等级不同,处理器可分别选用8位、16位、32位的处理器。人机界面软件一般分为两部分,即运行于人机界面硬件中的系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件(如RSview32画面组态软
18、件)。使用者都必须先使用人机界面的画面组态软件制作“工程文件”,再通过PC机和人机界面产品的串行通讯口,把编制好的“工程文件”下载到人机界面的下位处理器中运行。1.2.3 人机界面(HMI)基本功能基本功能: 1.显示所监控的设备或系统的工作状态显示,如指示灯、按钮、文字、图形、曲线等。2.记录设备或系统的实时生产数据、存储生产配方等。3.支持数据和文字输入操作,可打印输出系统实时图像和生产数据统计。 有报警汇总系统,让用户能及时得到并处理各种过程报警和系统报警。4.能自主的进行简单的逻辑和数值运算 。5.可连接多种工业控制设备组网 。1.2.4 人机界面(HMI)分类 1.薄膜键输入的人机界
19、面,显示尺寸小于5.7寸,画面组态软件免费,属初级产品。如POPHMI 小型人机界面。2.触摸屏输入的人机界面,显示屏尺寸为5.7寸到12.1寸,画面组态软件免费,属中级产品。3.基于平板PC计算机的、多种通讯口的、高性能的人机界面,显示尺寸大于10.4寸,画面组态软件收费,属高端产品,本课题讨论的人机界面就属于此类。1.2.5 人机界面(HMI)的使用方法 首先分析系统工作原理及流程,明确监控任务要求,在PC机上用画面组态软件编辑“工程文件”,进行图形显示界面的开发,创建Tag标签,节点等,还需要进行动画的连接,最后设置网络通讯;测试并保存已编辑好的“工程文件”; 将PC机连接到下位机硬件;
20、下载“工程文件”到下位机中;连接人机界面和工业控制器(如PLC、仪表等),实现人机交互。 1.2.6 人机界面(HMI)的目标人机界面设计出来,所需要达成的目标,不仅仅是单一的命令与回馈,反而相当复杂,主要分为四个面向:1发挥所监控设备或系统本身应有的功能。2提高所监控设备或系统的使用效率与发挥效能。3确保使用中之所监控设备或系统在对使用者友善的情况下,能更经济与安全,延长使用周期。4符合使用者的生理、心理需求,提高使用满意度。1.3 课题的建立以及本文完成的主要工作本文主要包括以下内容:1以实现物料分拣系统的生产流程和达到控制要求为主要目标,运用Rockwell RSView32 工控组态软
21、件结合下位PLC控制系统,开发出一个能为操作管理人员提供灵活、准确的控制信息并实现对物料分拣系统中各个设备的实时监控的人机界面。2为上位组态监控系统与下位机(PLC)提供控制途径,具体地,要提供出程序的控制变量和入口程序,准确的配置好通讯。37第2章 RSView32 工控组态软件简介2.1 工控组态软件概况工控组态软件是利用系统软件提供的工具,通过简单形象的组态工作,即可实现所须的软件功能。在自动监控系统中,投入运行的监控组态软件是系统的数据收集处理中心、远程监视中心和数据转发中心,处于运行状态的监控组态软件与各种控制、检测设备(如PLC、智能仪表、DCS等)共同构成快速响应控制中心。控制方
22、案和算法一般要求在设备上组态并执行,也可以在PC上组态,然后下载到设备中执行,根据设备的具体要求而定。组态软件正在代替各种计算机语言的软件开发,其优点有: 提高了系统的成功率和可靠性,这些组态软件大都由专业软件公司开发,经过正规、严格的测试,结合了大量用户的现场使用经验形成的; 缩短了项目开发周期,避免了许多重复性开发工作,突出了系统集成思想,开发人员着重系统的整体构成,使得项目易于维护,避免因开发人员变化所带来的麻烦; 减少了开发费用,因为批量在软件价格上有优势。因而,组态软件深受科技人员的重视和青睐,在国内计算机控制系统软件行业占主导地位。在众多公司的组态软件中,Rockwell RSVi
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