触摸屏应用技术从入门到精通

西门子公司的新款精简/精智系列触摸屏，连同新型S7-1200/1500 PLC，在博途自动化工程软件中集成，可以方便、高效、快捷地组态设计构建自动化、智能化控制系统，去完成中小型机电设备、大中型成套机械设备的工艺控制任务。

本书面向实际项目应用，力求用通俗易懂的语言、大量的图表和操作案例，循序渐进，系统详细地讲解西门子精简系列和精智系列面板的性能参数和功能用法，用图表实例的方式，详细讲解如何用TIA Portal V13 SP1（博途集成组态设计软件）操作和开发精简/精智系列面板在控制系统中的应用。

本书适合自动控制工程师，工厂等企事业单位电气设备研发、维护技术人员学习使用，同时也可用作大中专院校、职业院校相关专业的教材及参考书。

第一章 人机界面设备和博途自动化工程软件001

第一节 人机界面设备（HMI）概述 / 001

一、西门子主要新型HMI设备及特点 / 001

二、控制系统中的HMI设备——精简系列和精智系列面板 / 006

三、精简系列和精智系列面板的主要功能参数 / 008

第二节 TIA博途自动化工程开发软件 / 014

一、西门子TIA Portal博途自动化工程软件简介 / 014

二、SIMATIC WinCC Advanced V13 / 016

第三节 TIA博途自动化工程开发软件安装 / 018

一、安装TIA Portal自动化工程软件计算机的基本配置 / 018

二、安装TIA Portal V13 SP1 / 018

第二章 博途软件组态自动化控制系统项目026

第一节 博途创建S7-1200 PLC 精简面板系统模块构架实例 / 027

一、可视化创建过程 / 027

二、实物系统和博途项目文件 / 037

第二节 博途创建S7-1500 PLC 精智面板系统模块构架实例 / 037

一、“设备和网络”编辑器简介 / 038

二、可视化创建过程 / 038

第三章 通过HMI设备向导创建HMI项目043

第一节 创建一个新项目 / 043

第二节 “HMI设备向导”应用 / 045

第三节 项目视图和Portal视图 / 053

一、项目视图和Portal视图 / 053

二、项目视图的导航区 / 054

三、编辑工作区 / 055

四、巡视区 / 055

五、选项板区 / 056

六、项目视图工具栏图标工具用法 / 056

第四节 “HMI设备向导”创建的画面及仿真 / 057

第四章 HMI项目画面的组态和画面对象应用060

第一节 模板的组态编辑 / 060

一、模板的作用和模板的层 / 061

二、分步创建“HMI设备向导”中的那个引导型模板 / 063

三、生成基于引导型模板的画面 / 070

四、画面/模板组态结果的编译和仿真 / 071

第二节 经典型“起始画面”的组态设计 / 072

第三节 HMI变量和HMI变量表 / 077

一、HMI变量及基本属性 / 077

二、HMI外部变量的连接 / 080

三、在HMI变量表中创建变量 / 083

第四节 “机器实时运行状态”画面的组态 / 086

第五节 “自动/手动操作画面”的组态 / 093

一、“自动/手动操作画面”运行工艺系统工作过程 / 093

二、“自动/手动操作画面”素材的制作 / 095

三、“自动/手动操作画面”的组态编辑 / 097

第六节 “机器安全使用说明”画面的组态 / 103

一、“机器安全使用说明”画面介绍 / 104

二、“机器安全使用说明”画面的编辑组态 / 108

第五章 HMI设备中的报警机制112

第一节 报警概述 / 112

一、报警的意义和报警过程 / 112

二、报警信号的输入和报警字 / 114

第二节 WinCC报警的分类和报警输入 / 115

一、报警的类型 / 115

二、报警的类别 / 116

三、工艺系统中离散量报警的组态 / 119

四、工艺系统中模拟量报警的组态 / 120

五、报警组 / 121

第三节 WinCC报警的输出 / 121

一、“报警视图”控件及用法 / 121

二、报警窗口 / 124

三、报警指示器 / 125

四、其它输出方式 / 126

第四节 WinCC的报警实例 / 126

第五节 WinCC的“系统诊断视图”和“系统诊断窗口” / 129

第六节 WinCC的报警事件和系统函数 / 129

第六章 HMI和PLC集成系统的模拟仿真调试131

第一节 模拟仿真概述 / 131

第二节 HMI设备画面的仿真 / 132

一、“机器运行实时状态”画面的模拟仿真 / 132

二、“机器安全使用说明”画面的模拟仿真 / 135

第三节 PLC控制器的仿真 / 136

一、S7-PLCSIM V13 SP1及 Upd1的安装 / 136

二、CPU1513 PLC控制器仿真示例 / 137

第四节 HMI面板和PLC设备集成系统项目的仿真 / 140

一、精简面板和S7-1200 PLC项目系统的模拟仿真 / 140

二、精智面板和S7-1500 PLC项目系统的模拟仿真 / 147

三、WinCC报警的模拟仿真 / 153

第七章 HMI设备的配方和工艺参数设置画面157

第一节 配方概述 / 157

一、配方概念 / 157

二、配方案例 / 157

第二节 配方在项目中的使用 / 159

第三节 WinCC Advanced配方中的数据流动和操作 / 160

第四节 配方功能应用从WinCC配方编辑器开始 / 164

第五节 WinCC配方视图 / 167

第六节 自定义工艺参数画面的组态 / 169

第八章 数据记录（日志）和趋势视图171

第一节 数据记录概述 / 171

第二节 数据记录的编辑和组态 / 172

一、数据记录的属性组态 / 172

二、记录变量的属性组态 / 174

第三节 报警记录的编辑和组态 / 176

第四节 数据记录和报警记录的输出和模拟仿真案例 / 176

第五节 趋势视图控件的使用 / 178

一、认识“趋势视图” / 178

二、“趋势视图”的编辑组态 / 179

第九章 报表输出和计划任务183

第一节 HMI的报表 / 183

第二节 报表的组态过程 / 184

第三节 配方报表 / 187

第四节 报警报表 / 189

第五节 计划任务功能及打印任务 / 193

第十章 HMI设备的用户管理196

第一节 用户管理的目的 / 196

第二节 运行系统中的用户管理 / 197

第三节 用户管理编辑器和用户视图 / 199

第四节 运行系统中的用户管理 / 202

第五节 用户管理组态实例 / 204

第十一章 系统函数和自定义函数206

第一节 概述 / 206

第二节 WinCC的系统函数 / 207

第三节 VBS脚本编辑器 / 213

一、代码编写工作区 / 214

二、VB函数属性巡视窗格 / 216

三、脚本指令选项板窗格 / 217

四、函数列表选项板窗格 / 217

五、代码的保护 / 217

第四节 VB函数编制实例 / 218

一、VB函数编制实例一（公式计算） / 218

二、VB函数编制实例二（IF…THEN…等标准句型应用） / 220

三、VB函数编制实例三（动画） / 222

四、VB函数编制实例四（参数的使用） / 223

第十二章 WinCC图形文件夹227

第一节 简介 / 227

第二节 博途的WinCC图形文件夹 / 228

一、Automation equipment （自动化设备或装置） / 229

二、Basic symbols （基本符号） / 234

三、Industries（工业类） / 235

四、Infrastructure（基础设施类） / 239

五、Product symbols（产品符号类） / 241

六、Runtime control icons（运行控制图标） / 241

七、Standardized symbols（标准化符号） / 241

八、Technology symbols（工艺技术类符号） / 241

九、Unified and modular（合成和建模基本图形） / 241

第十三章 项目下载和其它HMI设备应用245

第一节 HMI项目文件的下载 / 245

一、以太网方式或 PN/IE 方式下载 / 245

二、其它下载方式简介 / 252

第二节 Portal V13 SP1自动化工程软件的在线访问 / 253

第三节 精简/精智面板的功能键组态 / 254

一、功能键的全局功能的编辑组态 / 255

二、功能键的模板局部功能的编辑组态 / 257

三、功能键的画面局部功能的编辑组态 / 258

四、功能键的全局功能和局部功能的关系 / 258

第四节 库的使用 / 259

一、项目库和全局库 / 260

二、主模板和类型 / 260

三、博途工程软件中的库任务卡和库视图 / 262

四、“类型”的创建、编辑和使用 / 266

五、“类型”的库管理 / 268

六、“主模板”的创建、编辑和使用 / 269

七、归档全局库 / 269

八、库与库、库与项目的更新 / 269

第五节 面板的组态与应用 / 269

一、“面板”简介 / 269

二、支持“面板”使用的HMI设备 / 270

三、“面板类型”的创建和编辑 / 270

第六节 用户HMI数据类型的组态与应用 / 275

一、“用户HMI数据类型”的创建和编辑 / 275

二、“用户HMI数据类型”的应用仿真示例 / 276

参考文献281

随着计算机技术、工业互联网技术和半导体显示技术的蓬勃发展，各种品牌的工控触摸屏、控制面板等人机交互设备以创新的设计、丰富的功能和宜人、安全、可靠、通用的应用体验，融合并突出工业互联网技术的应用，不断推陈出新，竞相争奇斗艳。

西门子公司是全球知名的工业自动化技术和产品的供应商，执全集成自动化技术之牛耳，以卓越的技术底蕴和品质引领最新技术潮流，凭周到的技术支持和服务蜚声海内外。其各种款式的触摸屏、控制面板（西门子公司定义并统称为HMI设备）在中国工厂、矿山、交通、医院、建筑等企事业单位获得广泛的应用。

2010年前后，西门子采用全新设计的各系列SIMATIC HMI面板陆续推出上市，以满足各种应用现场的需求。主要包括SIMATIC HMI按键面板、SIMATIC HMI精简系列面板、SIMATIC HMI精智系列面板和SIMATIC HMI移动面板等，与旧型号面板产品同时供应市场。

2012年6月，西门子官方正式发布面向高端复杂应用的SIMATIC HMI精智系列面板在中国市场出品。同时，被取代的各系列老型号面板陆续宣布停产。

2014年6月，面向简单HMI任务的第二代精简面板发布上市。

同期前后，西门子公司还相继推出了新型S7-1200/1500 PLC，并发布了全球第一款将所有自动化任务整合在一个工程设计环境下的软件—TIA Portal（博途自动化工程设计组态软件）。

2014年10月，西门子公司官方宣布用于已停产型号SIMATIC Panel和Multi Panel的SIMATIC WinCC Flexible组态装置停止供货，更是标志新型精简系列、精智系列触摸或键控面板，TIA Portal博途组态软件等以开拓创新、高性能高效率的崭新面貌实现转型换代。

目前，世界各主要工业化国家都在深化互联网与工业、服务业的深度融合发展。美国提出了偏重软件的“工业互联网”计划，德国颁布了偏重硬件的“工业4.0”计划，中国则制定了《中国制造2025》顶层设计发展规划及11个实施行动指南等配套文件，并全面转入实施阶段。各国工业发展规划殊途同归地都指向了—制造业互联网化和智能化。虽然这个过程至少需要20年的时间，但是，那种竞争的紧迫感确实是越来越强，起步晚了，节拍慢了，差距就会越拉越大。

西门子公司的精简/精智系列触摸屏，连同新型PLC，在博途自动化工程软件中集成，可以方便、高效、快捷地组态设计构建自动化、智能化控制系统，去完成中小型机电设备、大中型成套机械设备的工艺控制任务。触摸屏应用技术、PLC技术、PROFINET网络技术等成为装备制造、生产制造网络化及智能化的技术支柱。智能化中的一个非常重要的环节就是人机交互，人机交互的方法屈指可数：鼠标交互、触摸交互、语音交互等。在各种各样的实际应用环境中，触摸屏设备和应用技术当是佼佼者。新型的触摸屏是如何工作的？它在自动化控制系统中扮演什么样的角色？常规控制系统的触摸屏项目都由哪些部分组成？如何使用自动化工程组态软件？如何在自动化工程组态软件中设计构建触摸屏应用项目？为了帮助广大读者学习和使用触摸屏，特别是在生产制造、服务一线工作的机械电气、自动化技术维护革新改进人员，机电设备控制系统设计制造技术人员，大中专院校相关专业的师生等，我们组织编写了这本介绍这方面应用基础技术的书籍。

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