1.3 触摸屏画面组态

触摸屏画面（以下简称画面）是操作人员在生产过程中面对的直接界面。画面由画面元件组成。画面组态就是在画面上生成画面元件。画面元件包括静态画面元件和动态画面元件，并用触摸屏变量表示。

触摸屏画面组态时，首先生成触摸屏变量、设计需要的画面，然后通过画面编辑器的简单对象（如文本域、I/O域、开关、按钮等）在触摸屏画面上生成画面元件。

1.3.1 触摸屏变量的生成与属性组态

触摸屏变量由符号名和数据类型组成。

（1）触摸屏变量的分类

触摸屏变量分为外部变量和内部变量，每个变量都要给出符号名和数据类型。

外部变量是HMI设备与PLC之间进行数据交换的纽带，必须指定与触摸屏相连接的PLC的内存位置，即在PLC中定义的存储单元映像的位置，其状态和数值随PLC程序的执行而改变。触摸屏和PLC都可以对其进行读、写访问。

内部变量存储在HMI设备的存储器中，与PLC没有连接关系，只有HMI设备能访问内部变量。内部变量用于HMI设备内部的计算或执行其他任务，用名称来区别，没有地址。

（2）变量的数据类型（见表1-2）

（3）触摸屏变量的生成与组态

双击“项目”视图“通讯”文件夹中的“变量”图标，打开变量编辑器，如图1-19所示，可以在变量编辑器工作区的表格中设置变量的名称、连接的PLC、数据类型、对应PLC的地址、采集周期等。

双击变量表的第一行，将会自动生成一个变量，如图1-19所示。

变量的每个属性可以通过界面下方属性视图中相对应的项目进行设置；也可以通过双击每个编辑器属性表格，或单击属性项表格边上的下拉按钮“▼”来设置。

① 选择变量的PLC连接，如图1-20所示。输入变量的名称，单击变量编辑器“连接＿1”选项右边的“▼”，弹出下拉菜单，在下拉菜单中，显示所有在通信连接时建立的“连接＿1”和“＜内部变量＞”。如果是外部变量，则选择该变量对应的PLC连接，可以选择“连接＿1”（HMI设备与PLC的连接）。“连接＿1”是连接编辑器中设置的HMI设备与PLC默认的连接编号。如果是内部变量，则选择“＜内部变量＞”。

②定义变量的数据类型。单击变量编辑器“数据类型”选项右边的“▼”，弹出下拉菜单，如图1-21所示，在下拉菜单中，显示所有可用的数据类型。对于外部变量，定义的数据类型一定要与该变量在PLC中的类型一致。

③设置变量的地址。输入要使用的外部变量对PLC进行访问的PLC地址。单击变量编辑器“地址”选项右边的“▼”，弹出下拉菜单，如图1-22所示，如在下拉菜单中选择VW0。

④ 设置变量的采集周期。在过程画面中，显示或记录的控制过程中变量过程值需要实时进行更新，采集周期用来确定画面的刷新频率。因此设置采集周期应考虑变量过程值的变化速率。大多数HMI设备的采集周期最小值为100ms。单击变量编辑器“采集周期”选项右边的“▼”，用户可以自行定义采集周期，如图1-23所示。

⑤ 新变量的生成。双击变量表中最下边的空白行，将会自动生成一个新的变量，变量的参数与上一行变量的参数基本相同，其名称和地址与上一行的地址和变量按顺序排列，如原来最后一行的变量名称为“变量＿1”和地址为“VW0”，则新生成的变量名称为“变量＿2”和地址为“VW2”。

（4）触摸屏部分内部变量设置和部分外部变量设置

根据画面设置的要求，触摸屏的部分内部变量设置和部分外部变量设置见表1-3。

表1-3 触摸屏的部分内部变量设置和部分外部变量设置

1.3.2 触摸屏画面设计

工程项目一般由多幅画面组成，各个画面之间应能按要求互相切换，根据控制系统要求，触摸屏画面需要解决以下问题：

① 需要设置哪些画面，各个画面的主要功能；

② 各个画面之间的关系，根据操作的需要安排切换顺序。

当控制系统所需要的画面数不多时，可以采用以“初始画面”为中心的切换方式，如图1-24所示。开机后显示初始画面，在初始画面中设置切换到其他画面的切换按钮，即可从初始画面切换到其他画面，而其他画面只能返回切换到初始画面。初始画面之外的画面不能相互切换，需要经过初始画面的中转来切换。

● 初始画面：开机时显示的画面，从初始画面可以切换到主画面。

● 主画面：从主画面可以切换到除主画面以外的所有其他画面。

● 自动运行画面：可以显示现场设备的工作状态，对现场设备进行自动控制。

● 手动运行画面：可以显示现场设备的工作状态，对现场设备进行手动控制。

● 系统参数设定画面：用于通过触摸屏来设置现场中根据工艺的不同需要修改变化的数据，如上、下限值及设备运行时间等参数。

● 系统状态画面：显示系统当前状态。

● 操作说明画面：对画面操作做说明。

下面将根据画面设置的要求和触摸屏的变量设置，以某“水处理系统”为例介绍触摸屏画面的设计。设计的初始画面、主画面、手动运行画面如图1-25～图1-27所示。其他画面与此相似，在此不再给出。

画面生成后，通过画面下方的属性视图，可以对画面的属性进行设置。每一个画面都有对应的属性视图。在属性视图中一般有以下项目。

“常规”项：用来设置元件最重要和最基本的属性。

“属性”项：常用于静态设置，如文本字体的大小、对象的位置等。

“动画”项：用于对象外观或位置的动态设置，要用变量接口来实现。

“事件”项：用于设置在特定事件发生时执行的系统函数。

在用属标拖曳的过程中，指针将显示为和，为当前位置禁止放置，而提示可以将选中的对象放置在当前位置上。

单击工具栏的保存按钮图标，保存文本域“供水处理系统”的组态。

1.3.3 触摸屏I/O域的分类和组态

通过不同的I/O域可以显示生产过程的数值、图形或符号，也可以输入生产过程所需要的数值、图形或符号。

1.触摸屏l/O域的分类

触摸屏输入域与输出域统称为触摸屏I/O域，分为以下3种模式。

① 输出域：只显示变量的数值，不能修改数值。

②输入域：用于操作员输入由触摸屏要传送到PLC的数字、字母或符号，将输入的数值保存到指定的变量中。

③ 输入/输出域：同时具有输入和输出功能，操作员可以用它来修改变量的数值，并将修改后的数值显示出来。

2.l/O域的组态

为了组态I/O域，首先在变量表中创建整型（Int）变量“变量＿1”、字型（Word）变量“变量＿2”、8字节的字符串型（String）变量“变量＿3”及开关型变量“变量＿4”。

（1）在相关画面上放置“I/O域”对象

如图1-28所示，选择右侧“工具”→“简单对象”选项，用鼠标单击图标并按住不放，将其拖至某画面的指定位置

（2）对“变量＿1”的组态

单击画面中“变量＿1”的“输入域”对象，在其周围出现8个小方框，如图1-28（a）所示。

① 对“变量＿1”的“常规”属性的组态。在其画面下边的“IO域＿5”的“常规”选项中，将“模式”一项选择为“输入”；“格式类型”应设置为“十进制”；输入域显示4位整数，为此组态“移动小数点（小数部分的位数）”为0；“格式样式”为9999（4位）。变量的更新周期为黙认值1s（不能修改）。在“变量”一项，单击右侧箭头“▼”，弹出变量列表，若与该输入域链接的变量已经存在于所显示的变量列表中，则只需选择其中一个即可（可编辑修改）；若为新增变量，再单击“新建”按钮，进入如图1-28（b）所示的变量设置画面，在中间栏中的“名称”项，可以选择一个易于记忆的有意义的变量名“变量＿1”；在PLC项，选择“连接＿1”；“数据类型”项为变量定义类型，选择Int，单击“属性”选项，进入如图1-28（c）所示的选择变量地址画面，在右侧“地址”选项选择位存触器MW0，最后单击“确定”按钮。

②对“变量＿1”的“属性”的组态。在“外观”属性视图中，如图1-29（a）所示，“背景色”选择为浅色阴影，“填充样式”选择为“实心的”，“样式”选择为“实心的”，这样输入域被组态为有黑色的边框，背景有浅色的阴影。

在“布局”属性视图中，如图1-29（b）所示，不选择I/O域“自动调整大小”复选框，通过“位置”与“大小”选择框来人为调整变量的位置和大小。将文字显示在水平“居中”、垂直“中间”位置。

在“文本格式”属性视图中，如图1-29（c）所示，通过“水平”与“垂直”选择框来调整变量的水平位置与垂直位置；单击“字体”选择框中的按钮，在出现的“字体”对话框中，可以设置字体、字的样式（粗体或斜体）、字的大小，还可以设置下画线或删除线。

单击工具栏的保存按钮图标，保存I/O域“变量＿1”的组态。

组态完成后的“变量＿1”的画面如图1-30所示。

（3）对“变量＿2”的组态

单击画面中“变量＿2”的“输出域”对象，在其周围出现8个小方框，如图1-31（a）所示。

在其画面下边的“IO域＿2”的“常规”选项中，将“模式”一项选择为“输出”；“格式类型”设置为“十进制”；输出域显示5位整数和1位小数；“格式样式”为99999（5位，小数点也要占1位）。变量的更新周期为黙认值1s（不能修改）。在“变量”一项，单击右侧箭头“▼”，弹出变量列表，单击变量列表中的“新建”按钮，选择PLC为“连接＿1”，“数据类型”为Word，再单击“属性”选项，选择位存触器QW0，单击“确定”按钮。其他“属性”设置与变量＿1相同，此处不再赘述。

单击工具栏的保存按钮图标，保存IO域“变量＿2”的组态。

组态完成后“变量＿2”的画面如图1-32所示。

（4）对“变量＿3”的组态

对“变量＿3”的组态如图1-33所示。

组态完成后的“变量＿3”的画面如图1-34所示。

（5）对“启动”的组态

对“启动”的组态如图1-35所示。

单击工具栏的保存按钮图标，保存IO域“启动”的组态。

（6）对“变量＿4”的组态

“变量＿4”的“输出域”对象，其组态方法与上述“启动”的组态方法相同，只是在“常规”选项中，将“模式”一项选择为“输出”、选择位存触器的“范围”为Q，Q为“0”，Bit为“0”。

单击工具栏的保存按钮图标，保存IO域“变量＿4”的组态。

（7）指示灯图形下面添加文字说明

组态完成后的IO域如图1-36（a）所示。为了在刚生成的各变量的下面添加文字说明，需将前述工具箱中的“文本域”图标拖曳到画面编辑器的工作区内，默认的文本为Text。双击生成的文本域，输入需要的文字。也可以在属性视图的“常规”对话框中输入文字，如图1-36（b）所示。

在属性视图中，可以设置文本的字体、大小、颜色、背景颜色、填充式样、边框的有无和颜色、垂直放置或水平放置、水平和垂直方向居中或偏向某一方等。

（8）保存

单击工具栏的保存图标，保存变量组态。

3.用鼠标拖曳功能改变对象的位置与大小

（1）用鼠标拖曳功能改变对象的位置

用鼠标左键单击画面中的某一“对象”，并按住鼠标左键不放，“对象”四周出现8个小正方形，同时鼠标的光标变为图中虚线框内的十字箭头图形。按住左键并移动鼠标，将选中的对象拖曳到希望的位置（图中虚线矩形框所在的位置），松开左键，对象即被放置在该位置。

（2）用鼠标拖曳功能改变对象的大小

用鼠标左键单击某一“对象”，“对象”四周出现8个小正方形，用鼠标左键选中某个角的小正方形，鼠标的箭头变为45°的双向箭头，按住左键并移动鼠标，将选中的对象拖放到图中虚线矩形框所示的大小，松开左键，对象被放大为虚线框所示的大小。

鼠标的光标功能见表1-4。

1.3.4 按钮的生成与组态

1.画面中组态按钮的作用有两个

①控制按钮。在触摸屏上组态的按钮与接在PLC输入端物理按钮的功能相同，主要是用来给PLC提供开关量输入信号，通过PLC的用户程序来控制生产过程。画面中的按钮元件不能与S7系列PLC的数字量（开关量）输入（如I0.0）连接，应与存储器位（如M0.0）连接。

触摸屏画面上的按钮或操作开关可以为PLC提供指令信号，如控制电动机的启动和停止。但是这些信号只能通过PLC的辅助继电器M实现，不能送给PLC的输入继电器I，因为后者的ON/OFF状态唯一地取决于PLC输入端子上外接输入电路的通、断状态，故不能用触摸屏上的按钮或开关来改变。

② 作为画面切换按钮。使用触摸屏对生产线进行监控时，往往需要多幅画面，画面之间的切换就是通过按钮来实现的。

2.控制按钮的生成与组态

（1）控制按钮的生成

单击工具箱中的“简单对象”组，出现常见的画面元件的图标。单击其中的“按钮”图标并按住不放，将其拖曳到画面的指定位置，如图1-37（a）所示。

（2）控制按钮属性的设置

① 按钮常规属性组态：选中某个按钮后，在工作区下方的属性视图中，选中左侧树形结构中的“常规”，在右侧的对话框中选择按钮模式为“文本”。在“文本”域的单选按钮中，选中“文本”项，设置为“启动”如图1-37（b）所示。

② 按钮属性的组态：选中属性视图左侧窗口的“属性”类中的“外观”项，“外观”左侧的正方形图标变为指向右侧的箭头。在右侧的对话框中，将按钮的“背景色”修改为浅灰色，“焦点颜色”用来设置表示焦点虚线框的属性，一般采用默认的设置，如图1-38（a）所示。

选中属性视图“属性”类中的“布局”项，如图1-38（b）所示，如果选中“自动调整大小”复选框，则系统将根据按钮上的文本字数和字体大小自动调整按钮的大小。一般在工作区画面上可直接用鼠标设置画面元件的位置和大小，这样比在“布局”对话框中修改参数更为直观。

可以用“文本格式”对话框定义包含静态文本或动态文本的画面对象中的文本外观，如可以选择字的样式和大小，或者设置下划线等附加效果。有的HMI设备不能使用某些字体和样式。“样式”（粗体、斜体等）和效果（删除线、下画线）等文本格式将用于画面对象中的所有文本，如可以用粗体格式显示整个标题，但是不能以粗体格式显示标题中的部分字符或单词，如图1-38（c）所示。

选中“属性”类的“其它”子类，可以修改按钮的名称，设置对象所在的“层”，一般使用默认的第0层。

（3）控制按钮功能的设置

选中文本为“启动”的按钮，单击属性视图的“事件”项，如图1-39（a）所示，再单击“〈无函数〉”一行右侧的下拉箭头“▼”，在弹出的系统函数列表中，如图1-39（b）所示，选择“编辑位”中的Set Bit（置位），进入如图1-39（c）所示画面。

在如图1-39（c）所示中，表的第2行会出现两个分列，分别显示“变量（InOut）”和“〈无函数〉”。双击“〈无函数〉”栏的右侧（在单击之前它是隐藏的），激活下拉箭头“▼”，在下拉菜单中，会出现变量表，进入如图1-39（d）所示画面，单击“新建”按钮，进入如图1-39（e）所示画面。

在如图1-39（e）所示中，变量名称设为“启动”，PLC设为“连接＿1”，数据类型设为Bool，单击“属性”项，进入如图1-39（f）所示画面。

在如图1-39（f）所示中，变量“范围”设为M，M为“0”，Bit为“0”，再单击“确定”按钮，进入如图1-40所示画面。

（4）保存

单击工具栏的保存图标，保存变量组态。

3.画面切换按钮的生成与组态

（1）画面切换按钮的生成与属性的设置

画面切换按钮的生成与属性的设置与控制按钮的生成与属性的设置相同，此处不再赘述。

（2）画面切换按钮功能的设置

画面切换按钮功能的设置可根据实际需要设置，若设置为Activate Screen，则切换画面。

选中文本为“手动运行”的按钮（参见图1-37，只是在文本中输入“手动运行”），单击属性视图的“事件”项，如图1-41（a）所示，再单击“〈无函数〉”一行右侧的下拉箭头“▼”，弹出系统函数列表，如图1-41（b）所示，选择“画面”→ActivateScreen（切换画面）选项，进入如图1-41（c）所示画面。

在如图1-41（c）所示中，表的第2行会出现两个分列，分别显示“画面名”和“〈无值〉”。双击“无值”栏的右侧（在单击之前它是隐藏的），激活下拉箭头“▼”，在下拉菜单中，会出现已经组态好的应用画面，如图1-41（d）所示，选择其中一幅，如“手动操作画面”选项，单击该选项，则得到如图1-41（e）所示画面。至此该按钮功能设置完毕。运行时，若单击此按钮，将从当前画面，则“初始画面”切换至“手动操作画面”。

（3）保存

单击工具栏的保存图标，保存变量组态。

1.3.5 指示灯的生成与组态

在工具箱内没有用于显示位变量ON/OFF状态的指示灯对象，可以使用对象库中的指示灯来进行指示灯的生成与组态。

1.打开“库”文件

选中工具箱中的“库”文件夹，如图1-42（a）所示，用鼠标右键单击库工作区中的空白处，在弹出的快捷菜单中执行菜单命令“库”→“打开”。在出现的对话框中，如图1-42（b）所示，单击“系统库”打开文件夹，如图1-42（c）所示，选择“Button＿and＿switches.wlf”项，单击“打开”项，进入如图1-42（d）所示的画面，单击“Button＿and＿switches”左面的“+”号，弹出下拉菜单，如图1-43（a）所示。

2.指示灯的组态

如图1-43（a）所示，单击Button＿and＿switches左面的“+”号，由于TP170A是单色触摸屏，因此双击该库中的文件夹Monochrom（单色）\Indicator＿switches（指示灯/开关），将其中的圆形指示灯图标拖曳到画面工作区。

选中画面中的指示灯后，画面下方是指示灯的属性视图。属性视图左侧有一个树形结构，可以用它来选择各种属性类别。其中的“常规”选项用来设置最重要的属性；“属性”选项常用于静态设置，如文本的字体和大小、对象的位置和访问授权等；“动画”选项用于对象外观或位置的动态设置，用变量接口来实现；“事件”选项用于设置在特定的事件发生时执行的系统函数。双击画面编辑器中的对象，可以打开或关闭它的属性视图。

在属性视图的“常规”对话框中，设置对象的格式为“通过图形切换”。单击“变量”选择框右侧的“▼”，将自动打开变量对象列表，如图1-43（b）所示。

单击对象列表中的“新建”按钮，打开新对象的属性视图，如图1-43（c）所示，设置好新对象的参数Q0.1后，单击“确定”按钮，如图1-43（d）所示，创建一个新的对象，如图1-44（a）所示。

图1-44（a）下面属性视图的“常规”对话框中，默认出现“通过图形切换”格式。“打开状态图形”为Signall＿on1，“关闭状态图形”为Signall＿off1。通过“打开状态图形”和“关闭状态图形”操作框右侧的下拉箭头“▼”，可以看到这两种状态下的图形，如图1-44（b）、（c）所示，单击“设置”按钮，关闭图形列表。两个图形Signall＿onl和Signall＿offl用来表示指示灯的点亮（对应的变量为1状态）和熄灭（对应的变量为0状态）状态。图形Signall＿onl的中间部分为深色，图形Signall＿offl的中间部分为浅色。一般习惯用浅色表示指示灯点亮。

3.保存

单击工具栏的保存图标，保存变量组态。

1.3.6 开关的生成与组态

开关也是一种数字量（Bool）操作元件。与按钮不同的是，开关可以保持操作后的状态，不能自动复位。

1.通过文本切换开关的生成与组态

选择工具栏中“简单对象”组中的开关图标，然后用鼠标将开关图标拖曳到画面的指定位置，如图1-45（a）所示，生成开关元件，模认状态为“通过文本切换”。在“属性”视图的“常规”对话框中，可以对开关的显示状态和操作变量进行设置，设置“‘打开’状态文本”为“停机”、“‘关闭’状态文本”为“启动”。单击“变量”右边的下拉箭头“▼”，弹出变量列表，单击“新建”按钮，进入变量设置画面，如图1-45（b）所示。

在如图1-45（b）所示中，“名称”设为“位变量2”，“PLC”设为“连接＿1”，“数据类型”设为“Bool”，再单击“属性”选项，弹出如图1-45（c）所示的变量地址设置的画面。

在如图1-45（c）所示中，设置变量的“范围”为M，M为“0”，Bit为“0”，再单击“确认”按钮，弹出如图1-46所示的组态完成后的开关。

另外，在属性视图中，通过“外观”、“布局”、“文本格式”等选项，可以设置文本的字体、大小、颜色、背景颜色、填充式样、边框的有无和颜色、垂直放置或水平放置、水平和垂直方向居中或偏向某一方等。

2.通过图形切换开关的生成与组态

单击“图形”选项，如图1-47（a）所示，单击“WinCC flexible图像文件夹”左边的“+”号，选择Symbol Factory Graphics文件，弹出下拉菜单；再单击Symbol Factory Ture Color左边的“+”号，弹出下拉菜单，如图1-47（b）所示。

在如图1-47（b）所示中，单击“3-D Pushbuttons Etc”项，弹出开关的图形符号，将选中的开关拖曳到画面的指定位置。

另外，在属性视图中，通过“外观”、“布局”等选项，如图1-48所示，可以设置背景颜色、填充式样、边框的有无和颜色、垂直放置或水平放置、水平和垂直方向居中或偏向某一方等。

3.保存

单击工具栏的保存图标，保存变量组态。

1.3.7 各元件的生成与组态

画面各元件的生成与组态见表1-5和表1-6。

1.3.8 编译与一致性检查

组态完触摸屏画面后进行编译，执行菜单命令“项目”→“编译器”→“一致性检查”，如图1-49所示。“一致性检查”的结果如图1-50所示。