CN111596607A - 一种可配置文本和操作命令的上位机通用hmi界面设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可配置文本和操作命令的上位机通用HMI界面设计方法，该方法涉及的通用HMI包括三个区域，设备名称显示区、设备切换区、设备操作按钮区。上位机软件激活后，切换设备命令触发HMI加载对应设备的Excel工作表的信息，HMI程序内部变量存储值即被自动更新，HMI对象文本、操作按钮对应的命令就切换至该设备具有的信息，HMI本身不需要做任何更改。本发明根据设备及控制需求的不同，只需要更新、加载设备Excel工作表的内容，不需要任何额外的编程，显著提高了软件开发效率。

Description

一种可配置文本和操作命令的上位机通用HMI界面设计方法
技术领域
本发明属于工业设备上位机软件开发技术领域，涉及一种可配置文本和 操作命令的上位机通用HMI界面设计方法。
背景技术
带触控功能的工业一体机(简称IPC)因其高性能的CPU处理器，稳固 的结构，在工业设备操作现场，往往作为操作命令下发、监测设备状态信息 的操作和显示终端。为了满足这个功能要求，就需要为工业设备开发简洁、 操作性好、通用性强的人机交换界面(HMI)。
工业自动化领域的HMI软件，比如Wincc组态软件，一般既可以显示 设置的状态信息，也可以向设备发送操作命令。通常的做法是：一种设备， 开发一套专属的HMI界面，这个HMI界面的每个操作对象，比如按钮对象， 它显示唯一的操作功能文本，并且它触发的操作命令是唯一、固化的。这种 做法的好处之一是灵活，程序代码量小，但带来了如下问题：工业现场存在 很多标准化、通用化的工业设备，使用这种做法，导致更换设备、或者设备 某些控制需求发生变化时，需要多次修改上位机程序，带来了重复、耗时的 劳动，延长了开发周期。
申请号为201910511089.0，名称为《一种基于PLC的上位机通用UI设 计方法》的技术方案涉及的通用UI只是解决了通用UI文本显示的问题，并 不能实现重复配置操作命令的功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可配置文本和操作命令的上位机通用HMI 界面设计方法。解决了传统HMI操作对象的文本和操作命令单一、固化， 通用性不高，或者因设备某些控制需求发生变化，造成多次修改上位机程序 的问题，提高了上位机界面的通用性。
本发明所采用的技术方案是：一种可配置文本和操作命令的上位机通用 HMI界面设计方法，具体操作如下：
该方法涉及的通用HMI包括三个区域，设备名称显示区、设备切换区、 设备操作按钮区；上位机软件激活后，切换设备命令触发HMI加载对应设 备的Excel工作表的信息，HMI程序内部变量存储值即被自动更新，HMI 设备名称、操作按钮显示文本、操作按钮对应的命令就切换至该设备具有的 信息。
本发明的特点还在于，
设备名称显示区包含一个静态文本对象，用来显示当前操作的设备名称； 设备切换区包括三个设备切换按钮，用来显示可以切换的设备范围；设备操 作按钮区包含4行3列，十二个按钮，用来显示当前选择设备的操作功能文 本和触发功能命令。
通用HMI对每个对象进行标记，具体方法是，设备切换区的三个设备 切换按钮分别标记为设备名称1～设备名称3；设备操作按钮区的12个按钮 分别标记为对象1～对象12。
多个设备的信息在一个Excel的不同工作表中，的内部变量的值均从设 备的工作表中读取。
Excel工作表根据设备功能规划分为5列，第1～5列的列标题分别为“行 号”、“设备名称”、“按钮对象”、“操作按钮功能文本”、“操作按钮对应的功 能命令”。
设备的控制功能文本发生变化时，只需要修改设备工作表中“操作按钮 功能文本”；设备的操作命令名称发生变化时，只需要修改设备工作表中“操 作按钮对应的功能命令”。
单击设备切换按钮作为HMI加载不同设备Excel工作表的触发条件。
HMI开发软件为wincc组态软件。
本发明的有益效果是：
相比于传统的HMI软件设计方法，本发明的一种可配置文本和操作命 令的上位机通用HMI界面设计方法，当设备的控制需求，比如操作文本、 操作命令发生变化时，将修改上位机HMI界面的内部程序的工作，转移到 更新Excel设备工作表的内容。不需要任何额外的编程，就能实现基于同一 种HMI界面的文本更新和操作命令的更新，这种做法的通用性和效率，显 然要比传统做法要高。
附图说明
图1是本发明通用HMI界面更新对象显示文本和操作命令的原理图；
图2是本发明一种可配置文本和操作命令的上位机通用HMI界面设计 方法的通用HMI界面。
图3是本发明以“绞车”为例的HMI界面运行效果图。
图中，1.设备名称显示区，2.设备切换区，3.设备操作按钮区。
具体实施方式
下面结合附图1～附图3以及具体实施方式对本发明进行详细说明。
1.HMI界面的划分、画面设计及功能
本发明的一种可配置文本和操作命令的上位机通用HMI界面设计方法， 所涉及的HMI界面如图2所示，其中，
该方法涉及的通用HMI包括三个区域，设备名称显示区1、设备切换区 2、设备操作按钮区3；设备名称显示区1包含一个静态文本对象，用来显示 当前操作的设备名称；设备切换区2包括三个设备切换按钮，用来显示可以 切换的设备范围；设备操作按钮区3包含4行3列，十二个按钮，用来显示 当前选择设备的操作功能文本和触发功能命令；软件运行后，单击对应按钮 可以切换至该操作设备模式。
上位机软件激活后，切换设备命令触发HMI加载对应设备的Excel工 作表的信息，HMI程序内部变量存储值即被自动更新，HMI设备名称、操 作按钮显示文本、操作按钮对应的命令就切换至该设备具有的信息。(如图1 所示)
通用HMI对每个对象进行标记，具体方法是，设备切换区2的三个设 备切换按钮分别标记为设备名称1～设备名称3；设备操作按钮区3的12个 按钮分别标记为对象1～对象12。
多个设备的信息在一个Excel的不同工作表中，的内部变量的值均从设 备的工作表中读取。
Excel工作表根据设备功能规划分为5列，第1～5列的列标题分别为“行 号”、“设备名称”、“按钮对象”、“操作按钮功能文本”、“操作按钮对应的功 能命令”。
设备的控制功能文本发生变化时，只需要修改设备工作表中“操作按钮 功能文本”；设备的操作命令名称发生变化时，只需要修改设备工作表中“操 作按钮对应的功能命令”。
单击设备切换按钮作为HMI加载不同设备Excel工作表的触发条件。
HMI开发软件为wincc组态软件。
2.HMI加载的Excel表格内容设计
为本发明的技术方案所设计的Excel工作表的内容如下表1所示。
表1本发明技术方案所设计的Excel工作表的内容
Figure BDA0002450811970000051
表1的具体功能阐述如下。
为每个设备在一个Excel表格中建立唯一的工作表，该工作表共包含12 行5列的内容。其中：
第1列标题名称为“行号”，内容为阿拉伯数字；
第2列标题名称为“设备名称”，中文名称表述的设备名称写在第1行。 如实施例1中表2的“泥浆泵”。
第3列标题名称为“操作按钮”，这列内容从上到下依次固化为对象1～ 对象12，即这一列不随设备名称变化。
第4列标题名称为“操作按钮显示文本”，从第1行开始，内容依次为设 备具体操作功能的中文名称。如实施例1中表2第4列的“1#泵冲归零”。
第5列标题名称为“操作按钮对应的功能命令”，从第1行开始，内容依 次为表示设备具体操作命令的英文字符。如实施例1中表2第五列的 “MP1_StrokeSetZero”.
当某个设备控制需求发生变化时，上述excel工作表只需要修改第4、5 列的内容。
3.HMI更新功能文本和操作命令的过程
本发明所采用的技术方案的整个过程如图2所示。
(1)上位机软件激活运行后，如果没有单击设备切换区的按钮对象，则 HMI不加载任何Excel内向，各按钮对象不显示文本。
(2)单击设备切换区的按钮对象
HMI接收到切换命令，上位机的内部逻辑程序被触发，开始逐列、逐行 读取为该设备设计的Excel工作表的内容。
(3)HMI将读入的上述Excel表格内容存入事先建立好的上位机程序的内 部变量中。
(4)更新HMI对象的文本
图1中标号1和标号3按钮的文本属性和内部变量连接，上位机加载 Excel内容存入内部变量，就是更新了内部变量的存储值，对应按钮的文本 也就发生了更新。
(5)更新操作命令
图1设备操作按钮区的操作按钮对象1～对象12，每个按钮均对应一个 操作命令，该操作命令的名称事先已经建立在与外部控制器通信的通道内， 单击按钮时，程序获取内部变量的值，该值恰好与上述外部控制器通信的变 量名称相同，向内部变量赋值，也就是向外部控制器发送该值的操作命令。
因此，HMI加载不同设备的excel的第5列内容，更新内部变量的值， 所发的操作命令也就跟着更新。
至此，本发明所采用的技术方案阐述完毕。列举了1个实施例。
实施例
示例设备是“绞车”，它的Excel工作表设计如表2所示。
表2绞车设备所设计的Excel表格的内容
Figure BDA0002450811970000071
“绞车”设备的Excel工作表设计完成后，需要上位机进行加载。上位机 软件激活后，根据触发条件，加载“绞车”设备的Excel表格。HMI运行效果 如图3所示。

Claims (8)

1.一种可配置文本和操作命令的上位机通用HMI界面设计方法，其特征在于：该方法涉及的通用HMI包括三个区域，设备名称显示区(1)、设备切换区(2)、设备操作按钮区(3)；上位机软件激活后，切换设备命令触发HMI加载对应设备的Excel工作表的信息，HMI程序内部变量存储值即被自动更新，HMI设备名称、操作按钮显示文本、操作按钮对应的命令就切换至该设备具有的信息。
2.根据权利要求1所述的一种可配置文本和操作命令的上位机通用HMI界面设计方法，其特征在于，所述设备名称显示区(1)包含一个静态文本对象，用来显示当前操作的设备名称；所述设备切换区(2)包括三个设备切换按钮，用来显示可以切换的设备范围；所述设备操作按钮区(3)包含4行3列，十二个按钮，用来显示当前选择设备的操作功能文本和触发功能命令。
3.根据权利要求1所述的一种可配置文本和操作命令的上位机通用HMI界面设计方法，其特征在于，通用HMI对每个对象进行标记，具体方法是，设备切换区(2)的三个设备切换按钮分别标记为设备名称1～设备名称3；设备操作按钮区(3)的12个按钮分别标记为对象1～对象12。
4.根据权利要求1所述的一种可配置文本和操作命令的上位机通用HMI界面设计方法，其特征在于，多个设备的信息在一个Excel的不同工作表中，所述的内部变量的值均从设备的工作表中读取。
5.根据权利要求5所述的一种可配置文本和操作命令的上位机通用HMI界面设计方法，其特征在于，所述的Excel工作表根据设备功能规划分为5列，第1～5列的列标题分别为“行号”、“设备名称”、“按钮对象”、“操作按钮功能文本”、“操作按钮对应的功能命令”。
6.根据权利要求1所述的一种可配置文本和操作命令的上位机通用HMI界面设计方法，其特征在于，设备的控制功能文本发生变化时，只需要修改设备工作表中“操作按钮功能文本”；设备的操作命令名称发生变化时，只需要修改设备工作表中“操作按钮对应的功能命令”。
7.根据权利要求1所述的一种可配置文本和操作命令的上位机通用HMI界面设计方法，其特征在于，单击设备切换按钮作为HMI加载不同设备Excel工作表的触发条件。
8.根据权利要求1所述的一种可配置文本和操作命令的上位机通用HMI界面设计方法，其特征在于，HMI开发软件为wincc组态软件。
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