深度學習觸摸屏應用技術（簡體書）

目前，世界各主要工業化國家都在深化互聯網與工業、服務業的融合發展。美國提出了偏重軟件的“工業互聯網”計劃，德國頒布了偏重硬件的“工業4.0”計劃，中國則制定了《中國製造2025》頂層設計發展規劃及11個實施行動指南等配套文件，並全面轉入實施階段。各國工業發展規劃殊途同歸，都指向了製造業互聯網化和智能化。智能化中的一個非常重要的環節就是人機交互，人機交互的方法屈指可數：鼠標交互、觸摸交互、語音交互等。在各種各樣的實際應用環境中，觸摸屏設備和應用技術當是佼佼者。
隨著計算機技術、工業互聯網技術和半導體顯示技術的蓬勃發展，各種品牌的觸摸屏、控制面板等人機交互設備以創新的設計、豐富的功能和宜人、安全、可靠、通用的應用體驗，融合並突出工業互聯網技術的應用，不斷推陳出新，競相爭奇斗艷。
西門子公司是全球知名的工業自動化技術和產品的供應商，執全集成自動化技術之牛耳，以卓越的技術底蘊和質量引領最新技術潮流，旗下各種款式的觸摸屏、控制面板（西門子公司定義並統稱為HMI設備）在中國礦山、交通、醫院、建築等領域獲得廣泛應用。其推出的精簡/精智系列（Basic/Comfort）觸摸屏，連同新型S7-1200/1500 PLC，在博途自動化工程軟件（TIA Portal）中集成，可以方便、高效、快捷地組態設計構建自動化、智能化控制系統，去完成中小型機電設備、大中型成套機械設備的工藝控制任務。
除此之外，HMI和PLC也是MES製造信息管理執行系統的骨幹設備，是工業製造技術與互聯網技術融合的節點，不僅應用於過程控制、運動控制等，也可以給企業管理創新提供強力支持。現在，很多企業，特別是中小型製造企業的生產過程，與MES系統的要求還有不小的距離，如果能因地制宜地利用HMI和PLC的智能化、可編程性深入挖掘，對生產和管理系統進行改造升級，對於提升企業綜合管理水平將大有裨益。
我們於2017年編寫出版了《觸摸屏應用技術從入門到精通》一書（ISBN：978-7-122-29321-3）。該書受到了讀者朋友的廣泛認可，至今已印刷7次。考慮到該書主要針對的是入門級的讀者，加之這幾年間觸摸屏的應用技術也有了一些新的發展，為了幫助廣大讀者更加深入地學習和使用觸摸屏及其與PLC的集成應用，我們又組織一線工程師編寫了這本書。本書面向實際項目應用，采用通俗易懂的語言、大量的圖表和操作案例，循序漸進，系統詳細地講解了運用博途自動化系統設計軟件編輯組態精簡/精智系列工控觸摸屏的思路、技巧與具體的操作步驟，以及西門子觸摸屏與S7-1200/1500 PLC控制器集成應用的相關知識。
本書由章祥煒、岳媛、浩天編著，昊迪、岳菲凡、高寧、孫寧、羅平、廖世宏等人也為本書的編寫做了大量資料整理等工作。另外，還要感謝西門子公司的技術人員和技術論壇版主、“大俠”們的指導和幫助，也感謝章文對組稿過程的悉心指導。
由於知識水平和經驗有限，書中難免有疏漏之處，敬請讀者朋友批評指正。。

編著者

第一章觸摸屏監控畫面/ 001
第一節精簡屏和精智屏的畫面物件/ 002
第二節精簡屏監控畫面的組態編輯/ 003
一、精簡屏監控畫面/ 003
二、監控畫面中圖形素材的製作/ 004
三、監控畫面的組態編輯/ 006
四、監控畫面連接的變量和動畫的組態/ 010
五、監控畫面的仿真/ 013
第三節精智屏元素類畫面物件的組態應用/ 014
一、為“時鐘”配置圖形/ 014
二、用“符號庫”作為圖形標簽編制工藝流程圖、原理圖、連線圖等/ 015
三、“符號I/O域”的應用（選擇輸入/顯示報警或提示信息）/ 017
四、“文本域”中實時顯示變量值/ 019
五、“滑塊”和“量表”的應用/ 020
六、“監控畫面”的仿真測試/ 022
拓展練習/ 022

第二章Portal的語言管理和應用/ 024
第一節博圖組態軟件的語言和設置/ 025
一、用戶界面語言/ 025
二、項目語言/ 025
三、博圖組態軟件的“語言和資源”編輯器組合/ 027
第二節多語言項目編輯實例（兩種語言）/ 031
一、在運行系統中的顯示畫面和操作/ 031
二、多語言項目的編輯組態/ 031
拓展練習/ 035

第三章變量和變量表/ 038
第一節HMI和PLC系統中的變量及數據類型/ 039
一、變量和數據/ 039
二、常用數制及數制的運算/ 039
三、PLC項目程序中的符號訪問和絕對訪問/ 043
四、變量的數據類型/ 044
第二節HMI和PLC的組網和連接/ 049
一、集成連接/ 049
二、非集成連接/ 051
第三節HMI變量表及常規屬性/ 052
第四節HMI變量的其他屬性及用法/ 055
一、設定限制變量的值域“範圍”/ 055
二、PLC變量與HMI變量的線性轉換/ 056
三、HMI變量的地址指針尋址——多路復用指向PLC的多個變量/ 056
四、HMI變量指針化/ 062
第五節HMI變量的事件/ 064

第四章由“動畫”屬性編輯畫面基本動畫/ 065
第一節簡介/ 066
一、觸摸屏畫面中的動畫/ 066
二、博途中WinCC的動態化/ 066
第二節動畫類型之一：畫面物件屬性的變量連接/ 067
第三節動畫類型之二：畫面物件外觀的各種變化顯示/ 069
一、外觀（物件的外觀顏色變化和閃爍）/ 069
二、控制使能（啟用物件動態化）/ 070
三、可見性（不同條件下物件可見或不可見）/ 071
第四節動畫類型之三：畫面物件的移動/ 075
一、水平移動和垂直移動示例/ 075
二、對角線移動示例/ 077
第五節畫面物件組的移動/ 078
一、什麼是畫面物件組/ 078
二、物件組的編輯組態/ 079
三、物件組動畫示例及編輯組態/ 080

第五章觸摸屏和PLC集成系統中的配方及配方視圖/ 082
第一節配方簡介/ 083
一、觸摸屏設備中的配方/ 083
二、觸摸屏設備中的配方應用和管理/ 083
第二節HMI配方視圖與PLC的集成應用示例/ 083
一、生產工藝配方背景/ 083
二、HMI設備“配方視圖”與PLC的集成組態/ 084

第六章觸摸屏和PLC集成應用區域指針交換數據/ 092
第一節區域指針介紹/ 093
第二節“協調”區域指針/ 094
一、概述/ 094
二、組態和仿真/ 095
第三節“畫面號”區域指針/ 096
一、概述/ 096
二、組態和仿真/ 097
第四節“項目ID”區域指針/ 099
一、概述/ 099
二、組態和仿真/ 099
第五節“作業信箱”區域指針/ 101
一、概述/ 101
二、組態和仿真/ 103
第六節“日期時間”區域指針/ 107
一、概述/ 107
二、組態和仿真/ 107
第七節“數據記錄”區域指針/ 111
一、概述/ 111
二、組態和仿真/ 112

第七章HMI、PLC集成系統中日期和時間的應用/ 117
第一節觸摸屏、PLC的時鐘/ 118
一、觸摸屏的時鐘及操作/ 118
二、PLC（CPU模塊）的時鐘及操作/ 119
第二節PLC項目程序中讀/寫PLC時鐘時間/ 121
第三節地區標準時間（time zone）的應用/ 123
第四節HMI和PLC的時間同步/ 126
一、概述/ 126
二、S7-300/400 PLC在集成控制系統中的日期時間同步操作/ 126
三、S7-1200/1500 PLC在集成控制系統中的日期時間同步操作/ 127
第五節集成系統日期時間同步示例一（HMI為主時鐘部件）/ 127
第六節集成系統日期時間同步示例二（PLC為主時鐘部件）/ 137
第七節HMI顯示PLC工藝任務執行的起止時間/ 148
一、“時間管理”工具概述/ 148
二、HMI+PLC集成系統記錄顯示工藝任務的起止時間/ 149
拓展練習/ 154

第八章PLC和觸摸屏的數據記錄/ 155
第一節數據記錄概述/ 156
一、概述/ 156
二、數據記錄的獲取和輸出/ 157
三、數據記錄的準確性/ 160
第二節PLC基本指令實現數據記錄/ 162
一、使用“PLC數據類型”組建數據記錄/ 162
二、PLC基本指令編制數據記錄程序/ 163
三、HMI數據記錄畫面的組態/ 171
四、數據記錄功能嵌入HMI+PLC集成項目中/ 174
第三節PLC專有指令實現數據記錄/ 174
一、PLC數據記錄專有指令和數據記錄文件/ 174
二、數據記錄的輸出/ 179
第四節HMI設備的數據記錄功能/ 180
一、輸出到U盤示例畫面的編輯和操作/ 180
二、HMI“歷史數據”編輯器創建數據記錄文件/ 180
三、HMI數據記錄的系統函數及編輯組態/ 181
四、其他HMI畫面物件的編輯組態/ 183
拓展練習/ 184

第九章HMI畫面圖形和動畫的繪製組態/ 185
第一節簡約高效的矢量圖製作工具——Visio/ 186
第二節監控儀表的繪製/ 188
一、概述/ 188
二、儀表底板的繪製/ 189
三、刻度線/ 190
四、示值警示區/ 192
五、繪製指針/ 192
六、圖形合成/ 193
第三節皮帶傳動圖片繪製及HMI動畫組態/ 194
一、圖形素材繪製/ 194
二、動畫幀製作/ 197
三、HMI設備中組態/ 197
第四節管道中流體的HMI動畫組態/ 200
一、概述/ 200
二、圖形素材繪製/ 201
三、HMI設備中組態/ 203
第五節輸送帶及動畫組態/ 207
一、概述/ 207
二、Visio 2013簡述/ 207
三、圖形素材繪製/ 208
四、動畫幀素材的製作/ 210
五、HMI設備中組態/ 211
拓展練習/ 212