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HMI与西门子/三菱PLC组态教程

日期:01-17  点击:  属于:电气论道

HMI与西门子/三菱PLC组态教程

HMI与西门子/三菱PLC组态教程(基础功能)

一、市场主流10个HMI品牌

排名品牌产地核心优势组态软件
1西门子(Siemens)德国高端市场、稳定性强TIA Portal
2威纶通(Weinview)中国台湾性价比高、国内中低端市场第一EasyBuilder Pro
3昆仑通态(MCGS)中国国产领军、架构清晰MCGS嵌入版
4普洛菲斯(Proface)日本专业HMI、工业级稳定性GP-Pro EX
5三菱电机(Mitsubishi)日本与三菱PLC兼容性最佳GT Designer3/GT Works3
6罗克韦尔(Rockwell)美国高端自动化解决方案FactoryTalk View ME
7欧姆龙(Omron)日本小型自动化领域优势明显NB-Designer
8步科(Kinco)中国高性价比、适配性强Kinco HMIware
9信捷(Xinje)中国PLC+HMI一体化优势TG-Designer
10台达(Delta)中国台湾全系列自动化产品DOPSoft

二、通用组态流程(所有品牌适用)

  1. 硬件连接:以太网(同网段网线)或串口(RS232/485,参数匹配),确保供电/接地稳定

  2. 软件准备:安装HMI组态软件+PLC编程软件,匹配驱动/固件版本

  3. 通信配置:双方协议一致(Profinet/Modbus/MC协议),IP/串口参数匹配

  4. 变量映射:建立HMI变量与PLC软元件(I/Q/M/DB/D等)的对应关系,定义类型(位/整数/浮点)

  5. 画面设计:添加按钮/指示灯/数值框,绑定变量并设置属性

  6. 下载运行:下载程序到HMI/PLC,测试通信和功能

三、西门子HMI(TP/MP/精智系列)详细组态教程

组态软件:TIA Portal V17/V18

1. 与西门子S7-1200/1500 PLC组态(Profinet协议)

(1)新建项目与设备添加
  • 打开TIA Portal,新建「设备与网络」项目

  • 在硬件目录中添加PLC(如S7-1200 CPU 1214C)和HMI(如TP700 Comfort)

  • 拖拽PLC和HMI到网络视图,自动建立Profinet连接

(2)通信参数配置
  • PLC侧:设置IP(如192.168.0.10)、子网掩码255.255.255.0,设备名称保持默认

  • HMI侧:自动继承PLC网段,设置IP(如192.168.0.11),连接名称默认「Connection_1」

  • PLC侧取消DB块「优化的块访问」:右键DB块 → 属性 → 取消「优化的块访问」勾选

(3)变量映射(HMI变量表)
HMI变量名PLC地址数据类型访问权限用途
Start_ButtonDB1.DBX0.0Bool读写启动按钮
Stop_ButtonDB1.DBX0.1Bool读写停止按钮
Run_StatusQ0.0Bool只读运行指示灯
Temp_ValueDB1.DBW2Int只读温度显示
Set_TempDB1.DBW4Int读写温度设定
(4)画面设计
  • 新建画面「主画面」,分辨率匹配HMI型号(如800×480)

  • 启动按钮:拖拽「按钮」元件 → 事件 → 按下 → 置位「Start_Button」=1;松开 → 复位=0

  • 停止按钮:拖拽「按钮」元件 → 事件 → 按下 → 置位「Stop_Button」=1;松开 → 复位=0

  • 运行指示灯:拖拽「指示灯」元件 → 关联「Run_Status」→ ON绿色(#2ecc71),OFF红色(#e74c3c)

  • 温度显示:拖拽「IO域」→ 关联「Temp_Value」→ 格式「当前温度:### ℃」,只读

  • 温度设定:拖拽「IO域」→ 关联「Set_Temp」→ 格式「设定温度:### ℃」,读写,范围0-100

(5)下载与测试
  1. 编译项目:点击「编译」→ 检查无错误后,下载PLC程序到S7-1200

  2. 下载HMI组态:连接HMI与电脑(网线/USB),点击「下载到设备」→ 选择HMI IP → 确认下载

  3. 测试:按下启动按钮,Q0.0输出ON;按下停止按钮,Q0.0输出OFF;设定温度可写入DB1.DBW4

2. 与三菱FX5U PLC组态(Modbus TCP协议)

(1)通信参数配置
  • PLC侧(GX Works3):启用Modbus TCP服务器 → 端口502 → 设置IP(192.168.0.20)

  • HMI侧(TIA Portal):

    • 新建连接 → 选择「Modbus TCP/IP」→ 连接名称「Mitsubishi_FX5U」

    • 设置PLC IP:192.168.0.20,端口502,HMI IP:192.168.0.21

(2)变量映射(Modbus地址对应)
HMI变量名Modbus地址三菱软元件类型用途
FX_Start40001D100Bool启动按钮(位)
FX_Stop40002D101Bool停止按钮(位)
FX_Run40003Y0Bool运行状态
FX_Temp40004D102Int温度数值
(3)画面设计与测试
  • 按钮/指示灯配置同西门子PLC(绑定Modbus地址变量)

  • 下载HMI组态后,测试通信:确保三菱PLC Modbus服务器已启用,无防火墙拦截

  • 常见问题:若通信失败,检查FX5U的Modbus TCP授权(部分型号需激活)

四、威纶通HMI(TK/MT系列)详细组态教程

组态软件:EasyBuilder Pro(V6.08)

1. 与西门子S7-1200 PLC组态(以太网)

(1)新建项目与设备添加
  • 打开EasyBuilder Pro → 新建项目 → 选择型号(如TK6071IP)→ 确认

  • 左侧「设备管理」→ 新增 → 西门子 → S7-1200 → 以太网

(2)通信参数配置
  • PLC IP:192.168.0.10,HMI IP:192.168.0.11(同网段)

  • 通信超时:默认3000ms,重试次数3次

  • 驱动版本:选择「S7-1200 V4.0+」(匹配PLC固件版本)

(3)变量库配置
  • 左侧「变量」→ 新增变量,示例:

    • 变量名:Start,地址:M0.0,类型:位,设备:S7-1200

    • 变量名:Count,地址:DB1.DBW0,类型:整数,设备:S7-1200

  • 批量导入:支持Excel导入变量表(工具 → 变量导入/导出)

(4)画面设计核心步骤
// 1. 启动按钮配置 元件库 → 位开关 → 选择「一般开关」→ 拖拽到画面 属性 → 操作设置 → 关联变量「Start」→ 开关类型「点动」(按下=1,松开=0) 外观 → 设置按钮文字「启动」,颜色:按下绿色,弹起灰色 // 2. 计数显示配置 元件库 → 数值显示 → 拖拽到画面 属性 → 显示设置 → 关联变量「Count」→ 格式「当前计数:###」 字体大小:14,颜色:黑色
(5)下载与测试
  • 下载方式:USB下载(推荐)→ 工具 → 下载 → 选择USB → 确认

  • 以太网下载:设置HMI IP后,工具 → 下载 → 以太网 → 输入HMI IP → 下载

  • 测试:按下启动按钮,PLC M0.0置1,Q0.0输出ON,计数器递增

2. 与三菱FX5U PLC组态(SLMP协议)

(1)通信参数配置
  • 设备管理 → 新增 → 三菱 → FX5U → 以太网 → SLMP协议

  • PLC IP:192.168.0.20,端口3000,HMI IP:192.168.0.21

  • 三菱PLC侧:GX Works3中启用SLMP(UDP)→ 端口3000

(2)变量映射与画面设计
HMI变量名PLC地址类型元件类型
FX_StartM100位开关(点动)
FX_StopM101位开关(点动)
FX_TempD100整数数值显示/输入
(3)常见优化设置
  • 画面刷新频率:系统参数 → 一般设置 → 数据更新周期500ms(平衡流畅度与性能)

  • 离线模拟:工具 → 离线模拟 → 测试画面逻辑(无需连接硬件)

五、昆仑通态HMI(TPC系列)详细组态教程

组态软件:MCGS嵌入版(V7.7)

1. 与西门子S7-200 SMART PLC组态(PPI/以太网)

(1)新建工程与设备组态
  • 打开MCGS嵌入版 → 新建工程 → 选择型号(如TPC7062Ti)

  • 工作台 → 设备窗口 → 设备组态 → 新增设备 → 西门子 → S7-200 SMART → 以太网

(2)通信参数配置
  • 双击「S7-200 SMART」设备 → 设置IP(192.168.0.10)→ 确认

  • 串口配置(若用PPI):波特率9600,数据位8,停止位1,偶校验,站号2

(3)变量组态(数据词典)
  • 工作台 → 实时数据库 → 新增变量:

    • 变量名:Start,类型:开关型,连接设备:S7-200 SMART,寄存器:M0.0,读写属性:读写

    • 变量名:Temp,类型:数值型,连接设备:S7-200 SMART,寄存器:VW100,读写属性:只读

(4)画面制作
  • 工作台 → 用户窗口 → 新建窗口 → 进入组态

  • 启动按钮:绘图 → 标准按钮 → 双击 → 事件 → 按下:Start=1;松开:Start=0

  • 温度显示:绘图 → 标签 → 双击 → 显示输出 → 表达式:Temp → 格式「温度:###℃」

(5)下载与运行
  • 下载工程:工具 → 下载配置 → 选择下载方式(USB/以太网)→ 下载

  • 运行工程:HMI上电后,自动加载工程,测试变量读写是否正常

2. 与三菱FX系列PLC组态(RS485)

(1)设备与通信配置
  • 设备窗口 → 新增设备 → 三菱 → FX系列 → FX-485BD

  • 通信参数:波特率9600,数据位8,停止位1,无校验,站号1

(2)变量映射
MCGS变量名三菱寄存器类型读写属性
FX_StartM100开关型读写
FX_StopM101开关型读写
FX_ValueD100数值型只读
(3)常见问题
  • 通信失败:检查485接线(A-A,B-B),FX PLC的485BD模块是否正常

  • 变量读写异常:确认寄存器类型(如D寄存器为16位,需匹配MCGS变量类型)

六、三菱HMI(GT/GOT系列)详细组态教程

组态软件:GT Designer3(V1.180L)

1. 与三菱FX5U PLC组态(以太网)

(1)新建项目与连接设置
  • 打开GT Designer3 → 新建 → 选择GOT型号(如GT2710)→ 确认

  • 菜单栏 → 编辑 → 连接机器设置 → 新增 → 三菱电机 → FX5U → 以太网

(2)通信参数配置
  • PLC IP:192.168.0.20,端口3000(UDP),HMI IP:192.168.0.21

  • 通信超时:5000ms,重试次数:2次

  • PLC侧(GX Works3):启用SLMP协议 → 参数 → 以太网 → SLMP设置 → 允许访问

(3)数据链接(变量映射)
  • 菜单栏 → 数据 → 数据链接表 → 新增:

    • 链接地址:M100(启动按钮),数据类型:位,读写:W

    • 链接地址:Y0(运行状态),数据类型:位,读写:R

    • 链接地址:D100(温度值),数据类型:字,读写:R

    • 链接地址:D102(设定值),数据类型:字,读写:W

(4)画面设计
// 1. 启动按钮配置 元件库 → 按钮 → 通用按钮 → 拖拽到画面 属性 → 动作设置 → 位操作 → 置位 M100(按下),复位 M100(松开) 外观 → 文字「启动」,颜色:橙色 // 2. 温度显示配置 元件库 → 数值显示 → 十进制显示 → 拖拽到画面 属性 → 数据链接 → 选择D100 → 格式「###℃」
(5)下载与测试
  • 下载GOT工程:连接HMI与电脑 → 工具 → 下载 → 选择「GOT」→ 确认

  • 测试通信:FX5U PLC上电后,GOT自动连接,画面显示「通信正常」

  • 核心优势:三菱HMI与FX5U通信延迟<100ms,兼容性100%

2. 与西门子S7-1500 PLC组态(Profinet)

(1)通信配置
  • 连接机器设置 → 新增 → 西门子 → S7-1500 → Profinet

  • PLC IP:192.168.0.10,HMI IP:192.168.0.12,设备名称匹配PLC

(2)数据链接(Profinet地址映射)
GOT链接地址西门子地址类型用途
DB1.DBX0.0DB1.DBX0.0启动按钮
DB1.DBX0.1DB1.DBX0.1停止按钮
DB1.DBW2DB1.DBW2数值显示
(3)注意事项
  • 需安装西门子Profinet驱动(GT Designer3需升级到最新版本)

  • PLC侧需将GOT添加到Profinet网络中(TIA Portal → 网络视图)

  • 通信优先级:三菱HMI优先选择MC协议/SLMP,Profinet仅用于跨品牌兼容

七、常见问题与解决方法

问题现象核心原因解决方法
通信失败IP不同网段/协议不匹配/串口接线错误1. 检查IP在同一网段;2. 确认双方协议一致;3. 核对串口接线(A/B线对应)
变量读写异常地址错误/数据类型不匹配/DB块优化1. 核对PLC与HMI地址;2. 统一数据类型(如INT16);3. 取消西门子DB块「优化访问」
画面无响应程序下载失败/固件版本不兼容1. 重新下载程序(检查连接);2. 更新HMI/PLC固件到兼容版本
数值显示乱码格式设置错误/字节序问题1. 匹配数值格式(如浮点数保留2位);2. 三菱D寄存器注意高低字节序
威纶通HMI下载失败USB驱动未安装/型号选择错误1. 安装威纶通USB驱动;2. 确认HMI型号与项目选择一致
昆仑通态变量无数据设备地址错误/通信未启动1. 核对设备寄存器地址;2. 设备窗口 → 启动通信(勾选)

八、核心总结

  1. 协议选择优先项:西门子HMI选Profinet、三菱HMI选SLMP、威纶通/昆仑通态优先Modbus/TCP,跨品牌组态优先以太网协议。

  2. 四款HMI核心差异

    • 西门子HMI:适配自家PLC最优,操作复杂但稳定性强;

    • 威纶通HMI:性价比高,驱动丰富,新手易上手;

    • 昆仑通态HMI:国产适配性强,组态逻辑贴近国内用户习惯;

    • 三菱HMI:与FX/Q系列PLC无缝兼容,通信延迟最低。

  3. 调试关键步骤:先测通信(ping通/协议匹配),再测变量读写,最后验证画面元件功能,逐步排查效率更高。


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