人機(jī)界面促互聯(lián)網(wǎng)+智能制造中的第四次工業(yè)革命
　　互聯(lián)網(wǎng)+制造”是一個(gè)巨大無比的概念，它的核心是“ 智能制造 ”。它對(duì)我們中國(guó)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)影響巨大。因?yàn)橹袊?guó)是世界上一個(gè)制造大國(guó)，“互聯(lián)網(wǎng)+制造”不僅僅影響中國(guó)的經(jīng)濟(jì)，也影響整個(gè)中國(guó)未來的發(fā)展。
　　互聯(lián)網(wǎng)+制造帶來的三大紅利領(lǐng)域中的工業(yè)4.0解決方案
　　*類，智能工廠。可分為兩小類：1、傳統(tǒng)的工廠轉(zhuǎn)型成智能工廠。2、一開始就是智能工廠。
　 　第二類，技術(shù)解決方案公司。為制造業(yè)提供智能工廠、頂層設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)型路徑圖、軟硬件一體化設(shè)施的“互聯(lián)網(wǎng)+制造”解決方案公司，總集成商。實(shí)際上中國(guó)有 400萬個(gè)傳統(tǒng)的制造業(yè)企業(yè)，在未來10年，甚至20年的時(shí)間，它們都會(huì)逐漸轉(zhuǎn)型成“互聯(lián)網(wǎng)+制造”工廠。那么，這里就面臨一個(gè)巨大的市場(chǎng)。
　　第三類， 工業(yè)4.0解決方案 為中國(guó)的制造業(yè)轉(zhuǎn)型成“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的過程當(dāng)中的九大技術(shù)供應(yīng)商，包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)機(jī)器人、3D打印、知識(shí)工作自動(dòng)化、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、虛擬現(xiàn)實(shí)和人工智能。這九大支柱中會(huì)產(chǎn)生無數(shù)的商機(jī)和上市公司。
　　互聯(lián)網(wǎng)+制造的兩大目標(biāo)：智能制造&智能工廠
　　*把互聯(lián)網(wǎng)+協(xié)同制造的核心目標(biāo)定義為智能制造，這個(gè)詞表述非常準(zhǔn)確。由智能制造再延伸到具體的工廠而言，就是智能工廠。
　 　智能制造是一個(gè)巨系統(tǒng)，所有的機(jī)器、產(chǎn)品、零部件、人員、原材料、所有的研發(fā)工具、測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)、虛擬產(chǎn)品和工廠，所有的產(chǎn)品管理、生產(chǎn)管理、運(yùn)營(yíng)管理 流程，所有的研發(fā)、生產(chǎn)、管理、銷售員工，各級(jí)供應(yīng)商以及成千上萬的客戶，都將是這一個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分。一個(gè)基于云端、管道、端到端的信息復(fù)雜的體系 正在形成，在這里面，車間的機(jī)器就像智能手機(jī)一樣，整個(gè)操作會(huì)形成一個(gè)巨大無比的巨系統(tǒng)。
　　在智能工廠，德國(guó)人希望實(shí)現(xiàn)兩個(gè)概念目標(biāo)。*個(gè)是機(jī)器生產(chǎn)機(jī)器，或者說自己生產(chǎn)自己。第二個(gè)就是無人工廠，或者是黑燈工廠，或全智能工廠，人與智能機(jī)器并存。智能工廠是現(xiàn)代工廠發(fā)展的新階段，是在數(shù)字化基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)，來加強(qiáng)信息和服務(wù)。
　　智能工廠的三大特征：
　　智能工廠的*個(gè)特征是信息基礎(chǔ)設(shè)施高度互聯(lián)，包括生產(chǎn)設(shè)備、機(jī)器人、操作人員、物料和成品。
　　第二是制造過程數(shù)據(jù)具備實(shí)時(shí)性，生產(chǎn)數(shù)據(jù)具有平穩(wěn)的節(jié)拍和到達(dá)流，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與處理也具有實(shí)時(shí)性。
　　第三是可以利用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)從事數(shù)據(jù)挖掘分析，有自學(xué)習(xí)功能，還可以改善和優(yōu)化制造工藝過程。
　　智能工廠 的發(fā)展趨勢(shì)是從柔性化到敏捷化到信息化再到智能化。
　　在未來的互聯(lián)網(wǎng)+制造時(shí)代，軟件重要還是硬件重要，這個(gè)答案非常簡(jiǎn)單：軟件決定一切，軟件定義機(jī)器。所有的工廠都是軟件企業(yè)，都是數(shù)據(jù)企業(yè);所有工業(yè)軟件在互聯(lián)網(wǎng)+制造時(shí)代，都是至關(guān)重要的。所以說軟件定義一切。
　　智能工廠人機(jī)對(duì)話-人機(jī)界面：
　　系統(tǒng)以微嵌WLT070觸摸屏作為人機(jī)界面。該觸摸屏基于Windows CE操作系統(tǒng)，具有2M用戶存儲(chǔ)器，內(nèi)部集成有RS422/485、USB和Profinet/以太網(wǎng)接口。組態(tài)后，能方便靈活地設(shè)定控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
　　為 實(shí)現(xiàn)觸摸屏與主站PLC的數(shù)據(jù)通信，需要對(duì)觸摸屏進(jìn)行組態(tài)設(shè)計(jì)。本文利用Wincc Flexible2005對(duì)觸摸屏進(jìn)行組態(tài)，觸摸屏通過變量訪問主站PLC相應(yīng)的存儲(chǔ)單元。MPI網(wǎng)路適用于小范圍、通訊數(shù)據(jù)量不大的應(yīng)用場(chǎng)合，并且 S7-300CPU中帶有MPI接口，因此本系統(tǒng)使用該通訊方式作為人機(jī)界面與主站S7-300之間的通訊。
　　打開該組態(tài)軟件，新建一 項(xiàng)目，HMI設(shè)備選為TPl77，接口選IFBl口，控制器為S7300/400。按照觸摸屏在系統(tǒng)中的使用要求，完成畫面設(shè)計(jì)，畫面主要有工作指示燈、 工作模式選擇、位移量輸入等模塊。畫面編輯完成后配置連接參數(shù)，在HMI設(shè)備配置欄中，類型選為Simatic，波特率187500，地址設(shè)為1，勾選總 線上的*主站項(xiàng)；網(wǎng)絡(luò)配置欄中，將配置文選為MPI，主站數(shù)目為1；PLC設(shè)備中地址設(shè)為2，對(duì)應(yīng)主站PLC地址。連接參數(shù)配置完成后，按照表1的分配 地址新建變量。在起始畫面中，將各操作模塊與對(duì)應(yīng)功能的變量進(jìn)行連接。組態(tài)完成后利用一條標(biāo)準(zhǔn)交叉網(wǎng)線把PC與觸摸屏連接，配置PG/PC口為 PCAdapter(MPI)，設(shè)置PC與觸摸屏通過MPI方式進(jìn)行項(xiàng)目下載。
　　用戶程序
　　在符號(hào)表中，定義數(shù)據(jù)塊 DB1用于存放接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；功能調(diào)用FCl用于CPU300與200之間的數(shù)據(jù)通訊交換。OB100用于初始化數(shù)據(jù)映射輸入與輸出存儲(chǔ)區(qū)。主程序在組 織塊OBl中執(zhí)行，初始化組織塊OB100執(zhí)行后，OB1被循環(huán)的進(jìn)行處理。在循環(huán)的結(jié)尾，將過程映像輸出表發(fā)送給輸出模塊。通訊過程中，可通過變量表來 查看通訊效果。主站程序插入了I/O訪問故障診斷模塊OB82、機(jī)架故障診斷模塊OB86，用于對(duì)相應(yīng)動(dòng)作的操作說明。
　　運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)：
　 　系統(tǒng)工作中，不同控制模式的切換應(yīng)在電機(jī)停止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行。為保證系統(tǒng)運(yùn)行安全，在自動(dòng)與點(diǎn)動(dòng)、電機(jī)正反轉(zhuǎn)等動(dòng)作問應(yīng)加人互鎖功能。運(yùn)動(dòng)控制程序在 S7-200PLC中編寫。編程時(shí)對(duì)不同動(dòng)作，如自動(dòng)模式、點(diǎn)動(dòng)模式和回參考點(diǎn)(復(fù)位)等動(dòng)作，分別編寫了相應(yīng)子程序，由主程序OBl調(diào)用。子程序的啟動(dòng) 由S7-200PLC輸入點(diǎn)或觸摸屏輔助繼電器信號(hào)進(jìn)行選擇。
　　交流伺服系統(tǒng)以適應(yīng)工業(yè)控制需求為出發(fā)點(diǎn)，融入了PLC、觸摸屏和總線通 訊，有較好的工程使用價(jià)值。系統(tǒng)通過觸摸屏進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，使操作簡(jiǎn)單；利用PLC直接對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行位置和速度控制，省略了定位模塊，節(jié)約了成本。搭建的 系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行可靠，取得了滿意的效果。