西门子数控系统人机界面二次开发方法研究

　　人机界面(Human Machine Interface, HMI)是用户与机床互相传递信息的媒介，用来实现信息的输入与输出。数控系统已经具备比较通用的人机界面功能，用来实现操作、监控、编程、设置和诊断功能。

　　随着我国工业化进程的日益推进，机械零部件加工工艺的不断翻新，对高性能、高精度机床的需求也越来越大。因此，国家拨出了专项资金，进行多款新型机床的研制。然而，随着新型机床的不断涌现，通用的HMI界面已经不能很好地满足用户的需要，为使人机界面向着更加人性化、更加高科技化的方向发展，机床企业非常有必要投人人力物力对人机界面的二次开发进行系统的研究。通过对通用HMI界面的二次开发，机床制造商可以针对不同机床和不同应用场合，开发出独具特色的人机交互界面。

1 人机界面开发的需求

　　从机床的发展趋势来看，人机界面的需求主要集中在以下几个方面:

　　(1)专用机床上的应用

　　专用机床如专用磨床、激光切割机床等，需要有自己的专用界面，这样才方便对设备进行操作和管理，也使专用机床的效益得到充分的发挥。因此随着专用机床所占市场份额的增加，人机界面二次开发的需求量也相应增加。

　　(2)特殊结构上的应用

　　在机床的应用中，往往许多机床都有其自身特有的部分，用户为了操作需要，经常会提出定制相关操作界面的需求。

　　(3)简化操作的需要

　　如果能够把机床的一些常用参数和常用的功能归纳到若干个画面中，并且可以直接修改，用户操作起来就会更加方便和灵活。以提高工作效率等为目的的人机界面开发需求无疑是所占界面开发需求比重最大的。其需求大致可以分为以下几方面:

　　①参数设定用来设置运行时间、系统参数以及改变测量系统等的界面;

　　②系统诊断用来处理I/O信息及报警处理等的界面;

　　③功能扩展对标准的系统功能进行深度扩展。

2 西门子系统HMI开发方法综述

　　目前，国内外常用的西门子数控系统有802Dsl,810D,840D p1。其中802 Dsl由于面向低端经济型数控机床，其人机界面能够满足绝大多数用户的需要，因此不需要进行界面的二次开发，而实际上西门子公司也没有提供802 D s1系统人机界面的开发方法。

　　810D和840D p1系统都是开放式的数控系统，其配套的人机界面HMI Embeded或HMI-Advanced建立在 Windows System-embed之上。针对HMI的二次开发，西门子提供了3种开发方法，分别是系统预留的扩展用户接口、HMI编程包(HMI programming package )以及西门子公司开发的专业组态软件WinCC Flexibleo它们各自的特点如表1所示。

　　最近，西门子公司新推出了两款数控系统，分别是用于中档机床的828D和用于高端机床的840D sl，它们相应的HMI软件是基于Linux操作系统的operatoro针对operator的二次开发，西门子提供了两种开发方法，一种是扩展用户接口，一种是针对operator的开发包。这两种开发方法与针对HMI Embedded或HMI-Advanced的扩展用户接口和HMI开发包非常相似，只是语法和软件上稍有不同。

　　综上所说，我们可以看出，针对西门子系统的HMI界面二次开发方法，可以分为扩展用户接口、HMI编程包、西门子专业组态软件WinCC Flexible三类。下面以开发常用的HMI-Advanced界面为例，说明一下3种开发方法的应用。