西门子数控系统人机界面二次开发方法研究

　　WinCC Flexible是西门子公司开发的专业组态软件，若要应用于数控机床人机界面的开发，还要安装一个SINUMERIK 配置包。WinCC Flexible适用于西门子的各种操作面板，可组态基于Windows CE的SIMATICHMI设备、西门子的C7、乃至PC机。支持TIA，可以与西门子的STEP7、iMap 和Scout 等软件集成在一起。WinCC Flexible易于上手，功能强大，图库和操作对象丰富，提供智能化的向导工具，支持VB 脚本和C脚本功能。

　　应用WinCC Flexible组态了HMI界面后，要把生成的运行文件复制到MMC 或PCU上。这种方法生成的画面可以嵌入HMI Advanced，也可单独运行( 多用于生产线或机床的辅助面板等) 。下面以设计一个如图3 所示的界面为例，来说明应用WinCC Flexible 开发界面的过程。

　　(1) 设计界面外观

　　在WinCC Flexible 的设计窗口中绘制界面的外观。根据需要在设计窗口中添加控件，常用的控件有如各种形状、IO域、按钮、文本框等。界面空间的布局应简洁明了，设计人员应根据对现实操作物的理解设计出能给用户带来方便的界面。

　　(2) 配置与NCU 的通讯连接

　　首先在WinCC Flexible 的连接配置窗口中添加连接，如果是访问PLC 变量需要添加SINUMERIK PLC连接，如果还要访问NC 变量，则还需要添加SINUMERIKNC连接。添加了连接之后，还要在变量配置窗口中添加所需要访问的PLC 变量、NC 变量以及WinCC Flexible界面程序的内部变量。

　　(3) 为控件关联变量、定义事件

　　为了让界面中的控件能够实时显示机床的状态并控制机床的动作，我们需要为控件配置PLC变量和NC变量、定义事件。例如，在IO域的general选项中，设置tag属性为所要显示的变量，即可在界面运行时实时显示该变量。又如在按钮控件的事件选项中，可为各种鼠标和键盘等事件配置所要触发的系统函数，如果想要触发一系列动作，可以先编写动作脚本，然后再调用。脚本语言可以根据设计人员的实际情况采用VB脚本语言或者是C脚本语言。

　　(4) 设置报警

　　在WinCC Flexible的报警管理器中可以设置模拟量和数字量的报警。设置了触发报警的条件后，界面运行时，一旦满足报警条件就能够即时发出报警。例如，设置当主轴温度传感器的测量值超过某一设置值时发出主轴温度高报警。这样调试人员就可以根据报警立刻知道问题所在，及时解决故障。

　　(5) 生成界面运行文件

　　界面编制好之后，通过编译或者运行都会生成一个.fwx 文件，这个文件就是界面程序的运行文件。把该文件复制到要运行的电脑上(如PCU 或笔记本电脑) ，并在该电脑上装好WinCC Flexible安装程序的Runtime 部分后，即可运行界面程序的运行文件。

6 第三方应用程序的嵌入

　　EPS、ARTIS等软件是独立于SIEMENS系统的具有远程诊断功能和刀具监测功能的专业软件。我们需要将其嵌入在系统HMI内部，通过软键来调用，实现某些专业的功能。例如图4为通过按页面下的“ARTIS”软键，调出图5所示的ARTIS 软件操作界面。

　　按照如下的方法修改配置文件后，即可在HMIAdvanced中调出ARTIS程序。
　　(1) 修改RE_UK． ini，配置入口软键文本:
　　［HSoftkeyTexts］
　　HSK6 = “ARTIS”
　　(2) 修改Regie． ini，为6号软键配置应用程序ARTIS.exe :
　　［TaskConfiguration］Task6 = name : = OEMFRAME，cmdLine: = " C:\\Program Files\\ARTIS\\ ARTIS ． exe" ，Timeout : =60000，HeaderOnTop: = False

　　下面例举2 个实用的第三方程序嵌入HMI Advanced的例子。
　　例1: 在HMI Advanced嵌入WinCC Flexible运行文件。修改RE_UK.ini，配置接口软键7(可根据需要设置软键) 文本HSK 7 = “WinCC" ，并按如下格式修改
　　Regie.ini。
　　［TaskConfiguration］Task7=name : =OEMFRAME，cmdLine: " f:\\OEM\\test0614\\test.op012.fwx " ，ClassName:="HmiRTm"
　　例2: 在HMI 中嵌入Step7 软件，这样在PCU 上就可以修改NCU 中的PLC 程序而不用其他调试用的设备。修改RE_UK.ini，配置接口软键7(可根据需要设置软键) 文本HSK 7 = “Step7" ，并按如下格式修改Regie.ini。
　　［TaskConfiguration］Task7 = name : = OEMFRAME，cmdLine : " C:\\Program Files\\Siemens\\Step7\\ S7BIN\\S7tgtopx.exe"

7 结语

　　今后，随着我们对数控系统结构和硬件的深入研究，自适应控制、模糊控制、神经网络控制和前馈控制等先进控制技术在数控机床领域的应用，无疑将进一步提高我国数控机床的性能与质量。在这种情况下，机床制造企业需要通过对HMI界面的二次开发来实现为数控机床添加可靠性更高、专业性更强的功能，开发出操作更加灵活方便、功能更加全面的人机界面，进而增加产品的附加值，提升产品的竞争力。