快速入门 | 篇二十一：运动控制器ZHMI组态编程简介一

• 关键词：正运动技术,运动控制器,HMI
• 摘要：今天我们来学习一下，运动控制器的ZHMI组态编程简介。本文主要从产品概述、控制器连接触摸屏使用、HMI编程方法以及组态示例程序等四方面来讲解。

今天我们来学习一下，运动控制器的ZHMI组态编程简介。本文主要从产品概述、控制器连接触摸屏使用、HMI编程方法以及组态示例程序等四方面来讲解。

01

产品概述

采用ZMC306X控制器连接ZHD400X触摸屏。

控制器参考配置如下图：

（一）ZMC306X

ZMC306X系列控制器本体带6个脉冲轴，可通过CAN总线扩展脉冲轴，支持多达12轴直线插补、任意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随、虚拟轴设置等；采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制。

通讯接口包含RS232、RS485、RS422、以太网、U盘、CAN。

控制器的输入口0-1支持锁存功能，输出口0-1支持PWM功能；本身带两路模拟量输入和两路模拟量输出接口，12位精度，电压范围0-10V。

支持正运动技术XPLC的功能，使用ZDevelop软件的HMI编程开发组态程序，可以通过网络来做组态显示。

（二）ZHD400X

ZHD400X是一款网络显示的触摸屏示教盒，示教盒必须和支持ZHMI功能的控制器配合使用，触摸屏的组态程序开发使用ZDevelop的HMI编程开发方式，程序保存在控制器中。

示教盒带有一个USB口，一个U盘延长口，使用24V直流电源供电(可USB供电)，带有800*480分辨率的真彩显示屏，本身带18个按键，配急停开关。

ZHD400X支持触摸屏，可以按键和触摸配合使用。

屏幕边上的物理按键的编码规则参见《ZHD400X手持盒手册》说明，按键按下时，示教盒自动向控制器发送物理按键，控制器程序可以检测到物理按键，如果需要使用虚拟按键，需要在组态里面使用按键转换表，ZDevelop带有标准400X的按键转换表,可以根据具体情况或面膜修改按键转换表。

02

控制器连接触摸屏使用

触摸屏配一根网线，使用网线连接到控制器的EtherNET网口，网线水晶头边上引出三根线，分被是示教盒电源线和急停信号线，红色为24V电源正极，黑色为24V电源负极，紫色为急停信号线。

触摸屏和控制器的主电源可共用一个。

使用步骤：

1.先使用ZDevelop软件编辑好HMI程序，连接控制器，将程序下载到ROM掉电保存，就可以断开控制器和ZDevelop的连接。然后给触摸屏上电。

2.直接使用配发的连接线将ZHD400X接到控制器的网口上，然后在屏上四个角，按画Z字顺序点击，连续2次，唤醒屏幕，弹出可以弹出设置窗口，可以进行触摸校正，控制器IP修改等。

3.设置窗口如下，在弹出的窗口上自动获取到当前所连的控制器IP的地址，确认IP无误，点击Connect即可连接使用，此时触摸屏显示起始基本窗口的内容。

4.若没有触摸屏，可将HMI程序下载到仿真器，在XPLC screen平台仿真。

连接仿真器下载之后，点击“显示”按钮即可弹出仿真界面。

XPLC screen显示效果：

03

HMI编程方法

HMI组态编程一般和Basic混合编程，将HMI要调用的寄存器和相关动作函数写在Basic内，在HMI文件内通过系统设置或元件调用Basic函数，被调用的Basic函数必须是全局的SUB过程。

注意要运行的组态文件一定要设置好自动运行任务号。

编程参考流程：

1.新建项目和HMI文件，HMI文件建立之后会弹出“HMI系统设置”窗口，设置分辨率、主界面窗口等基本信息；

2.根据需求新建窗口，设置窗口属性；

3.在各个窗口内添加组态元件，设置元件属性；窗口的调用可在元件动作中设置，可直接打开或关闭指定窗口，或调用Basic函数使用指令打开或关闭指定窗口；

4.需要调用Basic函数时在工程项目下新建Basic文件，将组态元件要调用的函数编写成全局的SUB函数。

5.程序编写完成指定文件自动运行任务号，下载到控制器或仿真器，连接触摸屏显示或在XPLC screen显示。

（一）新建HMI文件

首先建立工程项目之后，新建HMI文件，默认新建的HMI程序带三个不同风格的键盘窗口6、7、8和一个基本窗口10，默认这个10号窗口作为触摸屏的主界面，可更改默认主界面（参见下页HMI系统设置）。 

调用软键盘窗口输入数据：

点击可输入数据的组态元件后，就能打开软键盘窗口，如下图，在软键盘窗口输入数值之后点击Enter保存即可变更数据。

（二）HMI系统设置

在编辑组态程序之前，选择HMI文件，首先要打开菜单栏“编辑”→“HMI系统设置”打开如下窗口。

根据组态程序要应用的示教盒的尺寸，设置好水平分辨率和垂直分辨率（如上节10号窗口方框大小）。选择起始基本窗口（即触摸屏显示的初始界面），初始化函数和周期函数选择Basic里编写好的GLOBAL全局定义的SUB子函数。

初始化程序HMI上电后运行一次，周期函数周期循环扫描。

（三）组态窗口

组态显示必须以一个基本窗口为底窗口，作为其他窗口的背景画面，元件需要依附窗口显示，一个组态文件下可新建多个不同类型的窗口。

新建窗口：菜单栏“元件”→“新建窗口”打开如下窗口，输入窗口号和窗口名称后确认，注意窗口号不要重复。

窗口的属性和尺寸位置等信息均需要打开窗口“属性”修改。

组态视图能显示全部窗口和各窗口下的元件，元件在窗口上添加，窗口或元件的属性在“属性”窗口修改。

点击组态窗口或元件便能打开属性窗口。

窗口类型包含五种：基本窗口(Base Window)，软键盘窗口(Keyboard Window)，弹出窗口(Pop Window)、菜单窗口(Menu Window)、置顶窗口(Top Window)。

1.基本窗口(Base Window)：组态显示必须以一个基本窗口为底窗口。只能显示一个基本窗口。基本窗口通过程序或元件操作进行切换，不能关闭。

2.软键盘窗口(Keyboard Window)：用于需要输入数值的情况，元件：值显示value，元件属性内选择软件盘窗口，新建的HMI文件内置有三种软键盘窗口可供选择。

3.弹出窗口(Pop Window)：Pop窗口需要通过程序或元件操作关闭，Pop窗口打开后，Pop区域范围外的元件仍可以触发，在Pop窗口属性里设置垄断后，只能操作当前Pop窗口内的元件。切换基本窗口后Pop/Menu窗口关闭

4.菜单窗口(Menu Window)：Menu窗口属于Pop窗口，都是调用后弹出。不同之处是Menu窗口弹出后，获得操作最大权限，此时只能对Menu窗口进行操作。当点击到非Menu窗口区域时，Menu窗口将关闭。

5.置顶窗口(Top Window):总是在最前端显示的窗口，一般为一个小窗口，可以用来实现工具条等。切换基本窗口时，Top窗口仍会显示在最前端，不会关闭。

窗口打开或关闭的方法

1.功能键BUTTON调用Basic程序，在程序内编写HMI_SHOWWINDOW显示窗口，HMI_BASEWINDOW显示基本窗口，HMI_CLOSEWINDOW()关闭窗口，基本窗口不支持关闭。

2.功能键属性-动作选择关闭或显示窗口。

选择“元件”→“位元件”→“功能键”，新建一个功能键按钮，打开元件的属性窗口，找到“动作”下拉列表。

可以选择打开3种窗口类型base/top/pop，其中menu窗口属于Pop Window类型。

选择Close可关闭当前窗口或指定关闭窗口号。

（四）添加组态元件

HMI编程所需的窗口和元件在菜单栏“元件”里选择。窗口和各元件的详细使用说明参见HMI编程手册。

在“元件”菜单栏添加元件后，将元件放置于组态窗口尺寸范围内，打开元件属性设置元件相关参数，如下图，拖拽元件选择放置的位置，或在属性的尺寸和位置栏设置。

不同的元件属性会有差异，但也有共性，一般需要调用Basic函数执行的场合选择“功能键Button”，需要控制寄存器状态时选择“位元件”或“字元件”，显示文本使用“字符显示”，使用“值显示”元件调用软键盘窗口用于在触摸屏上输入数值。

1.元件通用属性

2.寄存器

大部分的元件都包含“寄存器类型”这一属性，用来与各类寄存器建立数据联系，寄存器可选系统自带的寄存器或自定义变量、数组。

如下图，位状态切换元件按下将位寄存器M10的值置1，同时显示格式文本0；松开M10置0，同时显示格式文本1。

3.动作

通过动作下拉列表，不同的元件可选择的动作有所差异，常见可选打开或关闭窗口、调用Basic的全局SUB函数等，默认按下生效。

如下图，功能键的动作选择调用函数，函数选择onrun()。

04

组态示例程序

此例程为单轴运动例程，包含两个文件，Basic的程序由HMI调用执行。

HMI组态界面：

先选择要运动的轴号，X轴或Y轴，不选择轴号无法运动，再选择运动方向和运动模式，若选择运动模式为寸动，还需要设置寸动距离。

上方的基本轴参数可自定义设置或采用默认值，调用软键盘窗口自定义输入值，以上设置完成后，可点击运动让轴运动起来，运行的速度SPEED和轴位置DPOS分被获取到值显示元件1和2动态显示。

按下停止按钮立即停止当前运动，按下位置清零按钮清零DPOS。

Basic程序界面：

Basic程序：

global sub main_int()  'HMI初始化函数

  global  str(20)      '轴状态，值显示元件11调用

  str="未选择"         '值显示元件11显示内容：未选择

  global  state(20)    '运行状态

  state="停止"

  global  axisnum    '轴选择

  axisnum=0          '1 X轴,2 Y轴....

  intaxis()          '初始化轴参数，默认值

  dpos=0

  units = table(0)   'HMI界面手动设置值，保存在table

  lspeed = table(1)

  speed = table(2)

  accel = table(3)

  decel = table(4)

  sramp = table(5)

  table(10)=0          '当前位置，值显示元件1调用  

  table(11)=0          '当前速度，值显示元件2调用  

  table(15)=0          '寸动距离，值显示元件28调用  

  RAPIDSTOP(2)

end sub

global sub main_scan()  'HMI周期函数

  slcaxis()             '选择轴

  if idle=-1 then      '只有在停止状态，轴参数才生效

    setaxis()

  endif

  table(10)=DPOS        '动态获取显示

  table(11)=MSPEED

  if idle=-1 then

    state="停止"      

  endif

end sub

sub intaxis()          '轴参数初始化  

  table(0)=10          'units  脉冲当量

  table(1)=10          'lspeed 起始速度

  table(2)=100         'speed  运行速度

  table(3)=1000        'accel  加速度

  table(4)=1000        'decel  减速度

  table(5)=10          'sramp  s曲线时间

end sub

sub setaxis()           '轴参数设置

  units = table(0)

  lspeed = table(1)

  speed = table(2)

  accel = table(3)

  decel = table(4)

  sramp = table(5)

end sub

global sub slcaxis()       '轴选择函数

  if MODBUS_BIT(0)=1 then  'modbus_bit(0)对应hmi界面的X轴选择按钮

    cancel(2) axis(1)      '更换选择的轴时，停止Y轴axis1的运动

    str="X轴"                 '显示内容为：X轴

    axisnum=1

    base(0)                    '选定X轴

  elseif MODBUS_BIT(1)=1 then  'modbus_bit(1)对应hmi界面的Y轴选择按钮

    cancel(2) axis(0)          '更换选择的轴时，停止X轴Axis0的运动

    str="Y轴"                  '显示内容为：Y轴

    axisnum=2

    base(1)                    '选定Y轴

  endif  

end sub

global sub onrun()               '运动功能键调用

  if axisnum=0 then

    return                        'axisnum=0未选择轴号

  elseif MODBUS_BIT(20)=0 then    'modbus_bit(20)对应hmi界面的运动模式按钮，等于0为持续  

    if MODBUS_BIT(10)=0 then      'modbus_bit(10)对应hmi界面的方向选择按钮  

      vmove(1)

    elseif MODBUS_BIT(10)=1 then

      VMOVE(-1)

    endif

  elseif MODBUS_BIT(20)=1 then       '运动模式，等于1为寸动

    move(table(15))                  '寸动距离指定，值显示元件28

  endif

  if idle=0 then

    state="运动"

  endif

end sub

global sub onstop()     '停止功能键调用

  state="停止"

  RAPIDSTOP(2)

end sub

global sub clear_dpos()  '位置清零功能键调用

  dpos=0  

end sub

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