图1  奔腾瑞马公司开发的滑橇输送系统逻辑流程

HMI逻辑流程图通过简洁的图形界面，可以直接显示运行状态或故障原因，大幅度缩短了故障查询时间，值得研究和推广。

HMI（人机界面）是现代汽车工厂生产过程可视化和生产管理数字化的首选解决方案，可实现生产过程的实时监控和交互调节、故障自动报警和诊断、历史数据记录和动态跟踪、生产过程停台统计、设备运行状态和运行参数记录和显示、设备故障统计分析以及控制系统运行状态显示等管理功能。现在，HMI已逐步成为汽车工厂生产线控制系统（包括成套单机设备）不可或缺的配置，毫不夸张地说，现代化汽车工厂可能没有配置实时监控系统，但没有配置HMI的几乎没有。HMI软件开发水平直接影响故障处理时间、设备可动率及生产效率。HMI逻辑流程图通过简洁的图形界面，可以直接显示运行状态或故障原因，大幅度缩短故障查询时间，值得研究和推广。

本文结合一汽大众轿车一厂总装车间奥迪C7总装配线的工程实践，介绍了HMI逻辑流程图的开发要则。

图2  九院开发的积放链操作工位停止器单元的逻辑流程

系统配置

1.硬件平台

（1）HMI应采用工业级计算机，带触摸屏。

（2）至少每个控制系统总控制柜设置一台HMI，最好沿生产线或在特定设备（尤其是动作比较复杂的设备，如升降机、转挂设备等）增设HMI。

（3）多台HMI时应配置不同的权限级别，显示不同级别或仅与该设备相关的监控画面和信息（如运行信息和报警信息等）。

（4）网络协议宜采用开放的网络协议，大部分采用快速以太网，也可嵌入现场总线控制系统（作为节点）。选择的原则是根据HMI占用的带宽（数据量和数据刷新频率），建议尽可能采用工业级以太网。

（5）PLC应配置通信模块或CPU带通信口。

图3 九院开发的积放链升降机前停止器单元的逻辑流程

2.软件平台

（1）HMI操作系统宜选择Windows XP专业版及以上。

（2）HMI软件可选择FTView SE（或ME）、WinCC flexible等，配置必要的可选件或功能扩展组件（如历史数据、趋势图等）。

（3）兼容第三方控制系统的接口，应首选OPC协议。

（4）数据库软件可选择SQL SERVER、ORACLE和ACCESS等，配置ODBC接口。

（5）程序设计语言选择VB或C++。

图4  九院开发的奥迪C7总装配线PLC软件

逻辑流程图开发要则

1.简洁、直接

应采用简洁的框图组成流程图的方式设计，屏蔽一些无关的细节，必要时可在PLC中开发信息处理模块来汇总或计算需要显示的信息，不可照搬功能块或梯形图中的结构，如图1、图2和图3所示。

2.强调可读性

可读性就是要将PLC指令系统的一些功能转换表达方式，如计时器、计数器、比较指令和运算指令等。如图4中的FFL、EQU、TON和MOV指令，如果直接按照PLC软件的图例显示在逻辑流程图中，可读性很差。在此以常用的计时器为例说明，如控制程序中计时器计时时间到执行某逻辑，则应在逻辑流程图中用图5表示。

图5  九院开发的计时器转化表达方式的逻辑流程

计时值与PLC内部数据以毫秒为单位转化为以秒为单位，显示目标值、当前值。当前值是以数字显示元件显示计时器累加值除以1000的结果，运行时计时值在满足梯级条件时以秒递增，达到设定值时逻辑流程图的图形单元变成绿色。其他类指令按照此原则转化。

3.信息充足

为方便故障查询，逻辑流程图应有足够的信息，如图3中的停止器占位、停止器复位、停止器打开到位和停止器关闭到位等，还可增加操作信息如手动操作按钮的状态、完工释放按钮的状态等。

结语

奥迪C7总装配线的工程实践表明逻辑流程图非常方便、实用，可大幅度减少故障查询时间，提高生产线开动率。本文叙述的开发要则对开发各类设备的HMI软件有着通用的指导意义。