HMI配方功能设计教学：实现设备一键切换生产不同型号产品

在现代制造业中，一条生产线往往需要生产多种型号的产品。频繁地手动更改 dozens 甚至上百个参数（如行程、速度、温度、数量等）不仅效率低下，而且极易出错。HMI的配方功能正是解决这一痛点的关键。

一、 配方功能的核心概念

配方是一组参数数据的集合，它对应一种产品型号的全部生产设定。通过选择不同的配方编号或名称，HMI能一次性将所有关联参数下载至PLC，从而实现产品型号的快速切换。

二、 设计步骤详解

1. 前期规划与参数整理

• 列出所有需要随产品型号改变的参数，例如：

  • 运动轴A的定位点：产品A长度

  • 加热器设定值：成型温度

  • 计数器预设值：每包数量

  • 定时器时间：冷却时间

• 为每个参数定义清晰的变量名（在PLC中），如 Set_Length, Set_Temperature。

2. PLC程序准备

• 在PLC中创建一块专用的数据块（如DB块），用于存储所有配方参数。此区域作为HMI写入参数的“目标区”。

• 确保生产逻辑使用的参数都从此数据块中读取。例如，运动控制程序不应直接使用HMI写入的 Set_Length，而应使用 DB_Recipe.Set_Length。这是实现“一键切换”的编程基础。

3. HMI画面组态（以主流HMI软件为例）

• 创建配方数据库：

  • 在HMI软件的配方管理器中，创建一个新配方集，例如“产品配方”。

  • 根据第一步整理的参数列表，在配方集中定义每一个“配方元素”，并与PLC中的变量一一对应。

• 设计配方数据视图：

  • 添加一个“配方视图”控件到画面中。

  • 将其与创建的“产品配方”数据集关联。

  • 此视图将以表格形式显示所有配方（行）和所有参数（列），方便用户浏览和编辑。

• 添加上传/下载功能按钮：

  • 下载按钮：其功能是将当前在配方视图中选中的配方数据，写入到PLC的配方数据块中。这是生产切换的核心操作。

  • 上传按钮：其功能是将PLC数据块中当前的参数值，读取到HMI并覆盖当前选中的配方。此功能用于将调试好的参数保存为新配方。

• 设计配方选择界面（辅助方案）：

  • 除了表格视图，可以设计一个更直观的选择界面。使用“配方选择”控件或自定义按钮，按钮文本为产品名称（如“型号A”）。

  • 为每个按钮设置功能：当按下时，从HMI的配方存储区中选择名为“型号A”的配方，并下载到PLC。

三、 高级技巧与注意事项

• 权限管理：为“编辑配方”和“切换配方”功能设置不同的操作权限，防止生产人员误修改核心参数。

• 数据存储：配方数据通常存储在HMI的闪存中，断电不会丢失。部分系统支持将配方导出到U盘，便于备份和在不同设备间传输。

• 变化确认：在下载配方前，弹出确认对话框，显示“即将切换至型号B，请确认设备就绪！”，提升安全性。

四、 总结

通过系统性地规划参数、构建PLC数据接口，并在HMI上组态配方视图和功能按钮，可以高效地实现配方功能。这不仅能将产品换型时间从分钟级缩短至秒级，更极大地提升了生产的准确性和自动化水平，是柔性制造不可或缺的一环。