【插針機HMI開發】用AWTK開發人機界面

原創 ZLG致遠電子 2024-04-18 11:43

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插針機中有兩個重要的部件HMI和PLC，HMI提供用戶操作和界面顯示，而PLC則控制電機的運動邏輯。致遠電子的ZTP800和AWTK-HMI解決方案可以快速開發插針機或其他設備的HMI界面。

??視頻演示

??AWTK介紹

致遠電子的AWTK是開源GUI引擎，提供了AWTK-C、AWTK-MVVM和AWTK-HMI等多種解決方案來實現界面編程。其中AWTK-C解決方案使用C語言來開發GUI，靈活度最高，但是學習使用門檻也較高。AWTK-MVVM解決方案則進一步簡化C的編程，支持控件與變量綁定聯動，讓界面和業務開發分離。而AWTK-HMI解決方案使用最簡單，內置Modbus通信模塊，不用寫C代碼，只需使用AWStudio軟件拖拽控件和配置屬性即可實現HMI界面，因此本次也是使用AWTK-HMI方案來實現插針機的上位機。

圖1??AWTK開源GUI引擎

??插針機系統介紹

本次使用?ZTP800?作為插針機的HMI設備，中間使用Modbus協議與PLC通信。ZTP800中內置的AWTK-HMI運行時引擎，讓用戶無需額外編寫C代碼即可實現插針機的人機交互界面。

圖2??插針機系統介紹

注：AWTK-HMI是開源的HMI運行時引擎，如想了解編譯方法請參考AWTK-HMI倉庫的說明文檔，在ZTP800的部署AWTK可以參考ZTP800在線文檔的AWTK移植章節。

??插針機HMI開發流程

只需要3步：

在PC配置好Modbus的通信點表文件；
使用AWStudio軟件通過簡單拖拽做界面設計；
最后把工程下載到ZTP800運行。

1. 定義Modbus寄存器點表

先定義一個Modbus寄存器點表來約定HMI和PLC的通信規范，HMI作為Modbus主機，PLC作為從機。該表格需要根據插針機的需求來定，例如：手動移動托板，手動移動主軸，調整主軸/托板速度等。

圖3??Modbus 寄存器只讀表格圖

圖4??Modbus?寄存器寫入表格圖2

2. 創建AWTK-HMI的Modbus配置文件

AWTK-HMI要使用Modbus通信功能，需要用戶創建一個配置文件modbus_model.json。

圖5??modbus_model.json配置文件

modbus_model.json主要用于配置Modbus通信的寄存器和AWTK變量對象的映射關系，每個channel（通道）用于表示一片讀寫Modbus寄存器區域，而variables定義了AWTK變量對象和channel的關系。

3. AWTK-HMI界面開發

在AWStudio創建一個新AWTK工程，如下圖：

圖6??插針機首頁開發界面

把需要顯示的控件從工具欄拖放到頁面上：

圖7??插針機操作界面

首先，需要給窗口配置v-model屬性，啟用Modbus功能。在窗口增加一個自定義屬性v-model，屬性值設置為【modbus_client(name=modbus_model,share=true)】，代表該頁面使用modbus_model.json的通信配置。如下圖：

圖8??變量綁定規則界面

下一步，把上面modbus_model.json映射好的變量綁定到控件上面，讓Label控件根據變量當前值自動改變顯示內容，或自動把Edit控件設置的參數下發給下位機。

例如要讓Label控件顯示補針狀態，可以給這個Label控件添加自定義屬性【v-data:text】，屬性值設置為【g_is_needle_model?”補針狀態”:”非補針狀態”】，代表控件的text屬性會跟隨g_is_needle_model變量變化。如下圖：

圖9??添加自定義屬性界面

例如要把設置托板速度的Edit控件的輸入數值下發到下位機，可以給這個Edit控件添加自定義屬性【v-data:text】，屬性值設置為【g_plane_speed】，代表控件的text屬性改變后會立即更新g_plane_speed變量。如下圖：

圖10??添加自定義屬性界面2

Modbus模塊會自動同步g_is_needle_model、g_plane_speed等變量，并周期讀寫從機，因此上面控件顯示就會周期性的更新，或周期性的把輸入值寫入從機。
用戶甚至可以把變量值立即寫入從機，在控件的事件響應腳本中增加代碼【exec('update', 'write_registers')】即可，其中write_registers就是modbus_model.json定義的通道名。

4. AWTK-HMI工程下載運行

上面的工程開發完成后，點擊AWStudio上的打包按鈕，在工程目錄下會生成出一個res文件夾，如下圖所示。把res文件夾的內容下載到ZTP800的AWTK-HMI運行時程序的對應位置，重啟設備就可以順利啟動我們新開發的HMI界面。