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觸摸屏論文

基于觸摸屏PLC人機界面與PLC控制器的設(shè)計

基于觸摸屏和P L C的自動供水控制實驗
羅益民,黃華飛,王紅梅,袁良
(張家界航空工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系,湖南張家界427000)

【摘要】介紹了基于觸摸屏和PLC的自動控制裝置的優(yōu)點,以自動供水控制演示實驗為例,對基于觸摸屏的PLC人機界面與PLC控制器的設(shè)計方法作了詳細(xì)說明。

【關(guān)鍵詞】觸模屏;PLC;控制實驗

【中圖分類號】TP391【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1003—2673(2011)01—37—02

1 引言

    PLC(Programmable Logieal Controller)通常稱為可編程邏輯控制器,是一種以微處理器為基礎(chǔ),綜合了現(xiàn)代計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。由于它擁有體積小、功能強、程序設(shè)計簡單、維護(hù)方便等優(yōu)點,能適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境以及高可靠性,其應(yīng)用越來越廣泛,已經(jīng)被稱為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱(即PLC、機器人和CAD/CAM)之一。

    觸摸屏作為一種新型的人機界面,是在操作人員和機器設(shè)備之間作雙向溝通的橋梁,用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來處理或監(jiān)控管理及應(yīng)付隨時可能變化信息的多功能顯示屏幕。隨著機械設(shè)備的飛速發(fā)展,以往的操作界面需由熟練的操作員才能操作,而且操作困難,無法提高工作效率。但是使用人機界面能夠明確指示并告知操作員機器設(shè)備目前的狀況,使操作變的簡單生動,并且可以減少操作上的失誤。即使是新手也可以很輕松的操作整個機器設(shè)備。使用人機界面還可以使機器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化,同時也能減少PLC控制器所需的I/O點數(shù),降低生產(chǎn)的成本同時由于面板控制的小型化及高性能。相對的提高了整套設(shè)備的附加價值。

    本文介紹了基于觸摸屏和PLC的自動控制裝置在自動供水過程控制演示實驗中的應(yīng)用,通過演示實驗,說明觸摸屏人機界面、PLC控制器的設(shè)計方法。加強學(xué)生對控制過程的學(xué)習(xí),直觀感受工程控制的效果。從而更好的理解和學(xué)習(xí)到觸摸屏及PLC應(yīng)開發(fā)用技術(shù)。

    如果排水到水位低于a測試點時,水箱顯示缺水,停止排水。過程中。隨時按下停止排水,都將停止排水。當(dāng)水箱有水時,按下加熱按鈕,加熱指示燈亮,加熱繼電器吸合,開始加熱,水溫指針逐步上升,直到水溫達(dá)到90"C,停止加熱,過程中可隨時按下停止加熱按鈕停止加熱。

2 實驗控制要求

    根據(jù)供水控制的一般要求。本裝置設(shè)定控制要求和過程如下:

    按下觸摸屏上進(jìn)水按鈕,進(jìn)水指示燈亮,進(jìn)水電磁閥打開,水泵啟動,水箱開始進(jìn)水。過程中,隨著水位上漲。IO.1、10.2、IO.3相繼接通.觸摸屏上水位狀態(tài)逐步變化。IO.3接通后,顯示水滿,停止進(jìn)水。過程中,隨時按下停止進(jìn)水按鈕,都將停止進(jìn)水。

    按下排水按鈕,排水指示燈亮,排水電磁閥打開,水泵啟動,水箱開始排水。過程中,隨著水位下降,IO-3斷開。顯示水充圉1觸蓖異的接線與安裝圖足,當(dāng)下降到10.2斷開時,顯示水不足,這時會自動啟動進(jìn)水, 而排水并不斷開。由于進(jìn)水比排水快,水位會上漲,直到水滿。如果排水到水位低于a測試點時,水箱顯示缺水,停止排水。過程中。隨時按下停止排水,都將停止排水。

    當(dāng)水箱有水時,按下加熱按鈕,加熱指示燈亮,加熱繼電器吸合,開始加熱,水溫指針逐步上升,直到水溫達(dá)到90"C,停止加熱,過程中可隨時按下停止加熱按鈕停止加熱。

3 人機界面設(shè)計

    根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備,本裝置采用MT506S型觸摸屏作為人機界面。MT500系列觸摸屏是專門面向PLC應(yīng)用的,它不同于一些簡單的儀表式或其它的一些簡單的控制PLC的設(shè)備。其功能非常強大,使用非常方便,非常適合現(xiàn)代工業(yè)越來越龐大的工作量及功能的需求。日益成為現(xiàn)代工業(yè)必不可少的設(shè)備之一。其繼承了傳統(tǒng)人機界面的優(yōu)點,可以完成指示、開關(guān)、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)顯示、動態(tài)圖表、靜態(tài)顯示、報警等功能。

3.1觸摸屏的接線與安裝

    按圖1所示電路將觸摸屏與計算機和PLC控制器連接起來。用安裝光盤將Easy Builder500軟件安裝在計算機上,并將MT506上的PC【RS一2321口一般連接到計算機。由于PC【RS一2321和PLC[RS一4851共用一個COM口,在調(diào)試過程中建議使用MT5一PC電纜連接線,該連接線把共用的COM口分成兩個獨立的COM口使用。MT500上的PLC[RS一485]或PLC【Its一2321口可連接到PLC,同時要確保開關(guān)全撥到“OFF”位置(這是觸摸屏出廠時的默認(rèn)設(shè)置)。在這里,我們把COM 121的RS一422方式等同為RS一485(4線)方式。

 

圉1觸蓖異的接線與安裝圖
圉1觸蓖異的接線與安裝圖
 

3.2人機界面設(shè)計  

    根據(jù)顯示需要,制作了兩個顯示畫面,分別為歡迎界面和主控界面。在主控界面中,根據(jù)供水演示裝置的控制要求。在觸摸屏界面上設(shè)置了進(jìn)水按鈕、排水按鈕、加熱按鈕、進(jìn)水狀態(tài)指示燈、排水狀態(tài)指示燈、水位狀態(tài)指示、水溫狀態(tài)指示等元件。當(dāng)然,用戶也可以根據(jù)自己的想法自行設(shè)計。如圖2所示。

 

圖2主控界面
圖2主控界面
 

    其中,BG一1為水位狀態(tài)動畫指示圖形。其屬性內(nèi)容:設(shè)備類型vwl004,最大值可根據(jù)水位上限設(shè)置,最小值0。

    BG一0為溫度狀態(tài)指示圖形,其屬性內(nèi)容:設(shè)備類型vwl000,最大值100,最小值0。
    BL一2為進(jìn)水狀態(tài)指示,其屬性內(nèi)容:設(shè)備類型QO.0,有效時為紅色閃爍狀態(tài)。

    BL一3為排水狀態(tài)指示,其屬性內(nèi)容:設(shè)備類型QO.1,有效時為紅色閃爍狀態(tài)。

    WL一0為水位狀態(tài)文字顯示,其屬性內(nèi)容:設(shè)備類型Vwl006,4狀態(tài)顯示元件,分別顯示缺水、水不足、有水、水滿。

    TS一1為進(jìn)水按鈕,其屬性內(nèi)容:切換開關(guān),設(shè)備類型M0.0,輸出M0.0。

    TS一0為排水按鈕。其屬性內(nèi)容:切換開關(guān),設(shè)備類型M0.2;輸出M0.2。'IS一2為加熱按鈕,其屬性內(nèi)容:切換開關(guān),設(shè)備類型M0.1,輸出M0.1。

    FK一0為返回上一界面功能按鈕。,

    其余為文本顯示。

    而在歡迎界面中,將該界面設(shè)為開始工作界面。畫面中設(shè)置了歡迎詞進(jìn)行顯示.并設(shè)置了一個功能按鈕進(jìn)行切換到主控界面。其中,F(xiàn)K一0為功能開關(guān),用以切換到主控界面。其他為文本顯示。

4  PLC控制器設(shè)計

    根據(jù)實驗室現(xiàn)有設(shè)備,本裝置采用西門子s7—200系列,CPU224型PLC主機進(jìn)行控制。該主機具有14個輸入點。10個輸出點。

    由于控制部分采用了觸摸屏作為輸入元件,所以沒有較多的輸入點。實驗中選用用Ka、Kb、Ke作為PLC的輸入檢測信號,輸出端元件有進(jìn)水控制電磁閥、排水控制電磁閥、水泵、加熱管等元件。按表1分配110,并按按照圖3進(jìn)行接線。

 

表1 PLCI/O分配表表
表1 PLCI/O分配表表
 

圖3 PLC接線圈
圖3 PLC接線圈
 

5 參數(shù)設(shè)置與程序調(diào)試

    控制系統(tǒng)硬件安裝調(diào)試好后,就可根據(jù)需要進(jìn)行參數(shù)設(shè)置了。點擊“編輯”一“系統(tǒng)參數(shù)”.在對話窗口中選擇好PLC類型、觸摸屏型號、通訊參數(shù)等,確定后點擊保存,再點擊“工具”一“編譯”即可。

    在PC機上編寫PLC程序,并進(jìn)行下載、調(diào)試。點擊“工具”一“下載”,將程序下載到觸摸屏后,重啟觸摸屏.就可以看到歡迎界面,觸摸任一位置。切換到主控畫面。這時會顯示“PLC無通訊”,將PLC控制程序下載到PLC中,再連接好觸摸屏與PLC的通訊電纜,就可以進(jìn)行工程控制了。

6 結(jié)語

    本文介紹的基于觸摸屏和PLC控制的裝置還有許多功能可以逐步進(jìn)行開發(fā),如水位的連續(xù)控制、水溫的連續(xù)控制、液體混合、網(wǎng)絡(luò)控制、報警功能等,都可以在今后的教學(xué)中逐步開發(fā),讓學(xué)生更輕松的學(xué)到更多的知識。

參考文獻(xiàn)

【l】吳仲偉,楊海東.基于PLC的機床電氣控制綜合實驗平臺的設(shè)計田.機械工程師,2006,(4):83-84.
【2】黃愛華,黎勉,葉建輝等.測控綜合實驗裝王設(shè)計田.機電工程技術(shù)。2007,36(8):49-51.
【3】李學(xué)來,朱徹.結(jié)合科研項目開發(fā)綜合實驗裝101.實驗室研究與探索,2008,(5):77—78.
 


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