PLC和触摸屏在控制系统中的应用

第4期(总第143期)
2007年8月机械工程与自动化
M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G &　AU TOM A T I ON N o 14
A ug 1
文章编号:167226413(2007)0420160202
PL C 和触摸屏在控制系统中的应用
崔剑平1,赵　振2,王秋敏2
(1.菏泽交通集团,山东　菏泽　274000;2.济南铁道职业技术学院,山东　济南　250061)
摘要:介绍了基于触摸屏和PL C 的棉花打包机控制系统,其具有方便的人机界面、可靠的控制性能,经实际应用获得了良好的效果。

关键词:触摸屏;PL C ;棉花打包机
中图分类号:S 22617+1∶T P 273 文献标识码:A
收稿日期:2006212228;修回日期:2007203201
作者简介:崔剑平(19682),男,山东菏泽人,工程师,本科。

0　引言
可编程控制器(PL C )的使用可提高控制系统的可靠性和控制精度、增强系统的抗干扰能力,而触摸屏的使用则为整个控制系统提供了良好的人机操作界面,因此二者的联合控制系统将越来越广泛地应用于工业生产的各个领域。

棉花打包机在工作时动作繁多,且要求各个动作之间有严格的逻辑顺序关系。

为保证打包机控制系统的运行并提高其可靠性,采用H IT ECH 触摸屏和台达公司的DV P 系列PL C 对棉花打包机的控制系统进行设计。

1　控制要求及系统组成111　控制工艺要求
棉花打包机主要有喂棉、踩棉、压棉、小车输送与机械手推包等几个重要工序,该设备以液压系统和电机作为动力。

主、预压系统分别由两台电机驱动,小车机械手、输送带、转箱等分别由各自电机控制。

打包机为了能够完成打包并保证打包的质量,工作时必须满足以下控制工艺要求:
(1)每个工步均可在手动与自动状态下工作。

(2)主、
预压油缸协调动作,共同完成对棉包的预压与主压。

(3)对踩棉压力与压棉压力设有检测和报警装置。

(4)考虑到效率问题,压棉、踩棉、喂棉的油缸行程分为几个速段。

(5)实现系统中不同设备并行动作的控制要求。

(6)对打包的数量进行计数。

112　系统工作原理及组成
系统工作时,触摸屏作为人机界面使操作状态、当前过程值以及连续的PL C 故障可视化,并通过组态变
量建立触摸屏与PL C 的通讯,使触摸屏上的各项设定值输入PL C 。

同时,PL C 接收现场各状态检测信号,按预先编写的程序实现计算和控制输出功能,从而实现该系统对电气柜和液压系统的控制,最终控制打包机完成棉花打包任务。

控制系统结构见图1。

图1　控制系统结构图
2　硬件设计
根据控制工艺要求,综合输入、输出点数,采用台达公司的模块化PL C 。

具体硬件配置如下:CPU 模块(DV P -14SS )1个;模拟量I O 模块(DV P -04AD )1个;16路开关量I O 模块(DV P -16SP )3个;8路开关量I O 模块(DV P -08SP )1个;8路开关量输出模块(DV P -08SN )1个。

该机型体积小、功能强大、系统升级方便。

采用天津罗升公司的H IT ECH 触摸屏,PL C 和触摸屏通过R S 232串口进行通讯。

触摸屏软件的开发使用专用工具H IT ECH 2AD P 。

3　软件设计
311　PL C 软件设计
DV P 系列PL C 在其编程软件W PL Soft 2107的运行环境中可用梯形图(LAD )或语句表(STL )进行
编程,编译通过后可由专用通讯电缆下载到PL
C 。

打包机在工作时动作较多,且各个动作之间有严格的逻辑关系,每一工步的控制均可采用自动和手动两种模式。

PL C 采集现场行程开关、光电传感器和压力传感器的信号,从而控制下一动作的触发,并在压力值越界时发出报警信号。

整个程序的控制方式为顺序控制,程序控制框图见图2。

图2　棉花打包机程序控制框图
312　触摸屏人机界面设计
H IT ECH 2AD P 提供了多种控制器件库、图形控件和功能组件,通过组态出的各种显示和控制功能实现系
统操作状态、当前过程值及故障的可视化。

利用人机界面操作监控系统,对PL C 中的实时数据进行显示、记录、存储、处理,从而满足各种监控要求。

软件还可以为不同的操作人员设置不同的操作密码和相应的操作权限。

触摸屏软件的设计包括创建画面和信息,并将它们和PL C 程序相连。

具体概括为以下三个步骤:
(1)界面的可视化设计。

界面组态具体涉及输入 输出区域组态、指示器组态、功能键组态、控制键组态及文本显示等各种格式,可根据实际控制功能的差异设计不同的画面。

(2)设定变量。

变量在触摸屏的组态功能(输入
输出区域、功能键等)与PL C 的相应I O 接点及存储单元之间建立联系,实现触摸屏敏感元件对PL C 的控制及参数的输入、PL C 当前过程值及报警信号向触摸屏的输出。

(3)设置通讯参数,实现触摸屏与PL C 的通讯。

图3为棉花打包机控制系统操作界面,其主要功能如下:①主界面:触摸屏的默认界面,实现操作者密码设定、系统时间设定,并可切换到其它任意界面。

②手动操作界面:界面上设置若干功能按键,分别对打包机的每个动作进行手动操作。

③状态监控界面:通过此界面,操作人员可以对打包机的运行状况实时监控,此界面可显示当前已完成打包数量及故障报警信号。

图3　棉花打包机控制系统操作界面
4　结束语
在打包机控制系统的设计中,由于触摸屏的使用省去了传统控制方法中的开关、按钮、指示灯和仪表等,这样相应地减少了PL C 的I O 点数。

触摸屏(T P )和可编程控制器(PL C )的联合应用,简化了现场操作,提高了控制程序和人机界面的灵活性,不但方便操作,而且使系统性能更加安全可靠,具有广阔的应用前景。

参考文献:
[1]　付家才.工业控制实践技术[M ].北京:化学工业出版社,
2003.
[2]　熊新民.自动控制原理与系统[M ].北京:电子工业出版
社,2003.
Application of TP and PLC i n Con trol System
CU I J i an -p i ng 1,ZHAO Zhen 2,W ANG Qiu -m i n 2
(1.H eze T ranspo rtati on Group ,H eze 274000,Ch ina ;2.J inan R ail w ay P rofessi onal 2techno logy Co llege ,J inan 250061,Ch ina )
Abstract :T he app licati on of T P and PL C in industry contro l is popular .T h is paper show s the contro l system of co tton 2p ressing m ach ine based on T P and PL C .T he system has the convenient HM I and the reliable contro l perfo r m ance ,the good effect can be acquired .
Key words :T P ;PL C ;co tton 2p ressing m ach ine
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161・　2007年第4期 崔剑平,等:PL C 和触摸屏在控制系统中的应用。