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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時間:2021-11-29 14:09:46 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
可編程控制器(PLC)具有運(yùn)算速度快,指令豐富,功能強(qiáng)大,可靠性高,使用方便,編程靈活及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),但是由于其本身不具備人機(jī)交互功能,編寫的程序只能在后臺運(yùn)行。混凝土攪拌站控制系統(tǒng)中涉及的生產(chǎn)工藝參數(shù)較多且需要靈活調(diào)整,為此,可以將觸摸屏與PLC結(jié)合起來使用,以實現(xiàn)人機(jī)交互。通過將觸摸屏與PLC結(jié)合使用,用戶可以在觸摸屏中直接設(shè)定配方數(shù)據(jù)和各種生產(chǎn)參數(shù),并可實時監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),實時顯示秤上數(shù)據(jù),還可以進(jìn)行模擬動畫顯示。
采用觸摸屏+PLC形式的控制系統(tǒng)為無按鈕(只有攪拌機(jī)、空壓機(jī)、緊急制動、手/自動轉(zhuǎn)換等為按鈕控制)、無儀表控制方式,控制操作功能在觸摸屏上完成,通過通信電纜將指令傳遞到PLC中,由PLC輸出點(diǎn)控制中間繼電器、繼電器板的動作,從而大大地減少配線、維修的工作量。取消了儀表,降低了系統(tǒng)硬件成本支出,儀表的顯示功能由觸摸屏完成,配有專門的顯示畫面模擬儀表。觸摸屏與工控機(jī)的稱重顯示數(shù)據(jù)統(tǒng)一來自PLC,工控機(jī)作為主控,觸摸屏作為輔控,在上位計算機(jī)故障的情況下,觸摸屏可取代上位機(jī)完成全自動生產(chǎn)功能,一機(jī)雙控,同步顯示,進(jìn)一步提高穩(wěn)定性。以下對觸摸屏+PLC在混凝土攪拌站控制系統(tǒng)中的應(yīng)用加以介紹。
1系統(tǒng)硬件組成與結(jié)構(gòu)原理
某攪拌站采用4種骨料、3種水泥、2種煤灰、2種液態(tài)添加劑、2種粉劑和水作為標(biāo)準(zhǔn)物料,骨料稱量誤差范圍小于±2%,其它物料稱量誤差范圍小于±1%。硬件由可編程控制器(含開關(guān)量輸入/輸出模塊、模擬量輸入模塊)、觸摸屏1臺、工控機(jī)1臺、信號放大板3塊、打印機(jī)、傳感器及電器元件等組成。
(1)PLC作為控制單元,是整個系統(tǒng)的控制核心。選用CP1H系列XA40DR-A(本機(jī)帶24路開關(guān)量輸入、16路開關(guān)量輸出、4路模擬量輸入模塊)CPU單元+16ER開關(guān)量輸出擴(kuò)展模塊+AD041模擬量輸入擴(kuò)展模塊。接收的開關(guān)量、模擬量經(jīng)處理后輸出以控制繼電器的動作,同時與觸摸屏、工控機(jī)進(jìn)行實時通信,為觸摸屏工控機(jī)的顯示提供數(shù)據(jù),并對觸摸屏、工控機(jī)輸入的信息進(jìn)行處理。
(2)觸摸屏采用Ntouch系統(tǒng)10in顯示屏,實現(xiàn)人機(jī)對話。與PLC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和交換,將外部輸入的參數(shù)寫入PLC系統(tǒng),同時將PLC系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)讀入觸摸屏,實現(xiàn)秤上數(shù)據(jù)的實時顯示,目標(biāo)值的設(shè)定以及生產(chǎn)參數(shù)的設(shè)置等。
(3)打印機(jī)接收工控機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)送過來的打印數(shù)據(jù),將生產(chǎn)發(fā)貨單、生產(chǎn)數(shù)據(jù)查詢表、數(shù)據(jù)統(tǒng)計表等打印出來。
(4)信號放大板及傳感器:信號放大板為傳感器提供12V激勵電壓,傳感器將質(zhì)量轉(zhuǎn)變成0~24mV電壓信號輸入信號放大板,再經(jīng)過信號放大板逐步放大達(dá)到PLC能接受的0~10V電壓信號,再通過PLC模擬量輸入模塊(AD轉(zhuǎn)換模塊)輸入PLC系統(tǒng)。
(5)電器元件:包括中間繼電器、繼電器板、限位開關(guān)、電磁閥及接觸器等。限位開關(guān)向PLC系統(tǒng)提供輸入信號,中間繼電器、繼電器板執(zhí)行PLC系統(tǒng)的輸出,控制電磁閥、接觸器等。電磁閥控制氣動門的開關(guān),接觸器再控制電機(jī)的啟動與停止。
2觸摸屏的特點(diǎn)及功能
觸摸屏監(jiān)控器適于在惡劣的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用,可代替普通或工控計算機(jī)作為人機(jī)界面,具有交互性好,可靠性高,編程簡單,與PLC連接簡便等特點(diǎn)。本系統(tǒng)為無按鈕無儀表控制方式,故要求觸摸屏的主要功能有:(1)取代儀表,能實時讀取PLC數(shù)據(jù)并顯示各秤質(zhì)量,方便手動操作。
(2)觸摸屏上的觸摸按鈕可產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)信號,從而產(chǎn)生相應(yīng)的動作以控制系統(tǒng)或設(shè)備的運(yùn)行,完成手動操作功能。
(3)能夠設(shè)定配方和生產(chǎn)參數(shù),并帶有模擬運(yùn)行圖,在上位機(jī)出現(xiàn)故障時可啟動全自動生產(chǎn)。
3PLC在系統(tǒng)中的作用
(1)與觸摸屏、工控機(jī)進(jìn)行實時通信,為顯示提供數(shù)據(jù),并對觸摸屏、工控機(jī)輸入的信息進(jìn)行處理。
(2)完成模擬量到數(shù)字量的AD轉(zhuǎn)換功能。
(3)自動修正落差、自動零位跟蹤。
(4)完成配料、生產(chǎn)控制功能。
4觸摸屏畫面設(shè)計
觸摸屏畫面采用MCGS軟件進(jìn)行設(shè)計,然后從電腦下載到觸摸屏即可使用。電腦與觸摸屏之間采用標(biāo)準(zhǔn)的交叉網(wǎng)線連接進(jìn)行下載傳輸,觸摸屏與PLC之間通過RS232通信電纜進(jìn)行連接,完成PLC與觸摸屏兩者之間的信息交互。觸摸屏讀取PLC內(nèi)部狀態(tài)點(diǎn)的變化,得到當(dāng)前畫面運(yùn)行狀態(tài),也可修改PLC內(nèi)部的配方、生產(chǎn)參數(shù)等數(shù)據(jù),完成按鈕手動操作功能。
4.1歡迎界面的設(shè)計
在編程軟件上,創(chuàng)建一個歡迎界面,幾秒之后切換到運(yùn)行畫面。在歡迎界面和其中的觸摸按鈕上可放置文本、圖標(biāo),對系統(tǒng)進(jìn)行說明與標(biāo)注等。
4.2配方編輯界面的設(shè)計
用戶需要設(shè)定的配比數(shù)據(jù)為:骨料4種、水泥3種、煤灰2種、粉劑2種、水、液劑2種,另外加攪拌總方數(shù)、每批攪拌罐數(shù)、每罐攪拌方數(shù)。每種物料的數(shù)據(jù)值通過變量與PLC內(nèi)數(shù)字存儲區(qū)的位置相對應(yīng),在觸摸屏中設(shè)定的配比數(shù)據(jù)將被傳遞到PLC相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中。
4.3儀表顯示界面的設(shè)計
用戶需要顯示的秤值數(shù)據(jù)有4種骨料秤、水泥秤、添加劑秤、水秤、粉劑秤、煤灰秤等9個秤值數(shù)據(jù)。同時采集了各秤的運(yùn)行、稱滿、卸料信號,外加各秤清零功能。
4.4按鈕手動操作界面的設(shè)計
手動操作在觸摸屏上完成,外部的手/自動旋鈕控制手動按鈕是否可用,手動時按鈕可用,自動生產(chǎn)時手動操作按鈕無效。同時,各物料的配比值、實際值及各秤的稱量數(shù)據(jù)均可實時顯示。
5結(jié)束語
本文所述的混凝土攪拌站控制系統(tǒng)中需要實時更新的量為稱重數(shù)據(jù)及實際值等,采用觸摸屏作為人機(jī)交互工具,簡單直觀,便于操作。PLC作為中央處理單元,兩者在系統(tǒng)中結(jié)合使用,實現(xiàn)了控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時交換,在實際使用中取得了良好的效果。
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