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本文著重介紹了觸摸屏作為上位機管理係統與 PLC通訊在混凝土攪拌樓中的實際應用，主要闡述了該係統采用集中控製方式的優越性以及製作方法。該係統特點是觸摸屏通過 RS232 串行通訊，達到管理與控製相結合，便於實時監控，減少了故障率，大大提高了施工生產效率。
關鍵詞： 觸摸屏 PLC 攪拌樓 應用特點
一、 TP 介紹
（ 1) 簡介
TP 觸摸式工業圖形顯示器（簡稱觸摸屏）是一種連接人類和機器（主要為 PLC ）的人機界麵（國外稱為 HMI 或 MMI ），被稱為 PLC 的臉麵。它是替代傳統控製麵板和鍵盤的智能化操作顯示器。可用於參數設置、數據顯示、以曲線、動畫等形式描繪自動化控製過程，並可簡化 PLC 的控製程序。
比之模擬儀表、操作台控製的優點：
1 ） 體積變小，幾乎不占空間；
2 ） 連線簡單化。
(2) TP 觸摸屏的主要作用
監視：以數據、曲線、圖形、動畫等各種形式來反映 PLC 內部位狀態，存儲器數值，從而直觀反應工業控製係統的流程、走向。
控製：可以通過觸摸操作改變 PLC 內部位狀態，存儲器數值，從而參與過程控製。
(3) TP 觸摸屏主要功能
1 ） 以動畫形式表現控製過程，可實現工況圖、流程圖，設備由靜態到運行，畫麵模擬動畫顯示；
2 ） 離散點的 ON/OFF 表示；可實現管道、閥門、指示燈的顏色變化，電氣開關閘刀的開合、檔板的開關、多選一開關的實現等；
3 ） 參數設置、數據顯示；可設計數據表格，製作操作麵板的仿真圖象；
4 ） 棒圖、（半）餅圖、容器圖、趨勢圖及各種儀表表示；可製作操作麵板的仿真圖象，可實現信號量值、液體深度的變化；模擬表頭指針或遊標的移動等；
5 ） 各種報警動作：生產過程中出現異常情況，自動報警並用文字顯示故障類型，畫麵同時自動切換至故障所在的流程畫麵；
6 ） 可進行報表打印（非屏幕硬拷貝）、報警信息打印，打印時序可由用戶確定；可連 CCTV 監視頭（ NTSC 製式），顯示現場實時信息。
7) 把原來的開關、指示燈等移到觸摸屏上，則可省去 PLC 上原來對應開關、指示燈等的輸入輸出點，從而可減小 PLC 係統的規模。
8 ）權限管理：操作員隻有在開機時輸入正確的登陸密碼後，觸摸屏才能進入運行狀態
(4) TP 觸摸屏在惡劣條件下使用特點
1) 防塵、抗震
2) 防水、防電磁
二、可編程序控製器（ PLC ）在攪拌樓控製中的應用特點：
１）可靠性高 PLC 在硬件和軟件上采取了一係列抗幹擾措施，使它可直接安裝於工業現場而穩定可靠的工作，防磁，抗震，防塵。
２）編程簡單、容易掌握。
３）適應性強，應用靈活。攪拌樓中心控製室的 PLC 係統可同時控製攪拌樓附屬設備如：攪拌樓的骨料上料皮帶、水泥及粉煤灰的脈衝控製係統。
４）控製係統設計、修改、調試方便，工作量少。
５）功能強大。 PLC 具有開關量輸入 / 輸出，模擬量輸入 / 輸出，大量的內部中間繼電器，時間繼電器，特殊繼電器，數據寄存器，可進行邏輯控製、數據處理、模擬量處理。
三、 TP 和 PLC 在攪拌控製係統中的應用
1) 數據流程
在這套控製係統中， TP 主要是發揮工業流程監控、數據顯示、資料存儲、打印、生產管理、發布生產操作命令的作用，它並不參與過程控製， PLC 主要是采集現場生產信息 , 及時向 TP 傳送各類生產狀態和數據如：配料門的限位、攪拌機的狀態、各稱量鬥的傳感信號，操作台的開關信號等，使 TP 能以生動形象的動畫形式及時顯示出來， PLC 根據程序運行結果和 TP 發布的指令來控製現場設備。具體見如下框圖：
2) 係統配置框圖
3) 係統主要構成：
觸摸屏 : TP 采用 加拿大 TouchWin 公司 TP 係xi列lie觸chu摸mo屏ping，它ta負fu責ze處chu理li現xian場chang與yu運yun行xing操cao作zuo有you關guan的de人ren機ji界jie麵mian，使shi操cao作zuo員yuan通tong過guo觸chu摸mo屏ping實shi時shi了le解jie現xian場chang運yun行xing狀zhuang態tai，各ge種zhong生sheng產chan數shu據ju的de當dang前qian值zhi以yi及ji是shi否fou有you故gu障zhang報bao警jing發fa生sheng，並bing可ke對dui工gong藝yi生sheng產chan過guo程cheng進jin行xing控kong製zhi和he調tiao節jie , 觸摸屏本身具有 “ 配方 ” 功能，通過其內部的宏指令可以將不同產品的不同工藝配方存儲在其中，隨時調用，大大節提高工作效率 , 它可以與近 30 個廠家的 PLC 通訊，兼容性極強，而且還可以和計算機通訊（開放式通訊協議），基於 Windows98/2000/XP 操作平台下的專用組態軟件，界麵友好直觀，易學易用，大大節省產品開發周期。具有 RS232/422/485 通訊口，方便於連接其它廠家的 PLC 及外設產品（如：條形碼、存儲卡、變頻器、個人計算機等）。觸摸屏上的並行口還可以直接和打印機連接實時或定時打印當前或曆史數據。在編程軟件中選擇好觸摸屏和 PLC 型號後，在其係統設定中選擇 PLC 型號，通訊的波特率為 38400bps ；奇偶校驗為奇校驗；數據長度 8 位；停止位 1 位；通訊方式 RS-232 。
……PLC 可采用 XINJE 或西門子、歐姆龍等係列產品
…… 打印機 可采用 HP 或其他品牌的針式打印機和噴墨打印機
……TP 軟件 采用 TP 專用的製作軟件 TPsoft 編程軟件中備有大量的圖形庫（開關、燈、棒圖等）供選擇，還可以根據用戶需求編輯所需要的工藝圖形，能夠轉換 BMP 文件和 AUTOCAD 中的 DXF wenjian。haijuyouliuyanbangongnengyongyujiaojiebanjiluyong。zaibianchengruanjianzhongkeyishedingchumopingbeiguangdengdeguanbishijian，jieshengqishiyongshouming。chumopingzhongjuyouneibubianchengzhiling ―― 宏命令，可以減輕 PLC 的編程負擔，甚至有些簡單的設備中可以取代 PLC ，由觸摸屏編程直接和其它設備通訊
……PLC 編程軟件 采用的是 XINJE 的 FC 編程軟件，用它完成整個程序的編製、調試。
…… 監視攝像頭
…… 軟起動器
4) TP+PLC 控製係統參數：
(1)A/D 轉換 :1-16 路通道
(2) I/O 模塊 : 采用 DC 輸入輸出 , 光電和機械隔離
(3) 配料精度 :
水泥 粉狀 水劑 :±1%
砂石骨料 :±2%
5) 觸摸屏和 PLC 控製係統的主要功能：
(1) 整個控製過程處於中文係統下工作 , 管理完全漢化
(2) 實現配料 , 下料 , 拌和 , 出砼自動控製
(3) 拌和時間 , 下料順序隨即可調
(4) 配料 , 下料 , 拌和動態模擬顯示
(5) 係統自動校稱
(6) 配方可達 200 餘種
(7)I/O 狀態自動檢測
(8) 自動生成數據庫 , 生產流程圖 , 報警係統圖 , 參數報表
曆史查詢 , 報表製作和打印
四 . 下麵以某電站 2× 1m3 攪拌樓為例介紹各方麵的製作
1) 係統組成：
…… 觸摸屏選用 TFT 液晶顯示器
…… 可編程序控製器選用信捷 FC-32R-E
…… 打印機選用 EPSON
2) 附屬設備：
…… 強電櫃一台，主要為各種動力設備提供電源、及各控製電源
…… 操作台一台
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……PLC 及放大器櫃
…… 上料皮帶控製箱
…… 傳感器 10 套
…… 其他低壓電器
3) 觸摸屏畫麵的製作采用 TouchWin 編(bian)輯(ji)工(gong)具(ju)軟(ruan)件(jian)完(wan)成(cheng)。各(ge)畫(hua)麵(mian)畫(hua)麵(mian)包(bao)括(kuo)各(ge)控(kong)製(zhi)菜(cai)單(dan)及(ji)視(shi)頻(pin)窗(chuang)口(kou)，首(shou)頁(ye)可(ke)由(you)相(xiang)關(guan)單(dan)位(wei)編(bian)寫(xie)廣(guang)告(gao)畫(hua)麵(mian)歡(huan)迎(ying)詞(ci)或(huo)係(xi)統(tong)機(ji)型(xing)說(shuo)明(ming)。本(ben)係(xi)統(tong)主(zhu)要(yao)包(bao)含(han)以(yi)下(xia)幾(ji)項(xiang)：
在主菜單畫麵中設計了 9 個畫麵選擇開關 , 用於打開 9 個不同功能的畫麵 , 畫麵分布 :
a) 流程控製 : 在生產過程中切換到此畫麵 , 用於生產流程監控和控製
b) 重量設定 : 主要是用於配方設定和修改
c) 時間設定 : 主要是用於攪拌機攪拌時間設定 , 配料抖動時間及提前量設定，下料順序時間參數設定
d) 主控畫麵：在進行係統校驗時用於主控係統運算的基本參數，這也是程序運算的核心，因此為了防止誤修改在標定畫麵中加入了權限功能
e) 狀態監控：真實反映現場的 I/O 狀態，利於故障的檢查和排除
f) 配方：用於存儲配方和調用配方，在此係統中設計了 20 個配方
g) 數據列表：在生產過程中隨時記錄每一循環的稱量數據，便於彙總查詢和打印
h) 打印：根據數據報表的內容控製打印機，在本係統中采用的時針式打印機
i) 資料管理：主要是操作使用說明以及相關的接線信息
下麵列舉本係統幾個主要畫麵：
在zai設she計ji各ge畫hua麵mian控kong件jian時shi，首shou先xian在zai畫hua麵mian框kuang中zhong畫hua出chu所suo需xu要yao的de控kong件jian，然ran後hou進jin行xing大da小xiao比bi例li調tiao整zheng，上shang色se，接jie下xia來lai進jin行xing屬shu性xing連lian接jie，畫hua麵mian上shang的de控kong件jian屬shu性xing數shu據ju全quan部bu由you下xia位wei機ji PLC 提供，所以 TP 畫麵製作起來非常方便快捷，在實際運行過程中，若需在 TP 畫麵中增加新的內容，如開關、菜單選擇等，隻需在設計軟件中增加相應的項目傳送至 TP 即可。
在 TP 和 PLC 進行通訊和調試參數前，需特別注意以下幾點：
a) 選擇直接傳送方式：選擇直接通訊方式 ( 選擇 PLC 類型及對應 I/O 地址 ), 該方式下 ,TP 直接讀取或改寫 PLC 的數據寄存器和繼電器內容 , 這樣可以大大減輕 PLC 用戶程序的負擔 .
b) 係統數據區：當選擇直接傳送方式時 ,TP 內部寄存器首地址開始的數個數據寄存器被規定為係統數據區 , 係統數據完成畫麵切換等動作 ,TP 和 PLC 內部占用特定的寄存器區 , 完成各種功能．係統數據區是 TP 與 PLC 交換數據的媒體 ,TP 初始化時 , 需確定 PLC 係統數據區的的起始定義號．
6)PLC 的程序分三部分設計：傳感器模擬量數據采集及處理、邏輯控製部分、報表處理部分。在實際應用中，可根據需要隨時增加 PLC 的功能，如：攪拌樓（站）附屬設備的控製，皮帶係統和水泥、煤灰脈衝係統等． PLC 實時采集傳感稱量值和輸入信號 , 經邏輯運算後 , 由輸出模塊控製稱量鬥、攪拌機、螺旋輸送機的啟停以及報警等。程序設計思想和步驟 :a) 首先要全麵了解被控製對象的機構、運行過程等，並明確動作邏輯關係； b) 根據係統功能要求（包括輸入、輸出信號數量的多少、性質、參數；選擇 PLC 型號及各種附加配置，並有規則、有目的的分配輸入、輸出點； 根據控製及流程要求，對應輸入、輸出開發相應應用程序； c ）同時連接 PLC 與外部設備連線 , 將編製完成的程序寫入 PLC 中，模擬工況運行，進行調試及修改； d) 在模擬調試成功後，接入現場實際控製係統中進行再次調試，直至完全通過為止 . FC 係列編程工具是 WINDOWS 環境下的 PLC 編程軟件 , 利用本軟件可以進行程序設計，編程實現，編寫注釋說明文檔和維護控製應用係統 , 它可以用兩種方式編程即梯形圖編程和命令語編程 , 見下圖：
料(liao)皮(pi)帶(dai)由(you)於(yu)在(zai)配(pei)料(liao)過(guo)程(cheng)中(zhong)頻(pin)繁(fan)起(qi)動(dong)，所(suo)以(yi)在(zai)這(zhe)裏(li)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)軟(ruan)起(qi)動(dong)器(qi)。其(qi)目(mu)的(de)主(zhu)要(yao)是(shi)保(bao)護(hu)電(dian)機(ji)和(he)機(ji)械(xie)，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)是(shi)防(fang)止(zhi)因(yin)頻(pin)繁(fan)起(qi)動(dong)引(yin)起(qi)的(de)電(dian)網(wang)電(dian)壓(ya)衝(chong)擊(ji)
五．結束語
本係統由於采用目前國內市場占有量較高，技術成熟的加拿大 TouchWin 公司的人機界麵及 FC 係統可編程控製器，既使生產過程中 PLC 控製係統硬件發生故障，也可以立即查明原因更換相應器件，最大限度的縮小在線維修時間 , 另外在這種配置中，當 TP 因在運行中出現意外故障，無法顯示和監控時， PLC 能neng單dan獨du完wan成cheng一yi係xi列lie的de工gong作zuo，互hu不bu受shou影ying響xiang，這zhe樣yang是shi防fang止zhi當dang人ren機ji界jie麵mian出chu現xian問wen題ti時shi，帶dai來lai係xi統tong控kong製zhi失shi靈ling。在zai係xi統tong界jie麵mian設she計ji過guo程cheng中zhong，比bi較jiao多duo的de考kao慮lv了le用yong戶hu的de實shi際ji需xu求qiu，界jie麵mian操cao作zuo簡jian潔jie，明ming了le。當dang生sheng產chan過guo程cheng硬ying件jian狀zhuang態tai發fa生sheng變bian化hua時shi，勿wu需xu修xiu改gai軟ruan件jian，僅jin需xu在zai線xian進jin行xing簡jian單dan參can數shu設she定ding既ji可ke，係xi統tong維wei護hu性xing強qiang。
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