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觸摸屏與ＰＬＣ在磁流變拋光機中的應用
摘 要：介紹了PLC和觸摸屏在磁流變拋光機控制系統中的應用。主要闡述了系統組成和工作原理、方案設計及硬件組成，然后對組態(tài)的觸摸屏主要畫(huà)面進(jìn)行了介紹。
關(guān)鍵詞：磁流變拋光機;觸摸屏；PLC；控制系統
1 系統方案設計和組成
1.1 系統的組成和工作原理
系統工作時(shí),觸摸屏以界面形式使操作狀態(tài)、當前過(guò)程值以及連接的PLC的故障可視化,并通過(guò)組態(tài)變量建立觸摸屏與PLC的通訊,使觸摸屏上的各項設定值輸入PLC，同時(shí)PLC接收現場(chǎng)各狀態(tài)檢測信號,按預先編寫(xiě)的程序實(shí)現計算和控制輸出功能，從而實(shí)現對拋光機整個(gè)運動(dòng)過(guò)程的控制。
1.2 系統方案設計
磁流變拋光機要用自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式來(lái)主要完成主軸轉速、擺軸轉速、平擺速度、磁場(chǎng)大小、磁流變液和大小的控制和調節，同時(shí)要對主軸位移和擺軸角度進(jìn)行檢測和控制。當主軸向下運動(dòng)時(shí)位移傳感器準確檢測氣缸下降的位置并將信息傳遞給PLC，當下降的位移量來(lái)達到觸摸屏要求的位移量時(shí)，PLC控制氣缸停止運動(dòng)。主軸轉速、擺軸轉速、平擺速度及拋光液流量的控制均通過(guò)所用的變頻器來(lái)實(shí)現，觸摸屏設定相應的量傳遞給PLC，PLC通過(guò)程序來(lái)控制變頻器從而達到速度和流量的控制。磁場(chǎng)的控制采用定制的加0-10V外控端的直流穩壓電源來(lái)實(shí)現，PLC通過(guò)擴展的模擬量輸出模塊與外控端相連來(lái)控制穩壓電源的輸出電壓從而磁場(chǎng)強弱的控制。磁流變液也是通過(guò)蠕動(dòng)泵的外控端來(lái)進(jìn)行流量的控制。
2 系統硬件設計
根據系統控制工藝要求確定所需的I/O口有：有6個(gè)數字輸入口，2個(gè)模擬量輸入口，14個(gè)數字輸出口，6個(gè)模擬輸出口。PLC應具有的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)一般要比所需冗余20％，以便系統的完善和今后功能擴展預留。所以本系統需要數字量輸入點(diǎn)為8個(gè)，數字量輸出點(diǎn)為18個(gè)。PLC控制系統所需的I/O點(diǎn)總數在256以下，屬于小型機的范圍。所以PLC可以選擇西門(mén)子公司的S7-200系列的CPU224XP型，該機具有14個(gè)直流輸入點(diǎn)，10個(gè)輸出繼電器點(diǎn)，2路模擬量輸入1路模擬量輸出。一個(gè)數字量擴展模塊EM222， 8點(diǎn)繼電器輸出。3個(gè)模擬量輸出模塊EM232。
觸摸屏選用西門(mén)子公司的TP170B color 觸摸屏， 它采用66MHz， 32位的RISC處理器，16色彩色STN屏幕，提供320*240像素，具有配方功能，可與各種主流PLC直接連接，觸摸屏軟件的開(kāi)發(fā)使用專(zhuān)用組態(tài)工具Wincc flexible 進(jìn)行組態(tài)。在觸摸屏上實(shí)現電機的轉速、磁場(chǎng)電壓、泵流量及各種開(kāi)關(guān)量的設定，實(shí)現整個(gè)系統的自動(dòng)、手動(dòng)操作。
3 觸摸屏界面的組態(tài)
Wincc flexible提供了多種控制器件庫、圖形控件和功能組件,通過(guò)組態(tài)出各種顯示和控制功能,實(shí)現系統操作狀態(tài)、當前過(guò)程值及故障的可視化，對PLC中的實(shí)時(shí)數據進(jìn)行顯示、記錄、存儲、處理,從而滿(mǎn)足各種監控要求。還可為不同的操作人員設定不同的操作密碼和相應的操作權限,對一些重要參數設定訪(fǎng)問(wèn)權限,從而保證系統和生產(chǎn)安全。在組態(tài)軟件中創(chuàng )建畫(huà)面和信息,并將它們與PLC程序相連。系統中組態(tài)的主要畫(huà)面有：
�、儆脩�(hù)管理界面組態(tài)。
用戶(hù)管理界面中可以為各用戶(hù)組態(tài)不同的組和權限，例如可以組態(tài)用戶(hù)為操作員、管理員、工程師等組。管理員權限最高，擁有所有的操作權限，管理員組最低，只能進(jìn)行操作不能進(jìn)行任何參數的修改。工程師組可以訪(fǎng)問(wèn)“參數設置畫(huà)面”和輸入設定值。另外每個(gè)用戶(hù)登錄時(shí)必須輸入正確的密碼才能進(jìn)行相應的操作。
②手動(dòng)和自動(dòng)畫(huà)面。
根據系統要求，控制系統需要有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式，因此需要有手動(dòng)和自動(dòng)畫(huà)面。手動(dòng)畫(huà)面可以手動(dòng)選擇各個(gè)部件的開(kāi)關(guān)；可以在各自允許的范圍內任意設定參數值，實(shí)現各電機的無(wú)級調速、磁場(chǎng)的大小、蠕動(dòng)泵流速的大小。圖2為自動(dòng)畫(huà)面中主軸和平擺的開(kāi)關(guān)和轉速設定及顯示畫(huà)面。自動(dòng)畫(huà)面采用配方功能來(lái)實(shí)現加工平面和加工球面兩種工藝，圖3為加工平面的配方視圖，在每一種配方下有設有幾種參數，工作時(shí)任意選定一種參數，機器的各個(gè)部件即按照也設定好的參數自動(dòng)運行。
�、蹐缶�(huà)面。
報警用來(lái)指示控制系統中出現的錯誤事件或操作狀態(tài)，先組態(tài)好報警變量，運行時(shí)當系統出現異常時(shí)報警指示燈在各個(gè)畫(huà)面上都會(huì )閃爍并在報警視圖中顯示當前錯誤事件的信息，
參考文獻
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