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可編程控制器（PLC）具有運算速度快，指令豐富，功能強大，可靠性高，使用方便，編程靈活及抗干擾能力強等特點，但是由于其本身不具備人機交互功能，編寫的程序只能在后臺運行?；炷翑嚢枵究刂葡到y(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)運行狀態(tài)，實時顯示秤上數(shù)據(jù)，還可以進行模擬動畫顯示。

采用觸摸屏+PLC形式的控制系統(tǒng)為無按鈕（只有攪拌機、空壓機、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。觸摸屏與工控機的稱重顯示數(shù)據(jù)統(tǒng)一來自PLC，工控機作為主控，觸摸屏作為輔控，在上位計算機故障的情況下，觸摸屏可取代上位機完成全自動生產(chǎn)功能，一機雙控，同步顯示，進一步提高穩(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1臺、信號放大板3塊、打印機、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)量輸出擴展模塊+AD041模擬量輸入擴展模塊。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、工控機進行實時通信，為觸摸屏工控機的顯示提供數(shù)據(jù)，并對觸摸屏、工控機輸入的信息進行處理。

（2）觸摸屏采用Ntouch系統(tǒng)10in顯示屏，實現(xiàn)人機對話。與PLC系統(tǒng)進行數(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）打印機接收工控機控制系統(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)，接觸器再控制電機的啟動與停止。

2觸摸屏的特點及功能

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作為人機界面，具有交互性好，可靠性高，編程簡單，與PLC連接簡便等特點。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)，并帶有模擬運行圖，在上位機出現(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、工控機進行實時通信，為顯示提供數(shù)據(jù)，并對觸摸屏、工控機輸入的信息進行處理。

（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)線連接進行下載傳輸，觸摸屏與PLC之間通過RS232通信電纜進行連接，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)點的變化，得到當(dāng)前畫面運行狀態(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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