摘要：介紹了基于觸摸屏和PLC的棉花打包機(jī)控制系統(tǒng)，其具有方便的人機(jī)界面、可靠的控制性能，經(jīng)實(shí)際 應(yīng)用獲得了良好的效果。
關(guān)鍵詞：觸摸屏；PLC;棉花打包機(jī)
可編程控制器(PLC)的使用可提高控制系統(tǒng)的可 靠性和控制精度、增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，而觸摸屏 的使用則為整個(gè)控制系統(tǒng)提供了良好的人機(jī)操作界 面，因此二者的聯(lián)合控制系統(tǒng)將越來越廣泛地應(yīng)用于 工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。棉花打包機(jī)在工作時(shí)動作繁多， 且要求各個(gè)動作之間有嚴(yán)格的邏輯順序關(guān)系。為保證 打包機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行并提髙其可靠性，采用 HITECH觸摸屏和臺達(dá)公司的DVP系列PLC對棉 花打包機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
1控制要求及系統(tǒng)組成 1.1控制工藝要求
棉花打包機(jī)主要有喂棉、踩棉、壓棉、小車輸送 與機(jī)械手推包等幾個(gè)重要工序，該設(shè)備以液壓系統(tǒng)和 電機(jī)作為動力。主、預(yù)壓系統(tǒng)分別由兩臺電機(jī)驅(qū)動，小 車機(jī)械手、輸送帶、轉(zhuǎn)箱等分別由各自電機(jī)控制。打 包機(jī)為了能夠完成打包并保證打包的質(zhì)量，工作時(shí)必 須滿足以下控制工藝要求：
(1)每個(gè)工步均可在手動與自動狀態(tài)下工作。
(2)主、預(yù)壓油缸協(xié)調(diào)動作，共同完成對棉包的 預(yù)壓與主壓。
(3)對踩棉壓力與壓棉壓力設(shè)有檢測和報(bào)警裝置。
(4)•考慮到效率問題，壓棉、踩棉、喂棉的油缸 行程分為幾個(gè)速段。
(5)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中不同設(shè)備并行動作的控制要求。
(6)對打包的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。
1.2 系統(tǒng)工作原理及組成
系統(tǒng)工作時(shí)，觸摸屏作為人機(jī)界面使操作狀態(tài)、當(dāng) 前過程值以及連續(xù)的PLC故障可視化，并通過組態(tài)變
量建立觸摸屏與PLC的通訊，使觸摸屏上的各項(xiàng)設(shè)定 值輸人PLC。同時(shí)，PLC接收現(xiàn)場各狀態(tài)檢測信號，按 預(yù)先編寫的程序?qū)崿F(xiàn)計(jì)算和控制輸出功能，從而實(shí)現(xiàn) 該系統(tǒng)對電氣柜和液壓系統(tǒng)的控制，最終控制打包機(jī) 完成棉花打包任務(wù)。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。
圖1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)控制工藝要求，綜合輸人、輸出點(diǎn)數(shù)，采用 臺達(dá)公司的模塊化PLC。具體硬件配置如下：CPU模 塊（DVP—14SS)1個(gè)；模擬量I/O模塊（DVP — 04AD)1 個(gè)；16 路開關(guān)量 I/O 模塊（DVP —16SP)3 個(gè)路開關(guān)量I/O模塊(DVP — 08SPH個(gè)；8路開關(guān) 量輸出模塊(DVP —08SN)1個(gè)。該機(jī)型體積小、功能 強(qiáng)大、系統(tǒng)升級方便。
3軟件設(shè)計(jì)
3. 1 PLC軟件設(shè)計(jì)
DVP系列PLC在其編程軟件WPLSoft2. 07的 運(yùn)行環(huán)境中可用梯形圖（LAD)或語句表(STL)進(jìn)行 編程，編譯通過后可由專用通訊電纜下載到PLC。
打包機(jī)在工作時(shí)動作較多，且各個(gè)動作之間有嚴(yán) 格的邏輯關(guān)系，每一工步的控制均可采用自動和手動 兩種模式。PLC采集現(xiàn)場行程開關(guān)、光電傳感器和壓 力傳感器的信號，從而控制下一動作的觸發(fā)，并在壓 力值越界時(shí)發(fā)出報(bào)警信號。整個(gè)程序的控制方式為順 序控制，程序控制框圖見圖2。
圖2棉花打包機(jī)程序控制框圖
3-2 觸摸屏人機(jī)界面設(shè)計(jì)
HITECH—ADP提供了多種控制器件庫、圖形控件 和功能組件，通過組態(tài)出的各種顯示和控制功能實(shí)現(xiàn)系 統(tǒng)操作狀態(tài)、當(dāng)前過程值及故障的可視化。利用人機(jī)界 面操作監(jiān)控系統(tǒng)，對PLC中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、記 錄、存儲、處理，從而滿足各種監(jiān)控要求。軟件還可以 為不同的操作人員設(shè)置不同的操作密碼和相應(yīng)的操作 權(quán)限。觸摸屏軟件的設(shè)計(jì)包括創(chuàng)建畫面和信息，并將它 們和程序相連。具體概括為以下三個(gè)步驟：
(1)界面的可視化設(shè)計(jì)。界面組態(tài)具體涉及輸人/ 輸出區(qū)域組態(tài)、指示器組態(tài)、功能鍵組態(tài)、控制鍵組 態(tài)及文本顯示等各種格式，可根據(jù)實(shí)際控制功能的差 異設(shè)計(jì)不同的畫面。
(2)設(shè)定變量。變量在觸摸屏的組態(tài)功能(輸入/
Application of TP and
輸出區(qū)域、功能鍵等）與PLC的相應(yīng)I/O接點(diǎn)及存儲 單元之間建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)觸摸屏敏感元件對PLC的控 制及參數(shù)的輸人、PLC當(dāng)前過程值及報(bào)警信號向觸摸 屏的輸出。
(3)設(shè)置通訊參數(shù)，實(shí)現(xiàn)觸摸屏與PLC的通訊。
圖3為棉花打包機(jī)控制系統(tǒng)操作界面，其主要功 能如下：①主界面：觸摸屏的默認(rèn)界面，實(shí)現(xiàn)操作者 密碼設(shè)定、系統(tǒng)時(shí)間設(shè)定，并可切換到其它任意界面。 ②手動操作界面：界面上設(shè)置若干功能按鍵，分別對 打包機(jī)的每個(gè)動作進(jìn)行手動操作。③狀態(tài)監(jiān)控界面:通 過此界面，操作人員可以對打包機(jī)的運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)監(jiān) 控，此界面可顯示當(dāng)前已完成打包數(shù)量及故障報(bào)警信 號。
3S2
圖3棉花打包機(jī)控制系統(tǒng)操作界面
4結(jié)束語
在打包機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，由于觸摸屏的使用 省去了傳統(tǒng)控制方法中的開關(guān)、按鈕、指示燈和儀表 等，這樣相應(yīng)地減少了 PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。觸摸屏 (TP)和可編程控制器(PLC)的聯(lián)合應(yīng)用，簡化了現(xiàn)場 操作，提高了控制程序和人機(jī)界面的靈活性，不但方 便操作，而且使系統(tǒng)性能更加安全可靠，具有廣闊的 應(yīng)用前景。
