【文章內(nèi)容簡介】 及應(yīng)付隨時可能變化信息的多功能顯示屏幕，隨著機械設(shè)備的飛速發(fā)展，使用人機界面使機器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化，同時也降低了生產(chǎn)的成本。觸摸屏作為一種新型的人機界面，簡單易用，有強大的功能及優(yōu)異的穩(wěn)定性使它非常適合用于工業(yè)環(huán)境，應(yīng)用非常廣泛。MT500系列觸摸屏使專門面向PLC應(yīng)用的，它不同于一些簡單的儀表式或其他的一些簡單的控制PLC的設(shè)備，其功能非常強大，使用方便。 設(shè)計方案在選擇好PLC型號和編程工具后，需要有一個清晰的設(shè)計思想，首先建立通訊，然后編制監(jiān)控軟件模塊。（1）PC機和PLC的通訊雙方通訊的前提就是必須首先對通訊串口設(shè)置相同的數(shù)據(jù)位，起始位，結(jié)束位，波特率和奇偶校驗。對Easy View 500 及大部分PLC而言只支持非同步傳輸模式，必需有實體介面作為傳輸?shù)拿浇閷?shù)據(jù)以非同步傳輸模式送出及接收。利用一臺PC機RS232串行端口COM1和COM2進行調(diào)試，把RS232通訊線的一端接在PLC的RS232接口上，發(fā)送正確的通訊指令，檢測是否得到正確的PLC響應(yīng)[4]。（2）測試PLC的通訊命令查閱通訊協(xié)議，利用上面所做的通訊程序，不斷給PLC發(fā)送各種指令，直到能得到PLC的正確響應(yīng)為止。（3）向PLC發(fā)送命令幀PLC和PC機的通訊能順利進行的基礎(chǔ)上，發(fā)送正確通訊命令幀給PLC，分析處理反饋回來的代碼信息，得到PLC各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)[7]。（4）編制監(jiān)控程序的界面用Easy View 500 系列觸摸屏軟件編輯監(jiān)控界面，能直觀的顯示出PLC資源的狀態(tài)及數(shù)據(jù)信息。 通訊與監(jiān)控系統(tǒng)的功能通訊與監(jiān)控系統(tǒng)模塊的主界面如圖3所示，在菜單[編輯]中選擇[系統(tǒng)參數(shù)]項，將出現(xiàn)以下對話框：圖3 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置在系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置可以分別對[PLC設(shè)置]、[一般]、[指示燈]、[安全等級]、[編輯器]、[硬件]進行設(shè)置。在[PLC設(shè)置]中，可以對PLC的類型，人機類型，通信口類型等進行設(shè)置，在本次設(shè)計中，選擇OMRON系列的PLC，人機類型選擇MT510S/508S 640*480。該系統(tǒng)模塊有以下幾項功能：PC機與歐姆龍CPM系列PLC通訊功能的實現(xiàn)、I/O點、數(shù)據(jù)寄存器、中間繼電器等PLC內(nèi)部寄存器的監(jiān)控功能的實現(xiàn)。在一些分布式控制系統(tǒng)中普遍采用串行數(shù)據(jù)通訊，即用來自微機串行的命令對控制對象進行控制操作，歐姆龍CPM2H系列PLC與PC機之間進行數(shù)據(jù)傳送時所采用的是RS232通訊接口。 歐姆龍CPM2AH系列PLC的通訊協(xié)議通訊協(xié)議就是通訊雙方就如何交換信息所建立的一些規(guī)定和過程。歐姆龍CPM2AH系列PLC通訊系統(tǒng)的基本協(xié)議是歐姆龍公司提供的HOSTLINK通訊協(xié)議[4]。上位機連接系統(tǒng)即HOSTLINK系統(tǒng)是一種即優(yōu)化又經(jīng)濟的通訊方式，它適合一臺上位機與一臺或多臺PLC進行鏈接。上位機可對PLC傳送程序，并監(jiān)控PLC的數(shù)據(jù)區(qū)，以及控制PLC的工作情況。其編程口通訊協(xié)議命令如表2所示：表2 歐姆龍通信協(xié)議命令識別碼PLC的工作模式命令運行監(jiān)視編程RR有效有效有效讀出輸入/輸出/內(nèi)部輔助/特殊輔助繼電器區(qū)RL有效有效有效讀出鏈接繼電器（LR）區(qū)RH有效有效有效讀出保持繼電器（HR）區(qū)RC有效有效有效讀出定時器/計數(shù)器當(dāng)前值區(qū)RG有效有效有效讀出定時器/計數(shù)器狀態(tài)值RD有效有效有效讀出數(shù)據(jù)內(nèi)存（DM）區(qū)RJ有效有效有效讀出輔助記憶繼電器（AR）區(qū)WR無效有效有效寫入輸入/輸出/內(nèi)部輔助/特殊輔助繼電器區(qū)WL無效有效有效寫入鏈接繼電器（LR）區(qū)WH無效有效有效寫入保持繼電器（HR）區(qū)WC無效有效有效寫入定時器/計數(shù)器當(dāng)前值區(qū)WG無效有效有效寫入定時器/計數(shù)器狀態(tài)值WD無效有效有效寫入數(shù)據(jù)內(nèi)存（DM）區(qū)WJ無效有效有效寫入輔助記憶繼電器（AR）區(qū)MS有效有效有效讀出狀態(tài)SC有效有效有效寫入狀態(tài)KS無效有效有效強制置位KS無效有效有效強制復(fù)位5 PLC程序設(shè)計 多級皮帶機雙向控制PLC設(shè)計方案 本設(shè)計中是對多級皮帶機控制，在此以四級皮帶機為例來說明其控制方法。一般工礦場所常用的是皮帶機逆流啟動控制，可以確保其安全上料，但是逆流啟動控制系統(tǒng)該方式對運輸機數(shù)量較多的系統(tǒng)，因啟動時間長、設(shè)備空運轉(zhuǎn)而造成機械磨損和能源損耗。本設(shè)計以PLC為核心控制器，以觸摸屏為人機交互界面，設(shè)計具備“順流啟動”和“逆流啟動”兩種方式的雙向啟動控制系統(tǒng)，可根據(jù)需要隨時轉(zhuǎn)換，以滿足工藝要求，同時通過觸摸屏對全過程進行動態(tài)監(jiān)控[6]。應(yīng)用歐姆龍PLC控制四級皮帶機運行設(shè)計方案：(1) 采用啟動信號控制主程序運行，在主程序中進行選擇采用逆流或者順流方式啟動皮帶機。(2) 當(dāng)選擇逆流啟動時，皮帶機B4先開始啟動，啟動3秒后，皮帶機B3開始啟動，在B3啟動運行3秒后，皮帶機B2開始啟動運行，在B2啟動運行3秒后B1開始啟動，系統(tǒng)開始上料運行，若此時有流程設(shè)備產(chǎn)生故障，則故障設(shè)備的上游設(shè)備將無法啟動，并彈出信息提示和聲光報警，在有關(guān)人員確認(rèn)后發(fā)出流程停止命令對己啟動的設(shè)備全部逆序停止。待系統(tǒng)正常后，程序控制系統(tǒng)逆流啟動。(3) 當(dāng)選擇順流啟動時，程序跳轉(zhuǎn)至順流啟動開始進行運行，使用跳轉(zhuǎn)指令使兩種啟動方案互不干擾，皮帶機B1先開始啟動，啟動3秒后，皮帶機B2開始啟動，在B2啟動運行3秒后，皮帶機B3開始啟動運行，在B3啟動運行3秒后B4開始啟動，在系統(tǒng)開始啟動后就上料運行，若此時有流程設(shè)備產(chǎn)生故障，則故障設(shè)備的下游設(shè)備將無法啟動，并彈出信息提示和聲光報警，在有關(guān)人員確認(rèn)后發(fā)出流程停止命令對己啟動的設(shè)備全部順序停止。待系統(tǒng)正常后，程序控制系統(tǒng)順流啟動正常運行。流程控制的完整運行模式如下流程圖4所示。圖4 運行控制流程圖 PLC程序設(shè)計 主程序歐姆龍PLC的I/O分配表如下表，表3所示。表3 I/O分配輸入輸出急停按鈕00000逆流啟動指示01000系統(tǒng)啟動按鈕00001順流啟動指示01001順流啟動00002皮帶機B101002逆流啟動00003皮帶機B201003壓力傳感器100004皮帶機B301004壓力傳感器200005皮帶機B401005一級皮帶機故障00006二級皮帶機故障00007三級皮帶機故障00008四級皮帶機故障00009：；，主程序段如下圖5所示。圖5 PLC控制主程序段 逆流啟動程序段在PLC控制過程中使用JMP跳轉(zhuǎn)與JME跳轉(zhuǎn)結(jié)束指令結(jié)合的方法，即皮帶機B4先啟動，3秒后皮帶機B3啟動，按此順序依次延時3秒啟動皮帶機，直至皮帶機B1啟動，系統(tǒng)開始上料運行。如圖6所示。圖6 加入跳轉(zhuǎn)指令使用輔助繼電器控制啟動皮帶機，并同時啟動時間繼電器進行延時，延時結(jié)束后啟動下一級將要啟動的皮帶機。用下面指令實現(xiàn)功能。如圖7所示。圖7 逆流啟動中設(shè)置延時啟動下一級延時到時間后TIM000觸點閉合。如圖8所示。圖8 啟動B3并開始延時啟動下一級皮帶機依次設(shè)置各級皮帶機的啟動信號與延時信號的，使皮帶機按逆物流方向啟動，系統(tǒng)正常運行。若此時有流程設(shè)備產(chǎn)生故障，則故障設(shè)備的下游設(shè)備將無法啟動，并彈出信息提示和聲光報警，在有關(guān)人員確認(rèn)后發(fā)出流程停止命令對己啟動的設(shè)備全部順序停止。檢查故障原因，排除故障使所有流程設(shè)備都正常啟動后，才開始裝卸作業(yè)。 順流啟動程序段，程序?qū)⒅苯犹^逆流程序段，進入順流啟動控制系統(tǒng)。如圖9所示。圖9 順流啟動在系統(tǒng)順流啟動時，使用輔助繼電器控制啟動皮帶機，并同時啟動時間繼電器進行延時，延時結(jié)束后啟動下一級將要啟動的皮帶機。如圖10所示。圖10 順流啟動中設(shè)置延時啟動下一級延時到時間后TIM007觸點閉合。如圖11。圖11 啟動B2并開始延時啟動下一級皮帶機依次設(shè)置各級皮帶機的啟動信號與延時信號的，使皮帶機按順物流方向啟動，系統(tǒng)正常運行。若此時有流程設(shè)備產(chǎn)生故障，則故障設(shè)備的上游設(shè)備將無法啟動，并彈出信息提示和聲光報警，在有關(guān)人員確認(rèn)后發(fā)出流程停止命令對己啟動的設(shè)備全部順序停止。檢查故障原因，排除故障使所有流程設(shè)備都正常啟動后，才開始裝卸作業(yè)。6 現(xiàn)場觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)是整個皮帶機監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控站，以MT500觸摸屏為硬件核心并通過MPI網(wǎng)絡(luò)與下位PLC進行數(shù)據(jù)通信，以Easy View 500組態(tài)軟件為編程環(huán)境來開發(fā)相應(yīng)的上位監(jiān)控軟件，實現(xiàn)對皮帶輸送機及其相關(guān)輔助設(shè)備的現(xiàn)場實時監(jiān)控,是現(xiàn)場工作人員進行生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控管理的主要人機接口[10]。 觸摸屏技術(shù)觸摸屏是一種附加在顯示器表面的透明介質(zhì)，作為一種特殊的計算機外設(shè)，它是目前最簡單、方便、直觀的一種人機交互方式。利用這種技術(shù)使用者只要用手指輕輕地觸摸顯示屏上的圖符或文字就能實現(xiàn)對計算機操作，大大簡化了計算機的輸入模式，降低了人機溝通的障礙，讓使用者不需具備計算機專業(yè)知識，也不必事先接受培訓(xùn)，即可用最直接的方式與機器設(shè)備進行互動，使得人人皆可利用接觸控制方式來進行輸入[11]。使用觸摸屏除了可加速輸入的速度與效率外，并能吸引更多不具備計算機技能者進行資料交流，提高信息交換的程度，增加有效利用的機會，所以，觸摸屏輸入方式將會是未來各項信息產(chǎn)品的主流技術(shù)之一。觸摸屏的基本原理是用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏?xí)r，所觸摸的位置被觸摸屏控制器檢測，并通過接口送到CPU，從而確定輸入的信息。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成。觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器。觸摸屏控制器用于從觸摸點檢測裝置接收