【正文】 2時(shí)系統(tǒng)報(bào)警，由內(nèi)部輔助繼電器M90控制程序，測(cè)得的紅外溫度存放在數(shù)據(jù)寄存器D60中。同時(shí)將紅外溫度與C2相減，得到的值就是超上限溫度，存放在數(shù)據(jù)寄存器D61中圖46 系統(tǒng)報(bào)警的程序本設(shè)計(jì)中的溫度信號(hào)和真空度信號(hào)都是通過(guò)A/D模擬量輸入模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，F(xiàn)X2N4AD 可以通過(guò)FROM 和TO指令與PLC基本單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，一個(gè)FX2N4AD具有4個(gè)通道，所以溫度信號(hào)和真空度信號(hào)利用了其中的CH1和CH2通道。如圖47所示為FX2N4AD基本應(yīng)用程序。FX2N4AD與PLC基本單元連接的位置編號(hào)為0號(hào)，計(jì)算平均數(shù)的采樣次數(shù)為4，并由PLC的數(shù)據(jù)寄存器D60，D80接收該平均值。圖中第一條指令是0號(hào)位置模塊FX2N4AD的BFM30中識(shí)別碼送入D4中；第二條指令是若D4中識(shí)別碼2010（即FX2N4AD）則M1=1；第三條指令中H3301代表BFM0(通道初始化)CH1，CH2分別為電流輸入和電壓輸入，CH3和CH4關(guān)閉；第四條指令是指在BFMBFM2中設(shè)定CHCH2計(jì)算平均值的取樣次數(shù)為4；最后一條指令是指若無(wú)錯(cuò)，則BFMBFM6的內(nèi)容傳送到PLC基本單元的D60、D80中。圖47 信號(hào)采集轉(zhuǎn)換的程序 人機(jī)界面的設(shè)計(jì)由于設(shè)備是通過(guò)人機(jī)界面設(shè)定參數(shù)進(jìn)行操作控制的，因此本設(shè)計(jì)采用臺(tái)達(dá)DOPA57BSTD 8 Gray觸摸屏的人機(jī)接口，并采用相關(guān)編輯軟件Screen 。人機(jī)界面的設(shè)計(jì)主要包括人機(jī)界面的繪制和人機(jī)界面地址的分配。人機(jī)界面的繪制包括主菜單、實(shí)時(shí)監(jiān)控、微波監(jiān)控、系統(tǒng)操作、系統(tǒng)報(bào)警、操作方式選擇等界面。圖47 臺(tái)達(dá)人機(jī)界面框圖如圖47所示，人機(jī)界面的繪制就是畫(huà)面中元件的繪制，不同的元件可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。元件的繪制包括元件種類(lèi)的選擇和元件功能選項(xiàng)的編輯。圖中就選用了按鈕、資料顯示、指示燈、輸入等元件，選擇好元件后再根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇元件的功能。在Screen ，儀表，柱狀圖等14種元件的類(lèi)別，在每個(gè)類(lèi)別中均為我們提供了可以實(shí)現(xiàn)不同功能的元件。現(xiàn)在對(duì)一些常用的元件進(jìn)行介紹：（1）按鈕的設(shè)計(jì)：按鈕是編輯人機(jī)界面中比較常見(jiàn)的元件，它的功能有很多下面對(duì)本次設(shè)計(jì)中運(yùn)用到的做些介紹：a、設(shè)ON：按下此按鈕后，會(huì)將所設(shè)定的地址永遠(yuǎn)保持ON的狀態(tài)，無(wú)論手放開(kāi)或是再按下，均保持ON的狀態(tài)。b、設(shè)OFF：與設(shè)ON的按鈕相反，按下此按鈕后，會(huì)將所設(shè)定的地址永遠(yuǎn)保持OFF的狀態(tài)，無(wú)論手放開(kāi)或是再按下，均保持OFF的狀態(tài)。c、保持型：如圖43中“啟動(dòng)”的按鈕，按下此按鈕后，所設(shè)定的地址為ON，手放開(kāi)則變?yōu)镺FF。d、交替型：如圖43中真空泵設(shè)備等的“停止”按鈕以及“解除手動(dòng)”的按鈕，按一下該按鈕，所設(shè)定的地址為ON，此時(shí)手若放開(kāi)會(huì)保持在ON的狀態(tài)，再按一下才會(huì)變成OFF。e、換畫(huà)面按鈕：主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)畫(huà)面的切換，切換到哪幅畫(huà)面只需要在“元件特性”的功能選項(xiàng)中選擇目的畫(huà)面，就可以實(shí)現(xiàn)換面間的切換?！坝|發(fā)”的功能選項(xiàng)可以讓使用者可選擇數(shù)值寫(xiě)入前后觸發(fā)指定的控制器。（2）數(shù)值的顯示圖43中，紅外的溫度，轉(zhuǎn)速速度以及運(yùn)行的時(shí)間等元件，均是“數(shù)值顯示”元件，該元件主要顯示特定地址的值，所謂的特定地址需要在PLC中事先設(shè)定好。等到系統(tǒng)運(yùn)行后，PLC將需要輸出的數(shù)值存放到這個(gè)地址中，通過(guò)通訊接口，數(shù)值可以傳輸?shù)饺藱C(jī)界面中。因此在繪制這個(gè)元件是需要在其功能選項(xiàng)中設(shè)置“讀取存儲(chǔ)器的地址”。與之操作相仿的元件還有“狀態(tài)指示燈”等。（3）數(shù)值的輸入如圖43所示，溫度設(shè)置1，溫度設(shè)置2等元件，該元件主要是輸入并顯示特定地址的值，因此它不僅有“讀取存儲(chǔ)器的地址”，還“寫(xiě)入存儲(chǔ)器的地址”。注意在只設(shè)定了寫(xiě)入存儲(chǔ)器的地址的屬性時(shí)，按下編譯，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將寫(xiě)入存儲(chǔ)器的地址復(fù)制一份到讀取存儲(chǔ)器中。同時(shí)，事先可以設(shè)置好輸入值的上限和下限。 人機(jī)界面的地址分配人機(jī)界面與PLC連接使用時(shí)，人機(jī)界面中的元件在PLC中都有與之相對(duì)應(yīng)的元件數(shù)據(jù)寄存器和位元件，通過(guò)與PLC的通信，將這些存儲(chǔ)信息傳入PLC參與整個(gè)系統(tǒng)的編程。因此在設(shè)計(jì)PLC的程序之前需要將這些存儲(chǔ)地址進(jìn)行分配，以便于后面程序的編寫(xiě)。以下表41，42是本次設(shè)計(jì)中占用的PLC的數(shù)據(jù)寄存器和內(nèi)部輔助繼電器的情況。表41 人機(jī)界面中所有使用的PLC的數(shù)據(jù)寄存器的編號(hào)及功能數(shù)據(jù)寄存器編號(hào)實(shí)現(xiàn)的功能存儲(chǔ)器狀態(tài)D30輸入口令寫(xiě)入，讀出D31修改操作口令寫(xiě)入，讀出D32口令管理中輸入密碼寫(xiě)入，讀出D40微波加熱達(dá)到的第一溫度寫(xiě)入，讀出D41微波加熱達(dá)到的第二溫度寫(xiě)入，讀出D50電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度寫(xiě)入，讀出D60紅外溫度讀出D61超上限溫度讀出D70磁控管的運(yùn)行時(shí)間1讀出D71運(yùn)行時(shí)間（磁控管運(yùn)行時(shí)間2）讀出D80到達(dá)所需真空度寫(xiě)入，讀出表42 人機(jī)界面中所有使用的PLC的內(nèi)部輔助繼電器的編號(hào)及功能輔助繼電器編號(hào)實(shí)現(xiàn)的功能存儲(chǔ)器狀態(tài)M30操作管理中，密碼輸入觸發(fā)M34口令管理中，密碼輸入觸發(fā)M60真空泵開(kāi)啟寫(xiě)入M61電磁閥開(kāi)啟寫(xiě)入M62物料電機(jī)開(kāi)啟寫(xiě)入M63微波磁控管第1組開(kāi)啟寫(xiě)入M64微波磁控管第2組開(kāi)啟寫(xiě)入M65電熱絲開(kāi)啟寫(xiě)入M66自動(dòng)狀態(tài)的開(kāi)啟寫(xiě)入M67自動(dòng)狀態(tài)的關(guān)閉寫(xiě)入M68解除手動(dòng)狀態(tài)寫(xiě)入M69在自動(dòng)狀態(tài)寫(xiě)入M70水冷系統(tǒng)的電磁閥開(kāi)啟寫(xiě)入M76轉(zhuǎn)速“+”設(shè)置寫(xiě)入M77轉(zhuǎn)速“”設(shè)置寫(xiě)入本章主要對(duì)微波真空干燥設(shè)備的電氣系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)包括電氣原理和軟件設(shè)計(jì)。電氣原理設(shè)計(jì)首先是對(duì)設(shè)備中每個(gè)電路的功能進(jìn)行介紹，然后繪制電路圖，最后根據(jù)設(shè)計(jì)的要求選擇各種電氣元件的型號(hào)。軟件設(shè)計(jì)包括PLC程序設(shè)計(jì)和人機(jī)界面設(shè)計(jì)，PLC程序設(shè)計(jì)首先要繪制PLC編程流程圖，然后才能編寫(xiě)程序。同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求還繪制了人機(jī)界面，結(jié)合PLC的編程情況還進(jìn)行了人機(jī)界面的地址分配。第4章 PLC運(yùn)行調(diào)試及故障診斷程序是在三菱MELSOFT系列可GX Developer編程控制器的軟件下編輯完成并調(diào)試運(yùn)行的。GX Developer編程軟件是功能較強(qiáng)的PLC上位編程軟件，它支持所有三菱PLC系列PLC梯形圖、指令表、SFC等的編程，可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，,可方便地在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行程序的在線修改，具有多種監(jiān)控及調(diào)試功能，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)完成軟件為用戶提供了程序錄入。在GX Developer中的編程窗口下，可以選擇PLC的型號(hào)。在創(chuàng)建新工程的時(shí)候應(yīng)當(dāng)確保PLC的類(lèi)型與硬件的類(lèi)型相符，盡管是一個(gè)公司的產(chǎn)品但型號(hào)不相符，仍有可能出現(xiàn)程序運(yùn)行錯(cuò)誤甚至是無(wú)法運(yùn)行的情況。在創(chuàng)建了新的工程文件后，選擇可以進(jìn)行程序的輸入，本設(shè)計(jì)采用梯形圖編程。在GX Developer中完成程序的編寫(xiě)后，需要對(duì)所編輯的程序進(jìn)行變換，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，軟件會(huì)提示去光標(biāo)所在的位置進(jìn)行指令的修改，直至編譯無(wú)誤為止。轉(zhuǎn)換只是將程序轉(zhuǎn)化為PLC可以識(shí)別的機(jī)器碼，但并不能檢查出程序中邏輯性的錯(cuò)誤，具體程序是否能夠運(yùn)行還得到PLC上調(diào)試才行。在PLC面板上一共有四個(gè)顯示燈：POWER、RUN、。正常時(shí)只有POWER、RUN燈顯示常綠燈。出現(xiàn)其它信號(hào)，就說(shuō)明出現(xiàn)故障，要進(jìn)行排查調(diào)試。 PLC運(yùn)行調(diào)試總體調(diào)試方法如下：。檢查最容易出現(xiàn)程序運(yùn)行障礙的地方。例如結(jié)束語(yǔ)句是否被包括在程序運(yùn)行中。在整體分析不出故障的情況下，采用程序分段編譯運(yùn)行，這樣就將程序障礙范圍縮小，便于查出故障。，內(nèi)部故障，如晶體、電源。,直流輸入端和電源端子之間的短路,輸出導(dǎo)線之間的短路都會(huì)嚴(yán)重地?fù)p壞PLC。因此,在接通電源之前,應(yīng)檢查電源、接地及輸入/輸出導(dǎo)線的聯(lián)接情況；用萬(wàn)用表測(cè)試PLC的絕緣電阻。斷開(kāi)PLC的輸入/輸出導(dǎo)線和電源電纜,并通過(guò)各接線端和接地端中的公共點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試等。,運(yùn)行PLC。即將小蓋板下方的RUN/STOP開(kāi)關(guān)設(shè)置在RUN時(shí),PLC便開(kāi)始運(yùn)行。在PLC運(yùn)行期間可改變數(shù)據(jù)寄存器中設(shè)置的數(shù)據(jù)或者強(qiáng)制各輸出點(diǎn)處于通/斷狀態(tài)，查看運(yùn)行結(jié)果。 故障診斷（1）POWER燈不亮。 當(dāng)PC機(jī)與PLC相連并接通電源后PLC面板上POWER燈不亮，此時(shí)，請(qǐng)將“24+”端子的配線拔出，若指示燈正常亮起，表示FX2N的直流電負(fù)載過(guò)大，此種情況下不能使用FX2N“24+”端子的DC電源，要另行準(zhǔn)備DC24V電源供應(yīng)器。若將“24+”端子的配線拔出，指示燈仍不亮，有可能PLC內(nèi)部保險(xiǎn)絲已經(jīng)燒斷。（2）“”LED燈閃爍。 一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)紅色LED燈閃時(shí)，大部分是程序回路不合理，另一種可能是參數(shù)設(shè)定出錯(cuò)，或者是受外來(lái)噪聲干擾導(dǎo)致程序內(nèi)容產(chǎn)生變化。（3）“”LED燈亮。 當(dāng)“”LED燈亮?xí)r，有可能是以下幾種原因所造成：PLC內(nèi)部有導(dǎo)電性的粉塵侵入；PLC的掃描時(shí)超過(guò)100ms以上；通電中，將RAM/EPROM/E2PROM記憶卡匣拔下；PLC附近有噪聲干擾。在本次設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題主要有兩個(gè)：一是溫度輸入進(jìn)PLC后在人機(jī)界面上顯示的溫度并不是實(shí)際的溫度。因?yàn)檫x用的溫度傳感器輸出的是標(biāo)準(zhǔn)電壓（0～40mA）但是范圍是0～300℃，而12為的A/D的輸入電流是標(biāo)準(zhǔn)的電流輸入，對(duì)應(yīng)的范圍是0～4095，需要用硬件或者軟件的手段將兩者匹配。一開(kāi)始在設(shè)計(jì)中并沒(méi)有考慮到這個(gè)問(wèn)題，后來(lái)發(fā)現(xiàn)以后，就采用了軟件的手段，將兩者的精度設(shè)成一樣，具體的軟件部分設(shè)計(jì)參考溫度轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計(jì)。二是轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì)：這里牽扯到了模擬量的輸出的問(wèn)題，頻率的調(diào)速范圍是1～50Hz，而對(duì)應(yīng)的數(shù)字量的轉(zhuǎn)換范圍是12位，即即0～4095，因此也是需要將轉(zhuǎn)速的頻率進(jìn)行軟件的放大，才能保證輸入變頻器的頻率正確。第5章 系統(tǒng)操作說(shuō)明圖51 主菜單界面圖52 實(shí)時(shí)監(jiān)控界面界面圖53 微波監(jiān)控界面界面圖54 系統(tǒng)報(bào)警界面界面本次設(shè)計(jì)采用臺(tái)達(dá)DOPA57BSTD 8 Gray觸摸屏，顏色質(zhì)量8位。設(shè)計(jì)界面主要包括主菜單界面、實(shí)時(shí)監(jiān)控、微波監(jiān)控、系統(tǒng)操作、系統(tǒng)報(bào)警、方式選擇、手動(dòng)操作、自動(dòng)操作、系統(tǒng)設(shè)置和轉(zhuǎn)速調(diào)整。下面對(duì)主要的設(shè)計(jì)界面進(jìn)行解釋說(shuō)明。如圖51所示，主菜單共有8個(gè)可選菜單，根據(jù)需要點(diǎn)擊菜單，可調(diào)出相應(yīng)的畫(huà)面，不同的畫(huà)面對(duì)應(yīng)不同的操作界面。如圖52所示，實(shí)時(shí)監(jiān)控界面主要是對(duì)溫度、真空度、轉(zhuǎn)速和整個(gè)干燥過(guò)程的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行監(jiān)控。以上數(shù)據(jù)分別從PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器D60、D80、D50、D71讀出。同時(shí)顯示當(dāng)日時(shí)間以及各個(gè)電器的運(yùn)行狀況。電器的運(yùn)行情況主要靠指示燈顯示，指示燈顯示則是利用與之對(duì)應(yīng)的PLC位元件來(lái)完成的。水冷系統(tǒng)的電磁閥、電熱絲、真空泵、電磁閥和物料電機(jī)所對(duì)應(yīng)的位元件分別為Y00Y00Y00Y011和Y000。當(dāng)位元件為“1”時(shí)，顯示“開(kāi)”；位元件為“0”時(shí)，顯示“關(guān)”。按其他按鈕進(jìn)入到其他控制界面。如圖53所示，微波監(jiān)控界面可顯示當(dāng)前所測(cè)溫度和微波磁控管的運(yùn)行時(shí)間。兩組微波磁控管的運(yùn)行狀態(tài)指示燈分別由與之相對(duì)應(yīng)的位元件Y00Y004來(lái)確定。按其他按鈕進(jìn)入到其他控制界面。圖55 方式選擇界面圖56 手動(dòng)操作界面 圖57 自動(dòng)操作界面圖58 系統(tǒng)設(shè)置界面如圖54所示，系統(tǒng)報(bào)警界面上設(shè)有超過(guò)上限溫度的數(shù)值顯示元件。說(shuō)明若所測(cè)溫度超溫，則顯示超出的溫度部分，同時(shí)把轉(zhuǎn)換好的工程數(shù)值送入用于顯示的數(shù)據(jù)寄存器D61中，觸摸屏實(shí)時(shí)讀取此數(shù)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)報(bào)警時(shí)則是利用編輯軟件的報(bào)警信息走馬燈功能，在報(bào)警標(biāo)志位為“1”時(shí)，報(bào)警信息會(huì)在當(dāng)前界面按照設(shè)定的移動(dòng)方向定時(shí)移動(dòng)，為操作人員及時(shí)提供處理信息。按其他按鈕進(jìn)入到其他控制界面。如圖55所示，設(shè)備的操作方式分為自動(dòng)和手動(dòng)。操作人員可以點(diǎn)擊“自動(dòng)”按鈕和“手動(dòng)”按鈕來(lái)選擇運(yùn)行方式。同時(shí)界面上還有其他按鈕，點(diǎn)擊它們可以進(jìn)入到其他控制界面。如圖56所示，手動(dòng)操作采用交替型按鈕，用來(lái)實(shí)現(xiàn)各電器停止和啟動(dòng)的循環(huán)操作。電器的通斷按照加工流程依次執(zhí)行如下，真空泵、電磁閥、物料電機(jī)、微波水冷系統(tǒng)的電磁閥、微波電熱絲，最后解除手動(dòng)。電器的開(kāi)關(guān)主要依靠PLC的輔助繼電器來(lái)完成，它們分別對(duì)應(yīng)M60、M6M6M6M70、M6M6M68。它們運(yùn)行狀態(tài)指示燈分別由位元件Y00Y01Y000、Y00Y00Y00Y002控制。如圖57所示，按下“啟動(dòng)”按鈕，則系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)加熱階段。按下“停止”按鈕，則系統(tǒng)停止自動(dòng)加熱?！皢?dòng)”和“停止”按鈕屬于保持型按鈕，分別由與之相對(duì)應(yīng)的PLC內(nèi)部輔助繼電器M66和M67控制?！霸谧詣?dòng)狀態(tài)”的指示燈受M69控制。按其他按鈕則進(jìn)入到其他控制界面中。圖511第二種方法設(shè)置操作密碼的界面圖59 轉(zhuǎn)速調(diào)整界面圖510 第一種方法設(shè)置操作密碼的界面如圖58所示，四種相關(guān)設(shè)置可以調(diào)出數(shù)字鍵盤(pán)用來(lái)輸入預(yù)期要達(dá)到的數(shù)值。溫度值分為兩段設(shè)置。溫度2所設(shè)置的溫度值應(yīng)大于溫度1所設(shè)置的溫度值。溫度設(shè)置1，2所設(shè)的溫度值分別寫(xiě)入PLC寄存器D40和D41。所需真空度值送入D80。如圖59所示，可以通過(guò)“+”按鈕和“”按鈕來(lái)改變物料電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度?！?”和“”分別對(duì)應(yīng)PLC內(nèi)部輔助繼電器M7M77并由它們控制。同時(shí)可顯示改變后的轉(zhuǎn)速，數(shù)值放入PLC數(shù)據(jù)寄存器D50中，由觸摸屏實(shí)時(shí)讀出。最后點(diǎn)擊界面中的返回按鈕可切換畫(huà)面。本設(shè)計(jì)中為了保證設(shè)備只能由知道機(jī)器操作密碼的人員使用，因此在設(shè)計(jì)中設(shè)置了操作密碼。在編程時(shí)有兩種方法設(shè)置操作密碼：一種是設(shè)置固定密碼，操作人員只能記住這個(gè)原始密碼才能對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作；另一種是設(shè)置可修改的密碼，操作人員可以設(shè)置便于自己記住的密碼，還有就是密碼即使被盜也可以立刻修改，相對(duì)于第一種方法安全性更高。如圖510所示，第一種方法設(shè)置操作密碼只需在程序中設(shè)置好一個(gè)密碼，輸入的密碼存入數(shù)據(jù)寄存器D32中，利用內(nèi)部輔助寄存器M34讓控制程序有效。如圖511 所示，第二種方法設(shè)置操作密碼要在程序中設(shè)置2個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，系統(tǒng)操作界面中的數(shù)據(jù)寄存器D30用于密碼輸入，修改操作口令中的數(shù)據(jù)