【導(dǎo)讀】液體混合控制系統(tǒng)。在該控制系統(tǒng)中，以可編程控制器為現(xiàn)場控制器，以圖形操作。作終端則進(jìn)行集中顯示和操作，提高了系統(tǒng)的自動化水平。部連接通信等），旨在對其中的設(shè)計及制作過程做簡單的介紹和說明。文章最后還說明了設(shè)。計重點與難點，并分析了其市場發(fā)展前景及以后的研究方向。PLC原意是可編程邏輯控制器，是隨著裝配線上順序控制的大量使用而迅速發(fā)。展起來的，而如今則大大超出了邏輯控制的應(yīng)用范圍。但PLC本身不具備人機界面的功能，當(dāng)需。要對工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控時，PLC就往往被工控機所取代。有效的控制模式，特別是對于中小型的控制系統(tǒng)。目前智能控制是自動化控制的發(fā)展趨勢，體現(xiàn)了人機一體化。外稱為“先進(jìn)國家三大支柱”之首的工業(yè)自動化控制裝置。不論是PLC還是與它有關(guān)的外部設(shè)備，都設(shè)計成容易集成在。速擴展到連續(xù)控制的范圍，從而進(jìn)入了批量控制和過程控制兩種工業(yè)領(lǐng)域。散型控制系統(tǒng)，PLC均擔(dān)當(dāng)著重要角色。為機械工業(yè)自動化的三大支柱。

　　

【正文】 OUT M25 262 AND M113 58 SET M101 148 LDP T2 263 RST M10 59 LD M101 150 SET Y003 264 LD M112 60 ZRST Y000 Y001 151 RST Y004 265 OR X002 65 SET Y002 152 MOV K24 D12 266 SRT M113 66 MPS 157 LD Y003 267 LDI M10 67 AND Y002 158 AND M10 268 AMD M115 68 MOV K2 D0 159 MOV K4 D0 269 MOV K5 D0 73 FMOV K1 D1 K2 164 FMOV K1 D1 K2 274 FMOV K1 D1 K2 80 AND M8013 171 MPS 281 LDI M10 81 INCP D11 172 AND M8013 282 AND M116 84 MRD 173 DECP D12 283 MOV K0 D0 85 AND= D11 K9 176 INCP D13 288 FMOV K1 D1 K2 90 MOV K9 D11 179 MRD 295 END 95 MPP 180 AND= D12 K23 96 AND= D11 K9 185 RST M22 實現(xiàn) F940GOT 和 PLC之間的通信 在進(jìn)行 PLC 與 F940GOT 之間的通信之前，應(yīng)將畫面文件和梯形圖分別下載至 F940GOT和 PLC。 在下載畫面文件（混合液體 .dup）之前，應(yīng)使用規(guī)定的通訊電纜將觸摸屏的通訊接插口與計算機 RS232 端口相聯(lián)， 本系統(tǒng)用的電腦 RS232 端口 是 9 針的，所以用FX232CAB1 將 F940GOT 上的個人電腦用連接器（ RS232C連接器）與計算機的 COM1口相連如圖 9。電纜 FX232CAB1 接法如圖 10。 將 F940GOT 的 24V+端接 PLC 的 24+端，負(fù)極端接 PLC 的公共接地端，由 PLC 提供 24V 直流電源。 按 F940GOT 操作手冊將觸摸屏切換到下載狀態(tài)，選擇工具欄上的“傳送”，再選擇“ DU”，打開一個對話框，對其通訊口進(jìn)行設(shè)置，端口為 COM2，速度為 9600Kbps，然后執(zhí)行發(fā)送即將畫面文件下載至觸摸屏的內(nèi)存中。發(fā)送完畢點擊終止即關(guān)閉下載對話框。 圖 9 圖 10 18 在下載梯形圖之前，先用軟件進(jìn)行程序檢查，檢查無誤開始梯形圖邏輯測試。如果測試結(jié)果無誤，用 RS232 電纜線將 PLC 與個人電腦連接，便可下載梯形圖。選擇編程軟件工具欄“在線”，然后出現(xiàn)“ PLC 寫入”對話框，設(shè)置相應(yīng)的 通訊口設(shè)置，將程序?qū)懭?PLC 中。 用跟產(chǎn)品匹配的 RS422 通訊電纜把 F940GOT 和 PLC 相連。 將 PLC 上的運行模式轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到“ RUN”位置，就可進(jìn)行實際的畫面操作，實現(xiàn)可編程控制器和圖形操作終端之間的通信。 系統(tǒng)設(shè)計重點與難點 設(shè)計重點 本設(shè)計的初衷是用可編程控制器 PLC 和 F940GOT 圖形操作終端組成液體混合控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)選用的編程軟件 Gx 和畫圖軟件 FXPCSDU/WINC 都是三菱公司根據(jù)三菱產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計的，應(yīng)用非常普遍且實用。本設(shè)計的重點在于 能熟練實用編程軟件制作出形象友好的畫面，設(shè)置畫面各部件字元件或位元件；設(shè)計梯形圖時，要根據(jù)控制要求和畫面流程，注意畫面切換，使 PLC 的各軟元件跟畫面部件的字元件或位元件相對應(yīng)。 本設(shè)計重點還在于要實現(xiàn)在觸摸屏上進(jìn)行實際操作，處理好 PLC 的 I/O 點分配。 設(shè)計難點 本系統(tǒng)的設(shè)計難點一：在觸摸屏上進(jìn)行實際操作時，當(dāng)按下手動鍵、自動鍵、停止鍵中的任一鍵，其余兩鍵的操作都無效，即當(dāng)按下自動鍵后，要使手動鍵跟停止鍵都無效；按手動鍵后，畫面直接切換至手動操作畫面。 難點二：在模擬進(jìn)物料與放物料的時候 ，要準(zhǔn)確設(shè)置好棒圖的上下限值，并且在程序中正確計算好棒圖分別到上限 L中限 L下限 L3 的值，剛好使對應(yīng)的指示燈點亮。 難點三：在調(diào)試以圖形操作終端 F940GOT 為人機界面的 PLC 控制系統(tǒng)時 ,觸摸屏畫面修改后需要更改相應(yīng)的梯形圖 ,反之 ,梯形圖修改后需要調(diào)整畫面 ,PLC 一會兒與 PC 通信，一會兒與觸摸屏通信， 由于 PLC 與 PC 通信使用 PC/ PPI 電纜、與觸摸屏通信使用 RS422 電纜 ,而 PLC 只有 1 個 RS232 口 ,因此要不斷地插拔電纜 ,不但容易損壞硬件 ,而且工作效率極低。 第五章 設(shè)計總結(jié)與 未來研究方向 設(shè)計總結(jié) 經(jīng)過三個多月時間的努力，用可編程控制器和 F940 圖形操作終端組成的液體混合控制系統(tǒng)終于大功告成了。回想起來，也是頗有感觸的。 雖然設(shè)計本系統(tǒng)用的 F940GOT 在工業(yè)控制上或許已經(jīng)應(yīng)用廣泛，但是筆者接觸到的時候，它是學(xué)校剛新進(jìn)的實驗設(shè)備。所以對于筆者來說，它是新鮮的，陌生的。為了能順利完成畢業(yè)設(shè)計，筆者花了很長時間查看資料，充分了解 F940GOT 的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)組成，熟悉它的特征和功能，初步了解它跟個人電腦及 PLC 之間的通信。 這段過程是不容小視的，如果對產(chǎn)品不了解，就根本 不知道如何去使用，不知道使用過程中要注意哪些問題，就像一個用戶買了新產(chǎn)品，首先要看說明書一樣，如果不看說明書，有可能會誤操作導(dǎo)致產(chǎn)品燒壞或出現(xiàn)故障，那不僅使新產(chǎn)品在未實現(xiàn)其價值之前就已成廢品，而且給用戶也帶來損失。何況圖形操作終端 F940GOT 和 PLC 的價格還是不低的。 在做完這項準(zhǔn)備工作后，還有一項準(zhǔn)備工作，那就是學(xué)會用與 F940GOT 相適應(yīng)的制圖 軟件 FXPCSDU/WINC 制圖。這也不是一個小問題，而是關(guān)鍵問題，不會畫圖，那么該控制系統(tǒng)就做不成了。雖然在大三的時候?qū)W過可編程控制器基礎(chǔ)編程方法 ，但是設(shè)計本系統(tǒng) 19 所用到的指令遠(yuǎn)比課堂上的復(fù)雜，而且對于制圖軟件又生疏。因此首要的任務(wù)就是學(xué)會使用制圖軟件。 筆者給了自己一個月的時間來完成這項任務(wù)。要在這么短的時間學(xué)會使用一個新軟件不是一件難事，但是如果要很好地掌握畫圖技巧，并能熟練地設(shè)置各部件及設(shè)置字元件或軟元件，就不是那么容易的事情了。這過程還是需要一定的耐心和毅力的。 當(dāng)然靠自學(xué)那就更有難度了，幸運的是筆者的實習(xí)指導(dǎo)老師正好熟悉這方面。在他的指導(dǎo)下，事情在順利多了。在經(jīng)過不斷地修改與完善后，經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜，從單調(diào)不形象到形象美觀的四、五個版本的設(shè) 計，最終完成了符合控制要求的大家所看到的最終版本。在第四章中筆者講到的設(shè)計方案中的前兩個正是其中兩個不完善的。 雖然基本完成了該液體混合控制系統(tǒng)的設(shè)計。但是這個系統(tǒng)還是有許多地方值得改進(jìn)和完善的。 設(shè)計的意義及今后的研究方向 那么設(shè)計這個液體混合控制系統(tǒng)的目的與意義何在呢？雖然液體混合控制系統(tǒng)在諸如污水處理控制系統(tǒng)中作為其中一環(huán)節(jié)有所應(yīng)用，但目前大部分都還只是局限于用 PLC 控制，操作比較復(fù)雜。把觸摸屏應(yīng)用到以 PLC 為核心的控制系統(tǒng)中，不僅可以省略傳統(tǒng)的按鈕、按鍵和指示燈等，減少大量的配線，提高控制系 統(tǒng)的可靠性，而且還可以在較短的時間內(nèi)完成友好實用的人機界面設(shè)計。通過觸摸屏，操作者可以直接觀察到 PLC 內(nèi)部存儲單元 (包括輸人輸出端口 )的值，也可以隨意設(shè)定改變這些單元及輸出端口的值，既便于開發(fā)者調(diào)試時使用，又便于操作者進(jìn)行設(shè)定調(diào)整參數(shù)和觀察測量結(jié)果。 筆者不敢說這個系統(tǒng)在現(xiàn)實工業(yè)控制中的應(yīng)用價值有多大。但是觸摸屏作為一種新興的人機交互模塊，在工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用的深度和廣度還是很大的，其市場發(fā)展前景是樂觀的。 工業(yè)控制要求設(shè)備美觀實用、操作簡單、反應(yīng)速度快、可靠性高和價格比合理。目前觸摸屏在美觀實用、操作簡單 上優(yōu)勢已十分明顯，反應(yīng)速度上也能滿足要求，雖然目前觸摸屏本身的價格還比較高，但使用觸摸屏可以大大簡化控制設(shè)備、減少建設(shè)用地和建造投資、加快建設(shè)速度。所以使用觸摸屏在性能價格上還是合算的。 筆者設(shè)計的這個液體混合控制系統(tǒng)，操作簡便，人機界面漂亮美觀。作為觸摸屏的初學(xué)者，對這樣的結(jié)果還是比較滿意的。但是它也還存在著許多需要改進(jìn)和完善的地方，比如三種液體混合可以改成多種液體混合，攪拌時間順計可以改成倒計，手動操作畫面可以更完善等。由于 F940GOT 受屏幕尺寸及顏色種類的限制，不能導(dǎo)入其他顏色的圖片，圖形種類不多 ，所以對系統(tǒng)完善還是有所欠缺的。三菱公司的 A985GOTV 有 256 種顏色，而且可以動畫，視頻捕捉等更多功能。如果用它設(shè)計該系統(tǒng)，就能讓大家看到形象逼真的液體控制或鍋爐控制的操作畫面。但是考慮到其價格問題及作為實驗設(shè)備來講，筆者認(rèn)為F940GOT 已經(jīng)夠用了。 其實筆者對 F940GOT 及其制圖軟件的了解還是有限的。如果說設(shè)計該系統(tǒng)是為了說明圖形操作終端與 PLC 應(yīng)用的商業(yè)價值和市場前景，那么筆者倒想使它有些實際價值。所以筆者希望自己設(shè)計的這個液體混合系統(tǒng)可以作為下屆學(xué)生的課堂教學(xué)實驗，并希望他們能更深入地研 究 F940GOT，在筆者的基礎(chǔ)上對該系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和完善，或許將來某一天它真的實現(xiàn)了其社會應(yīng)用價值呢。 20 參考文獻(xiàn) [1] 彭瑜， 可編程序控制器市場、技術(shù)及其應(yīng)用 ，工業(yè)控制計算機， 1994 年第 5 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