【正文】 產(chǎn)生故障，則故障設(shè)備的下游設(shè)備將無法啟動(dòng)，并彈出信息提示和聲光報(bào)警，在有關(guān)人員確認(rèn)后發(fā)出流程停止命令對(duì)己?jiǎn)?dòng)的設(shè)備全部順序停止。如圖8所示。如圖7所示。圖6 加入跳轉(zhuǎn)指令使用輔助繼電器控制啟動(dòng)皮帶機(jī)，并同時(shí)啟動(dòng)時(shí)間繼電器進(jìn)行延時(shí)，延時(shí)結(jié)束后啟動(dòng)下一級(jí)將要啟動(dòng)的皮帶機(jī)。圖5 PLC控制主程序段 逆流啟動(dòng)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(jī)B4先啟動(dòng)，3秒后皮帶機(jī)B3啟動(dòng)，按此順序依次延時(shí)3秒啟動(dòng)皮帶機(jī)，直至皮帶機(jī)B1啟動(dòng)，系統(tǒng)開始上料運(yùn)行。圖4 運(yùn)行控制流程圖 PLC程序設(shè)計(jì) 主程序歐姆龍PLC的I/O分配表如下表，表3所示。待系統(tǒng)正常后，程序控制系統(tǒng)順流啟動(dòng)正常運(yùn)行。待系統(tǒng)正常后，程序控制系統(tǒng)逆流啟動(dòng)。應(yīng)用歐姆龍PLC控制四級(jí)皮帶機(jī)運(yùn)行設(shè)計(jì)方案：(1) 采用啟動(dòng)信號(hào)控制主程序運(yùn)行，在主程序中進(jìn)行選擇采用逆流或者順流方式啟動(dòng)皮帶機(jī)。一般工礦場(chǎng)所常用的是皮帶機(jī)逆流啟動(dòng)控制，可以確保其安全上料，但是逆流啟動(dòng)控制系統(tǒng)該方式對(duì)運(yùn)輸機(jī)數(shù)量較多的系統(tǒng)，因啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)備空運(yùn)轉(zhuǎn)而造成機(jī)械磨損和能源損耗。上位機(jī)可對(duì)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。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]。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(jī)串行的命令對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制操作，歐姆龍CPM2H系列PLC與PC機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)所采用的是RS232通訊接口。在[PLC設(shè)置]中，可以對(duì)PLC的類型，人機(jī)類型，通信口類型等進(jìn)行設(shè)置，在本次設(shè)計(jì)中，選擇OMRON系列的PLC，人機(jī)類型選擇MT510S/508S 640*480。（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。（2）測(cè)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。對(duì)Easy View 500 及大部分PLC而言只支持非同步傳輸模式，必需有實(shí)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。 設(shè)計(jì)方案在選擇好PLC型號(hào)和編程工具后，需要有一個(gè)清晰的設(shè)計(jì)思想，首先建立通訊，然后編制監(jiān)控軟件模塊。觸摸屏作為一種新型的人機(jī)界面，簡(jiǎn)單易用，有強(qiáng)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。 編程軟件的選擇Easy View 500 軟件操作容易而功能強(qiáng)大。表1 歐姆龍CPM2AH可編程序控制器的寄存器范圍項(xiàng)目范圍輸入繼電器IR160位：0000000915輸出繼電器IR160位：0100001915特殊輔助繼電器SR448位：2280025515輔助記憶繼電器AR384位：00002315保持繼電器HR320位：00001915鏈接繼電器LR256位：00001515定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TIM/CNT56位：0255數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)DM2,048字：000020474 上位機(jī)與PLC通訊及監(jiān)控程序的設(shè)計(jì)方案及功能 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 PLC的選擇本設(shè)計(jì)選擇實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的歐姆龍公司的CPM系列PLC作為通訊的下位機(jī)。PLC用來存放從外圍設(shè)備采集進(jìn)來的各種數(shù)據(jù)，或運(yùn)算、處理的中間結(jié)果的內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)域。內(nèi)部輔助寄存器區(qū)可供用戶存放中間變量使用。I/O寄存器一般是一個(gè)16位的寄存器，它的每一位對(duì)應(yīng)PLC的一個(gè)外部端子。圖2 PLC組成部分 內(nèi)部寄存器及I/O配置內(nèi)部寄存器每個(gè)區(qū)分配一定數(shù)量的寄存器單元，并按不同的區(qū)進(jìn)行編號(hào)。如果把PLC看作一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量PLC輸出變量組成，外部的各種開關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的各種信號(hào)均作為PLC的輸入變量，這些輸入信號(hào)經(jīng)過PLC外部輸入端子輸入到內(nèi)部寄存器中，再由這些輸出變量對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行控制。在總覽部分一，可組態(tài)畫面標(biāo)題、啟動(dòng)運(yùn)行方式選擇：在按鈕部分可組態(tài)每個(gè)畫面中顯示的固定按鈕；在現(xiàn)場(chǎng)部分可組態(tài)當(dāng)前監(jiān)控的各機(jī)構(gòu)的具體情況。監(jiān)控界面被分為三類：工藝流程圖界面(主監(jiān)控界面)、逆流控制界面(流程控制界面)、順流監(jiān)控界面(流程控制界面) [5]。監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝流程的要求，同時(shí)界面要友好，形象逼真，便于操作管理。下位機(jī)控制系統(tǒng)的主要控制對(duì)象為皮帶輸送機(jī)（這里以四級(jí)皮帶機(jī)為控制對(duì)象）。觸摸屏選用MT500系列觸摸屏，監(jiān)控組態(tài)軟件選用Easy View系列觸摸屏專用組態(tài)軟件EB500中文版。監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理如圖1所示。作為集中監(jiān)控層的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，主要是工控機(jī)和觸摸屏，提供友好、豐富的人機(jī)操作界面，處理自動(dòng)化任務(wù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)顯示、設(shè)備工作信息采集、工藝流程控制及報(bào)表輸出等功能，進(jìn)行系統(tǒng)全面的監(jiān)控和管理，并通過監(jiān)控級(jí)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與下位機(jī)交換信息；作為設(shè)備控制層的下位機(jī)控制系統(tǒng)，主要是可編程控制器，與現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備和執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接連接，執(zhí)行可靠、有效、具體的分散控制。 監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 監(jiān)控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)皮帶機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)依據(jù)分散檢測(cè)控制、集中監(jiān)控管理的原則，設(shè)計(jì)為以工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶、由上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和下位機(jī)控制系統(tǒng)兩部分組成的高可靠性實(shí)用系統(tǒng)。除塵器運(yùn)行前，先要啟動(dòng)空壓機(jī)來鼓風(fēng)。皮帶機(jī)轉(zhuǎn)換裝置由空壓機(jī)和料流切換翻板組成，由空壓機(jī)產(chǎn)生足夠氣壓推動(dòng)翻板運(yùn)動(dòng)，從而控制料流切換翻板的位置變化。要實(shí)現(xiàn)整個(gè)碼頭物料運(yùn)輸系統(tǒng)的安全順利運(yùn)行，除了皮帶輸送機(jī)的正常工作外，還離不開各種皮帶機(jī)輔助設(shè)備參與流程運(yùn)作。本設(shè)計(jì)中的水平運(yùn)輸系統(tǒng)，由歐姆龍公司的CPM2AH系列PLC進(jìn)行工藝流程自動(dòng)控制，停機(jī)制動(dòng)使用電磁抱閘制動(dòng)器，并對(duì)過長(zhǎng)的皮帶機(jī)配備張緊裝置。(4) 基于觸摸屏easy view系列軟件用MT500開發(fā)上位現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)，上位觸摸屏通過網(wǎng)絡(luò)與下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控界面，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視與控制。(2) 通過對(duì)現(xiàn)有礦石碼頭皮帶機(jī)的主要生產(chǎn)設(shè)備和工藝生產(chǎn)流程的分析研究，提出監(jiān)控系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)是系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和操作方式的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容及主要工作目前在國(guó)內(nèi)港口方面，以監(jiān)控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)出皮帶機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)具有強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)意義。開展皮帶機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的研究，是提高碼頭的生產(chǎn)過程綜合自動(dòng)化水平和經(jīng)濟(jì)效益，適應(yīng)碼頭生產(chǎn)發(fā)展的需要，也是促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要[2]。由于我國(guó)現(xiàn)代物流業(yè)起步較晚，港口監(jiān)控系統(tǒng)的整體發(fā)展水平還比較落后，國(guó)內(nèi)工控人員自行研究開發(fā)的皮帶機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)仍舊處于初級(jí)階段，大多為基于繼電器與接觸器控制和人工手動(dòng)操作的傳統(tǒng)半自動(dòng)化系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)意義皮帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)是礦石碼頭實(shí)現(xiàn)其各項(xiàng)生產(chǎn)工藝流程的關(guān)鍵基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，具有涉及的工業(yè)控制設(shè)備眾多、礦石運(yùn)輸路線跨度大、沿途工礦較為惡劣等特點(diǎn)。DCS由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展而來，它把大量分散的單回路檢測(cè)系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中統(tǒng)一管理，用各種功能模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀表，利用計(jì)算機(jī)完成回路調(diào)節(jié)、工況聯(lián)鎖、參數(shù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等多種功能，故迅速成為工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的主流。一般來說，由PLC構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)分為三種類型，分別是：?jiǎn)螜C(jī)控制系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)和分布式控制系統(tǒng)。IPC上必須安裝多種驅(qū)動(dòng)程序來采集數(shù)據(jù)，占用大量資源，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定；IPC中的數(shù)據(jù)具有獨(dú)占性，只能通過本機(jī)進(jìn)行分享，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備擴(kuò)充困難，因此一般適用于中小型特別是小型監(jiān)控系統(tǒng)?；诠I(yè)控制計(jì)算機(jī)（Industrial Personal Computer IPC)的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)。工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)用于生產(chǎn)過程自動(dòng)監(jiān)控的自動(dòng)化系統(tǒng)，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備測(cè)量與控制及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。 humanmachine interface目 錄1引言 1 設(shè)計(jì)意義 1 設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容及主要工作 22 皮帶機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案 3 皮帶輸送機(jī) 3 監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3 監(jiān)控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 3 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 4 下位機(jī)控制系統(tǒng) 4 監(jiān)控界面設(shè)計(jì) 43 歐姆龍PLC簡(jiǎn)介 5 PLC一般結(jié)構(gòu) 5 內(nèi)部寄存器及I/O配置 54 上位機(jī)與PLC通訊及監(jiān)控程序的設(shè)計(jì)方案及功能 6 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 6 PLC的選擇 6 編程軟件的選擇 6 設(shè)計(jì)方案 6 通訊與監(jiān)控系統(tǒng)的功能 7 歐姆龍CPM2AH系列PLC的通訊協(xié)議 85 PLC程序設(shè)計(jì) 8 多級(jí)皮帶機(jī)雙向控制PLC設(shè)計(jì)方案 8 PLC程序設(shè)計(jì) 10 主程序 10 逆流啟動(dòng)程序段 10 順流啟動(dòng)程序段 116 現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 13 觸摸屏技術(shù) 13 觸摸屏的分類 13 觸摸屏的應(yīng)用 13 MT500觸摸屏簡(jiǎn)介 14 EB500 組態(tài)編程軟件 15 觸摸屏畫面的設(shè)計(jì) 15 EB500觸摸屏畫面的設(shè)計(jì)流程 15 畫面組態(tài) 17結(jié)束語 25參考文獻(xiàn) 26附錄 27致謝 35V基于觸摸屏的多級(jí)皮帶機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 引言工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)往往非常惡劣，單純依靠技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，一旦數(shù)據(jù)變化速度快或者數(shù)據(jù)量大就難以滿足工業(yè)控制的實(shí)時(shí)性要求。 touch Screen。課題在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，分析了工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)所應(yīng)具有的功能和工作原理，通過分析多級(jí)皮帶機(jī)運(yùn)行控制流程，設(shè)計(jì)相關(guān)控制方案，采用歐姆龍PLC編寫控制程序，并基于EB500軟件設(shè)計(jì)觸摸屏監(jiān)控界面，通過上位機(jī)觸摸屏軟件監(jiān)控下位機(jī)PLC的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工藝設(shè)備的啟/?？刂?、故障報(bào)警、停機(jī)處理，同時(shí)對(duì)設(shè)備的各種性能參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，實(shí)現(xiàn)了基于觸摸屏的皮帶機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借