基于PLC人機(jī)界面控制系統(tǒng)的研究

1、··則系統(tǒng)調(diào)節(jié)結(jié)束。二、供熱管網(wǎng)初調(diào)節(jié)的主要方法初調(diào)節(jié)的方法很多,比如模擬分析法、計(jì)算機(jī)法、自力式流量控制閥調(diào)節(jié)法、溫度測(cè)量調(diào)節(jié)法等,在此主要介紹一下這些方法。1.溫度測(cè)量調(diào)節(jié)法溫度測(cè)量調(diào)節(jié)法的基本原理是供熱系統(tǒng)的室內(nèi)溫度與供熱系統(tǒng)的供、回水平均溫度存在簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系;當(dāng)室內(nèi)溫度相等時(shí),其供、回水平均溫度必然相等。溫度調(diào)節(jié)法就是通過(guò)對(duì)各用戶流量的調(diào)節(jié),使各熱用戶的供、回水平均溫度或回水溫度達(dá)到一致,從而實(shí)現(xiàn)各熱用戶室內(nèi)溫度彼此均勻的目的。一般情況下,當(dāng)供熱系統(tǒng)為直接連接時(shí),宜采用回水溫度調(diào)節(jié)法;在間接連接的供熱系統(tǒng)中,一級(jí)管網(wǎng)也可采用回水溫度調(diào)節(jié)法;對(duì)二級(jí)管網(wǎng),由于供水溫度

2、難以完全一致,宜采用供、回水平均溫度調(diào)節(jié)法。溫度調(diào)節(jié)法最大的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)過(guò)程中測(cè)量參數(shù)單一,只有溫度一種類型參數(shù),不必進(jìn)行流量和壓力的測(cè)量。但是,對(duì)于大規(guī)模的供熱系統(tǒng),溫度變化滯后非常明顯,溫度測(cè)量常常是過(guò)渡數(shù)值,不能立即真實(shí)地反映調(diào)節(jié)的實(shí)際效果。2.自力式流量控制閥調(diào)節(jié)法這種方法的主要特點(diǎn)是依靠自力式流量控制器(自力式平衡閥,自動(dòng)進(jìn)行流量的調(diào)節(jié),有兩種自力式流量調(diào)節(jié)閥,分別稱為散熱器恒溫調(diào)節(jié)閥和自力式流量控制器。自力式平衡閥在結(jié)構(gòu)上是把一個(gè)單閥芯的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥和一個(gè)雙閥芯的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥串聯(lián)合并成為一體所組成,其工作原理是:當(dāng)實(shí)際流量大于按標(biāo)尺設(shè)定的流量數(shù)值時(shí),單芯閥節(jié)流造成的壓力降就會(huì)增大使雙芯閥

3、關(guān)小,并減小通過(guò)平衡閥的實(shí)際流量,直到等于按標(biāo)尺上的刻度所設(shè)定的數(shù)值,反之亦然。對(duì)于安裝自力式平衡閥的供熱系統(tǒng)來(lái)說(shuō),僅需一次即可將整個(gè)管網(wǎng)的水力工況調(diào)整平衡,滿足用戶的設(shè)計(jì)流量。3.簡(jiǎn)易快速法在進(jìn)行初調(diào)節(jié)前,系統(tǒng)的閥門(mén)處于全開(kāi)狀態(tài),初調(diào)節(jié)應(yīng)在關(guān)小閥門(mén)的過(guò)程中進(jìn)行。調(diào)節(jié)步驟如下:測(cè)量供熱系統(tǒng)的總流量,改變循環(huán)水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)或調(diào)節(jié)系統(tǒng)的供回水總閥門(mén),使系統(tǒng)總過(guò)渡流量控制在總理想流量的120%左右。以熱源為準(zhǔn),由近及遠(yuǎn),逐個(gè)調(diào)節(jié)各支線、各用戶。最近的支線、用戶將其過(guò)渡流量調(diào)到理想流量的80%85%;較近的支線、用戶過(guò)渡流量應(yīng)為理想流量的85%90%;較遠(yuǎn)的支線、用戶過(guò)渡流量是理想流量的90%95%;

4、最遠(yuǎn)的支線、用戶,過(guò)渡流量按理想流量的95%100%進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)供熱系統(tǒng)支線較多時(shí),應(yīng)在支線的母管上安裝平衡閥。此時(shí),仍按由近及遠(yuǎn)的原則,先調(diào)支線,再調(diào)各支線的用戶。在調(diào)節(jié)過(guò)程中,如遇某支線或某用戶在調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)仍未達(dá)到要求的過(guò)渡流量,此時(shí)跳過(guò)該支線或用戶,按既定順序繼續(xù)調(diào)節(jié),等最后的用戶調(diào)節(jié)完畢,再?gòu)?fù)查該支線或用戶的運(yùn)行流量。若與理想流量偏差超過(guò)20%以上,應(yīng)檢查排除有關(guān)故障。采用該調(diào)節(jié)方法,供熱量的最大誤差不超過(guò)10%,平均室溫最低可達(dá)到16以上。利用PLC 采用功能擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制變頻器的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制,這種方法不僅成本低,而且編程簡(jiǎn)單、控制方便,改變以往利用D/A 轉(zhuǎn)換器控制變頻

5、器所帶來(lái)的不便;伺服控制的定波峰切斷系統(tǒng),使得成型后的排料速度快,定位精確,切斷效率高;觸摸屏和PLC 的結(jié)合,讓控制系統(tǒng)的性能更加安全可靠。一、控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)可編程控制器之所以能夠高速發(fā)展,除了順應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化的客觀需要外,還由于其具有許多適合工業(yè)控制的獨(dú)特特點(diǎn),它較好地解決了工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。本系統(tǒng)選擇PLC 與觸摸屏結(jié)合的方案,主要基于以下幾點(diǎn)考慮:1.可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)?？删幊炭刂破魇菍楣I(yè)控制而設(shè)計(jì)的,在硬件和軟件兩個(gè)方面都采用了屏蔽、濾波、隔離、故障診斷和自動(dòng)恢復(fù)等措施,使可編程控制器具有很強(qiáng)的抗干擾能力,其平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng),故障恢

6、復(fù)時(shí)間短。這是PLC 控制優(yōu)于常規(guī)微機(jī)控制的基于PLC 人機(jī)界面控制系統(tǒng)的研究梅紅軍(江蘇永興多媒體有限公司,江蘇南通226004摘要本文主要介紹PLC 技術(shù)及其主要特點(diǎn),利用可編程控制器(PLC 作為控制系統(tǒng)的主要控制單元,觸摸屏和PLC 的結(jié)合,讓人機(jī)界面控制系統(tǒng)的性能更加安全可靠,使整套設(shè)備成為真正的機(jī)電一體化產(chǎn)品。關(guān)鍵詞PLC ;人機(jī)界面控制系統(tǒng);觸屏技術(shù)中圖分類號(hào)TM 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)1673-0046(200901-0130-02Journal of TaiYuan Urban Vocational collegeJan20092009年第期·1太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院

7、學(xué)報(bào)總第90期期!130一大特點(diǎn)。2.編程直觀、簡(jiǎn)單,使用方便?？紤]到大多數(shù)電氣技術(shù)人員熟悉電氣控制線路的特點(diǎn),大多數(shù)可編程控制器均采用與繼電器原理圖相類似的梯形圖編程方式,形象直觀,易學(xué)易懂。3.控制程序可變,具有很好的柔性?？删幊炭刂破魇峭ㄟ^(guò)程序?qū)崿F(xiàn)控制的,當(dāng)生產(chǎn)工藝改變或生產(chǎn)線設(shè)備更新時(shí),不必改變PLC的硬件設(shè)備,只需修改程序即可滿足要求。4.功能完善、擴(kuò)充方便、組合靈活。PLC產(chǎn)品具有各種擴(kuò)展單元和功能模塊,可以方便地適應(yīng)不同工業(yè)控制需求,與各種不同的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備順利連接,組成應(yīng)用系統(tǒng)。5.體積小、能耗低。由于PLC的體積小,很容易裝在機(jī)械設(shè)備內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。對(duì)于復(fù)雜

8、的控制系統(tǒng),使用PLC后,可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器,而PLC的體積又僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小,因此可以將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的1/21/10。由于減少了線圈用電,從而也使能耗降低。PLC的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線少得多,故可以省下大量的配線和附件,減少大量的安裝接線工時(shí),同時(shí)節(jié)省大量的費(fèi)用。二、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)PLC作為新型的工業(yè)控制計(jì)算機(jī),因?yàn)槠溥\(yùn)算速度高、功能強(qiáng)大、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、改變程序靈活方便、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下長(zhǎng)期工作等顯著特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域。但是PLC有其自身的缺陷,不具備人機(jī)交互功能,如果在控制過(guò)程中需要隨時(shí)改變控制

9、參數(shù)的時(shí)候,以及需要了解系統(tǒng)的控制情況時(shí),這種缺陷就越發(fā)顯得明顯。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,人機(jī)界面技術(shù)的出現(xiàn)給PLC注入了新的力量,使得PLC控制技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了更加廣闊的發(fā)展空間。同時(shí),它們二者的有機(jī)結(jié)合,使得PLC更加的完美。1.系統(tǒng)分析根據(jù)要求,系統(tǒng)要能夠手動(dòng)自動(dòng)靈活控制,因此選用了穩(wěn)定可靠的HITECH觸摸屏人機(jī)界面,該人機(jī)界面不但能保存大量的工作數(shù)據(jù),而且可用CF卡的方式供用戶保存工藝及數(shù)據(jù),也可以將數(shù)據(jù)在電腦上修改后經(jīng)由CF卡傳回觸摸屏,這樣管理數(shù)據(jù)非常方便。另外,由于HI下ECH人機(jī)提供了強(qiáng)大的宏指令,而且宏指令的編輯非常簡(jiǎn)單易學(xué),所以通過(guò)宏指令使人機(jī)來(lái)和晶體膜厚監(jiān)控儀通訊

10、很容易。觸摸屏接收到監(jiān)控儀上的數(shù)據(jù)后,通過(guò)宏指令進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算,然后進(jìn)行邏輯判斷,再發(fā)信號(hào)給PLC,來(lái)控制設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行。2.觸摸屏技術(shù)隨著多媒體信息查詢的與日俱增,人們?cè)絹?lái)越多地談到觸摸屏,因?yàn)橛|摸屏作為一種最新的電腦輸入設(shè)備,它是目前最簡(jiǎn)單、方便、自然的而且又適用于中國(guó)多媒體信息查詢國(guó)情的輸入設(shè)備,觸摸屏具有堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)。利用這種技術(shù),我們用戶只要用手指輕輕地觸碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)操作,從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng),這種技術(shù)極大方便了那些不懂電腦操作的用戶。在工業(yè)自動(dòng)化越來(lái)越要求實(shí)時(shí)監(jiān)控的今天,觸摸屏與PLC的結(jié)合日趨完善,其聯(lián)控技術(shù)

11、正日益接近具有多功能操作界面的工控機(jī),觸摸屏的應(yīng)用更為PLC的廣泛應(yīng)用開(kāi)辟了一個(gè)新領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)的逐漸發(fā)展,觸摸屏技術(shù)必將會(huì)有它更加廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。3.控制系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)(1HITECH觸摸屏通過(guò)以上對(duì)觸摸屏技術(shù)的分析,根據(jù)控制系統(tǒng)的具體要求及特點(diǎn),結(jié)合選定的PLC型號(hào),選用HITECH觸摸屏作為控制系統(tǒng)的人機(jī)界面,其規(guī)格型為PWS3760。觸摸屏的控制界面采用HITECH觸摸屏專用工具HITECH-ADP3軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。PWS3760觸摸屏的顯示尺寸為10.4,顯示顏色為256色,是HITECH列觸摸屏中較新型的產(chǎn)品。在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上,它除了有十分美觀的整體造型計(jì)外,其面板更可方便用

12、戶配合應(yīng)用的需要而自行設(shè)計(jì)個(gè)別且專用的操作板。如面板顏色、按鈕功能配置、按鈕圖案等都可以由設(shè)計(jì)者自由靈活地搭配使用,具有良好的人機(jī)界面效果。(2控制界面設(shè)計(jì)在打開(kāi)HITECH-ADP3.0軟件后,首先需要新建一個(gè)新的屏幕文件,然后需要對(duì)文件進(jìn)行一些必要的設(shè)置,具體包括應(yīng)用名稱、人機(jī)界面種類和PLC種類,。其中應(yīng)用名稱可為:翅片成型機(jī)監(jiān)控界面;人機(jī)界面種類選PWS3760;PLC種類選擇Mitsubishi FX2N。設(shè)置完成以后,便可以進(jìn)行畫(huà)面的創(chuàng)建。(3PLC與觸摸屏的通訊設(shè)置HITECH觸摸屏在實(shí)際工作過(guò)程中,通過(guò)串行通訊接口RS232C與PLC進(jìn)行連接。RS232C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(E

13、IA于1969年公布的通信協(xié)議,它的全稱是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。RS232C接口標(biāo)準(zhǔn)是目前計(jì)算機(jī)和PLC中最常用的一種串行通信接口。HITECH觸摸屏與PLC之間是直接存取通信方式,它們之間有相互對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)和控制區(qū)。在運(yùn)行中觸摸屏畫(huà)面所需要的數(shù)據(jù)由觸摸屏自動(dòng)地向PLC 發(fā)送請(qǐng)求并接收數(shù)據(jù),觸摸鍵的操作輸入由觸摸屏自動(dòng)地送到PLC,它們二者之間的通訊,不需要單獨(dú)編寫(xiě)程序就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收,大大地簡(jiǎn)化了程序的設(shè)計(jì)。FX2N-48M T型PLC與HITECH觸摸屏采用RS232C 串口進(jìn)行通信,主要的通訊參數(shù)設(shè)置如下:傳送速率為9600bps,數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為7位,停止位為一位,奇偶校驗(yàn)為偶校驗(yàn)。三、結(jié)論本文主要設(shè)計(jì)了基于PLC和觸摸屏控制系統(tǒng),完成了系統(tǒng)中軟件、硬件及人機(jī)界面設(shè)計(jì)。結(jié)果表明:(1由于該系統(tǒng)采用觸摸屏與PLC