PLC程序控制流程圖范例

1、引言

目前，可編程序控制器（簡稱PLC）由于具有功能強(qiáng)、可編程、智能化等特點(diǎn)，已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中最主要的自動(dòng)化裝置之一，它是當(dāng)前電氣程控技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)手段。用PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電器控制方式，可簡化接線，方便調(diào)試，提高系統(tǒng)可靠性。

觸摸屏是專為PLC應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種高科技人機(jī)界面產(chǎn)品，由于操作簡便、界面美觀、節(jié)省控制面板空間、性價(jià)比高和人機(jī)交互性好等優(yōu)點(diǎn)，近年來已越來越多地被應(yīng)用于工業(yè)控制等領(lǐng)域。

本文利用PLC和觸摸屏技術(shù)研制了水位傳感器測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于進(jìn)行洗衣機(jī)用水位傳感器的質(zhì)量檢測，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單、穩(wěn)定性好、自動(dòng)化程度高，代替了以前的純手動(dòng)操作，較好地滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求，提高了生產(chǎn)效率。

2、系統(tǒng)控制原理及要求

洗衣機(jī)用水位傳感器的工作原理是將水位高度的變化轉(zhuǎn)換成傳感器內(nèi)部膜片上壓力的變化，從而導(dǎo)致傳感器輸出電感L的變化，將水位傳感器輸出電感與外部電路組成LC振蕩電路，就可將電感的變化轉(zhuǎn)換成振蕩頻率的變化，不同的水位高度通過水位傳感器可以產(chǎn)生不同的振蕩頻率，最后通過檢測振蕩頻率與水位高度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就可實(shí)現(xiàn)水位傳感器的質(zhì)量檢測。

圖1控制系統(tǒng)原理框圖

圖1為控制系統(tǒng)原理框圖。測試系統(tǒng)要求能在不同的水位高度時(shí)，準(zhǔn)確測量出由水位傳感器組成的振蕩電路的振蕩頻率，水位高度和振蕩頻率的測量精度要求較高，因此，對(duì)測試系統(tǒng)的要求較高。

作為主電機(jī)的直流電動(dòng)機(jī)由PLC進(jìn)行控制，電機(jī)實(shí)現(xiàn)PID調(diào)速，電機(jī)的輸出通過減速機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，最后帶動(dòng)細(xì)鋼管在水箱中上下移動(dòng)來按檢測要求控制管內(nèi)水位高度的準(zhǔn)確變化，通過編碼器實(shí)現(xiàn)水位高度變化的實(shí)時(shí)檢測，頻率的實(shí)時(shí)檢測由PLC的高速計(jì)數(shù)器來完成。控制命令的輸入接PLC的輸入端，PLC的輸出端接執(zhí)行繼電器和工作狀態(tài)指示燈等。

系統(tǒng)中采用觸摸屏作為人機(jī)界面，顯示操作畫面，進(jìn)行參數(shù)修改和指令輸入。通過觸摸屏可實(shí)現(xiàn)水位上升、下降高度等參數(shù)的設(shè)定和修改，實(shí)現(xiàn)實(shí)際水位高度變化、輸出振蕩頻率和總產(chǎn)量等的實(shí)時(shí)顯示等，并可對(duì)工作進(jìn)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3、控制系統(tǒng)硬件組成

根據(jù)水位傳感器測試系統(tǒng)的工藝特點(diǎn)和控制要求，本系統(tǒng)選用三菱公司的FX1N-24MR基本型PLC，共有24點(diǎn)輸入輸出，其中14個(gè)輸入點(diǎn)，10個(gè)繼電器輸出點(diǎn)，其環(huán)境溫度、抗沖擊、抗噪聲等性能指標(biāo)均能滿足要求。

圖2為PLC控制系統(tǒng)硬件接線圖。輸入X0～X1為編碼器的A、B相輸出脈沖信號(hào)，X3為振蕩頻率信號(hào)，X4～X14為按鈕、選擇開關(guān)、限位開關(guān)和計(jì)數(shù)開始等信號(hào)，輸出Y0～Y7分別控制繼電器、信號(hào)指示燈等。

圖2控制系統(tǒng)硬件接線圖

水位高度的測量主要是通過編碼器來完成，編碼器的A、B相可向可編程序控制器的高速計(jì)數(shù)端發(fā)出脈沖，并通過高速計(jì)數(shù)器C251獲得該脈沖的計(jì)數(shù)值。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值就會(huì)不斷累加。通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理設(shè)置，每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)0.25mm的水位高度變化，通過編程計(jì)算，可以算出實(shí)際水位高度的變化。

振蕩信號(hào)頻率的測量可利用PLC的高速計(jì)數(shù)器C253完成，通過編程，可以利用高速計(jì)數(shù)器C253在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（如3s）對(duì)振蕩信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)值取出并放在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器D0中，那么將D0中的值除以3所得的值就是所要測量的振蕩頻率的大小。

觸摸屏選用臺(tái)灣生產(chǎn)的性價(jià)比較高的PWS6600S，配備有5.7英寸高清晰度液晶顯示屏，分辨率為320×240，通過一個(gè)RS232串口與PLC實(shí)現(xiàn)串行通訊。支持靜態(tài)文字控件，支持on/off按鈕、數(shù)值輸入、畫面按鈕、數(shù)值顯示、狀態(tài)指示燈控件等動(dòng)態(tài)對(duì)象，支持中文顯示。

當(dāng)在靜態(tài)文字控件中指定變量時(shí)，觸摸屏能夠在屏幕上實(shí)時(shí)顯示與之相連的PLC中的變量值，這給工作人員實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控和狀態(tài)檢測提供了較大的方便。

當(dāng)操作人員觸摸數(shù)值輸入控件時(shí)，PWS6600S自動(dòng)彈出虛擬數(shù)字鍵盤，包括0～9等數(shù)字和清空、取消、刪除和確定等。輸入數(shù)字后按取消鍵取消可輸入值，按確定鍵確定輸入，虛擬數(shù)字鍵盤消失后，控件中的數(shù)字也就成為輸入值，相應(yīng)的PLC中對(duì)應(yīng)變量也隨之改變。

當(dāng)操作人員觸摸on/off按鈕、畫面按鈕、狀態(tài)指示燈和數(shù)值顯示等控件時(shí)，PWS6600S可以觸發(fā)按鈕按下、按鈕彈起、畫面切換、狀態(tài)顯示和數(shù)值顯示等事件，操作人員可以進(jìn)行清除數(shù)據(jù)、改變工作模式、選擇屏幕畫面等工作。

4、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件包括PLC控制軟件和觸摸屏軟件兩部分。

PLC具有豐富的編程指令，軟件設(shè)計(jì)環(huán)境良好，可采用梯形圖（LD）、順序功能圖（SFC）和指令表（IL）等基本的編程語言。本系統(tǒng)采用梯形圖編程，編程軟件為FXGP，先利用計(jì)算機(jī)（PC）進(jìn)行編程和調(diào)試，調(diào)試成功后通過接口電纜將控制程序下載到PLC中。

PLC程序主要包括主程序和分段上升、分段下降子程序等，其中分段上升、分段下降子程序主要是使細(xì)鋼管按測試要求分七段進(jìn)行上升和下降，以便測試不同水位高度時(shí)傳感器輸出的頻率大小，從而判斷水位傳感器的質(zhì)量好壞。圖3為PLC程序控制流程圖。

圖3PLC程序控制流程圖

PWS6600S觸摸屏畫面由專用支持軟件ADP6.0進(jìn)行設(shè)計(jì)組態(tài)，先在個(gè)人計(jì)算機(jī)上用該軟件設(shè)計(jì)窗口、菜單、按鈕等界面，設(shè)計(jì)完成后通過RS232串行口將程序下載至PWS6600S觸摸屏內(nèi)存中，由PLC對(duì)觸摸屏狀態(tài)控制區(qū)和通知區(qū)進(jìn)行讀寫達(dá)到兩者之間的信息交互。PLC讀觸摸屏狀態(tài)通知區(qū)中的數(shù)據(jù)，得到當(dāng)前畫面號(hào)，而通過寫觸摸屏狀態(tài)控制區(qū)的數(shù)據(jù)，強(qiáng)制切換畫面。觸摸屏加電后就進(jìn)入設(shè)計(jì)畫面，通過觸摸屏按鈕可顯示和修改PLC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)與PLC的通訊。

整個(gè)畫面由兩部分組成：一部分為顯示畫面，主要包括系統(tǒng)畫面、測試系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、水位高度顯示、振蕩頻率輸出、顯示每天的總產(chǎn)量等畫面，如圖4所示；另一部分為參數(shù)設(shè)定畫面，主要用來設(shè)定工作模式、水位分段上升、下降的數(shù)值等，如圖5所示。

由于PWS6600S觸摸屏具有較強(qiáng)的人機(jī)交互功能，以及簡便的操作特性，簡潔的界面和高可靠性，因此得到了較好的使用效果。

5、結(jié)束語

將PLC和觸摸屏技術(shù)應(yīng)用于水位傳感器檢測系統(tǒng)，使操作更加簡便，速度、水位高度可按測試要求進(jìn)行控制，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性和工作效率，控制精度高，操作性強(qiáng)，并可通過觸摸屏觀察PLC內(nèi)部的工作情況和現(xiàn)場工況，核定相關(guān)參數(shù)，操作靈活、方便。

本系統(tǒng)成功開發(fā)以來，已先后在多家為洗衣機(jī)生產(chǎn)廠家配套的水位傳感器生產(chǎn)廠家投入使用，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，同時(shí)，因其操作簡單、實(shí)用性強(qiáng)，數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)監(jiān)控等特點(diǎn)，受到用戶的普遍好評(píng)其中專業(yè)理論知識(shí)內(nèi)容包括：保安理論知識(shí)、消防業(yè)務(wù)知識(shí)、職業(yè)道德、法律常識(shí)、保安禮儀、救護(hù)知識(shí)。作技能訓(xùn)練內(nèi)容包括：崗位操作指引、勤務(wù)技能、消防技能、軍事技能。二．培訓(xùn)的及要求培訓(xùn)目的安全生產(chǎn)目標(biāo)責(zé)任書為了進(jìn)一步落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，做到“責(zé)、權(quán)、利”相結(jié)合，根據(jù)我公司2015年度安全生產(chǎn)目標(biāo)的內(nèi)容，現(xiàn)與財(cái)務(wù)部簽訂如下安全生產(chǎn)目標(biāo)：一、目標(biāo)值：1、全年人身死亡事故為零，重傷事故為零，輕傷人數(shù)為零。2、現(xiàn)金安全保管，不發(fā)生盜竊事故。3、每月足額提取安全生產(chǎn)費(fèi)用，保障安全生產(chǎn)投入資金的到位。4、安全培訓(xùn)合格率為100%。二、本單位安全工作上必須做到以下內(nèi)容：1、對(duì)本單位的安全生產(chǎn)負(fù)直接領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任，必須模范遵守公司的各項(xiàng)安全管理制度，不發(fā)布與公司安全管理制度相抵觸的指令，嚴(yán)格履行本人的安全職責(zé)，確保安全責(zé)任制在本單位全面落實(shí)，并全力支持安全工作。2、保證公司各項(xiàng)安全管理制度和管理辦法在本單位內(nèi)全面實(shí)施，并自覺接受公司安全部門的監(jiān)督和管理。3、在確保安全的前提下組織生產(chǎn)，始終把安全工作放在首位，當(dāng)“安全與交貨期、質(zhì)量”發(fā)生矛盾時(shí)，堅(jiān)持安全第一的原則。4、參加生產(chǎn)碰頭會(huì)時(shí)，首先匯報(bào)本單位的安全生產(chǎn)情況和安全問題落實(shí)情況；在安排本單位生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，必須安排安全工作內(nèi)容，并寫入記錄。5、在公司及政府的安全檢查中杜絕各類違章現(xiàn)象。6、組織本部門積極參加安全檢查，做到有檢查、有整改，記錄全。7、以身作則，不違章指揮、不違章操作。對(duì)發(fā)現(xiàn)的各類違章現(xiàn)象負(fù)有查禁的責(zé)任，同時(shí)要予以查處。8、虛心接受員工提出的問題，杜絕不接受或盲目指揮；9、發(fā)生事故，應(yīng)立即報(bào)告主管領(lǐng)導(dǎo)，按照“四不放過”的原則召開事故分析會(huì)，提出整改措施和對(duì)責(zé)任者的處