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1、触摸屏 欧姆龙PLC和组态王软件的组合应用2010-09-23 22:30本系统组合应用了欧姆龙PLC和组态王软件，通过触摸屏给PLC发送命令来控制六个压头的压装，PLC通过模拟量输入端口实时采集压装位移与压力进行实时判断并将采集的数据同时传送到CF卡中（通过用Delphi编制的软件对CF卡中的数据进行处理，不仅使每个零件的加工过程压力位移数据有序的显示，并形成位移压力曲线以方便工艺分析）与触摸屏的存储器中（将力和位移形成位移压力曲线方便操作者进行观察和进行工艺分析）。文章介绍了系统的设计过程，论述了相应触摸屏界面的制作方法及PLC程序的设计方法，并给出典型的程序段。关键词：PLC,触摸屏，直
2、接存取通信，程序，模拟量，模/数转换。1 引言 在工业现场控制领域，可编程控制器（PLC）一直占据着重要的地位。随着控制技术的的不断发展，可编程控制器与触摸屏在工业控制中的应用越来越广泛。触摸屏是一种连接人和机器（主要为PLC）的人机界面（国外称为HMI或MMI）,被称为可编程终端。它是替代传统的控制面板和键盘的智能化操作显示器。可用于参数的设置、数据的显示和存储、并以曲线、动画等形式描绘自动化控制过程。PLC与触摸屏的配套使用，一方面扩展了PLC的功能，使其具有图形化、交互式工作界面的独立系统，另一方面大大的减少了操纵台上开关、按钮、仪表等的使用数量，使操作更加简便。目前一些控制要求较高、参
3、数变化多、硬件接线有变化的场合，触摸屏与PLC组合起来应用的形式已占主导地位。 本文组合应用PLC与触摸屏来实现系统控制功能。2 系统的组成及设备之间的通信方式2.1 系统的组成 本系统用欧姆龙CJ1M型PLC与台达DOP-A57CSTD触摸屏组建成一个系统去控制六个油缸，使之按要求的位移或压力下压。图1(同实际相比有所简化)为接线图。 系统所采用的CJ1M型PLC是配有内置I/O的高速、先进、小巧的PLC。它采用通信模块插件充实通信功能，提供与触摸屏及计算机等RS232设备连接的通道，同时支持协议宏、Host Link通信、1 N NT连接、串行网关及无协议模式。图1系统中，Port(RS2
4、32)与触摸屏连接，Peripheral与计算机相连。2.2 触摸屏与PLC之间的通信方式 触摸屏与主机串行通信方式分为两种：直接存取通信和Memory Link通信。直接存取通信（Direct Access）,即无需编程的通信方式，此种方式多用于与PLC、变频器之间的通信，此种方式的通信只需指定PLC型号即可；Memory Link通信，此种方式主要用于触摸屏与计算机、单片机等带有串行通信的智能设备之间的连接。在主机上，需要编写与触摸屏之间的读/写数据控制命令，以方便两者之间的数据交换。本系统中触摸屏与PLC之间采用直接存取通信。3主要PLC程序段的设计 本系统PLC程序中有几个典型的程序段
5、，现逐一说明。3.1 模拟量输入并进行转换 以位移传感器通过模拟量输入为例 位移传感器输出模拟量送到PLC模拟量输入接口中，通过模数转换，转换成数字量。然后根据实际情况，匹配上合适的系数，再通过PLC中的存储器与触摸屏连接，使操作者能根据不同的情况来通过触摸屏设置压头合适的下压距离。具体程序如下：3.2 数据采样记录 将每个压头的位移、压力数据进行采样记录。具体程序如下：3.3 将记录的数据写入到CF卡中 将记录在PLC存储器中的数据写入到CF卡中。具体程序如下：3.4 在触摸屏上设置窗口数据的处理 在该系统中，操作者可以在触摸屏上根据实际的压装曲线来设置不同的判断窗口，显示判断窗口数据的具体
6、程序如下：3.5 窗口判断处理程序 在该系统中，操作者可以在触摸屏上根据实际的压装曲线来设置不同的判断窗口，窗口实时判断具体程序如下：4触摸屏界面的制作方法 在该系统中触摸屏主要用于设置参数、显示数据、显示曲线等功能。为实现此功能，需要利用专门的画面制作软件进行设计，具体画面如下图2所示：5界面的操作及程序运行 在该系统中可以通过触摸屏设置每个压头的压装参数及判断参数，触摸屏将这些参数自动下传到PLC中，用启动按钮启动自动程序执行，则每个压头就会以设定的参数下压并同时根据设定的判断参数判断压装过程是否合格。压装完成后可以在触摸屏上看压装的位移压力曲线。当工作一段时间后可以将CF卡拿出，将其中的
7、文件转存到计算机中，将CF卡清空，再装入到PLC中进行数据记录。6结束语 本系统组合应用了欧姆龙CJ1M型PLC与台达DOP-A57CSTD触摸屏,组态王组态，大大的减少了操纵台上的开关数量，省去了复杂的电气接线，而且使操作也非常人性化，当更换不同型号的零件时，操作者只需通过更改触摸屏上的参数就可以完成。人机界面（又称用户界面或使用者界面）是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换,显控科技。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。触控屏（Touch panel）又称为触控面板，是个可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形
8、按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行
9、设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。1.使用组态王实现控制系统实验仿真的基本方法：(1)图形界面的设计(2)构造数据库(3)建立动画连接(4)运行和调试2.使用组态王软件开发具有以下几个特点:(1)实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实验,从而大大减少购置仪器的经费。(2)该系统是中文界面,具有人机界面友好、结果可视化的优点。对用户而言,操作简单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,可以实时地显示参数变化前后系统的特性曲线,能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果。3.在采用组态王开发系统编制应用程序过程中要考虑以下三个方面:(1)图形,是用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。(2)数据,就是创建一个具体的数据库,并用此数据库中的变量描述工控对象的各种属性,比如水位、流量等。(3)连接,就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行,以及怎样让操作者输入控制设备的指令。