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案例頻道一、 TP 介紹
（1） 簡(jiǎn)介
TP 觸摸式工業(yè)圖形顯示器（簡(jiǎn)稱(chēng)觸摸屏）是一種連接人類(lèi)和機器（主要為 PLC ）的人機界面（國外稱(chēng)為 HMI 或 MMI ），被稱(chēng)為 PLC 的臉面。它是替代傳統控制面板和鍵盤(pán)的智能化操作顯示器?？捎糜趨翟O置、數據顯示、以曲線(xiàn)、動(dòng)畫(huà)等形式描繪自動(dòng)化控制過(guò)程，并可簡(jiǎn)化 PLC 的控制程序。
比之模擬儀表、操作臺控制的優(yōu)點(diǎn)：
1 ） 體積變小，幾乎不占空間；
2 ） 連線(xiàn)簡(jiǎn)單化。
（2） TP 觸摸屏的主要作用
監視：以數據、曲線(xiàn)、圖形、動(dòng)畫(huà)等各種形式來(lái)反映 PLC 內部位狀態(tài)，存儲器數值，從而直觀(guān)反應工業(yè)控制系統的流程、走向。
控制：可以通過(guò)觸摸操作改變 PLC 內部位狀態(tài)，存儲器數值，從而參與過(guò)程控制。
（3） TP 觸摸屏主要功能
1 ） 以動(dòng)畫(huà)形式表現控制過(guò)程，可實(shí)現工況圖、流程圖，設備由靜態(tài)到運行，畫(huà)面模擬動(dòng)畫(huà)顯示；
2 ） 離散點(diǎn)的 ON/OFF 表示；可實(shí)現管道、閥門(mén)、指示燈的顏色變化，電氣開(kāi)關(guān)閘刀的開(kāi)合、檔板的開(kāi)關(guān)、多選一開(kāi)關(guān)的實(shí)現等；
3 ） 參數設置、數據顯示；可設計數據表格，制作操作面板的仿真圖象；
4 ） 棒圖、（半）餅圖、容器圖、趨勢圖及各種儀表表示；可制作操作面板的仿真圖象，可實(shí)現信號量值、液體深度的變化；模擬表頭指針或游標的移動(dòng)等；
5 ） 各種報警動(dòng)作：生產(chǎn)過(guò)程中出現異常情況，自動(dòng)報警并用文字顯示故障類(lèi)型，畫(huà)面同時(shí)自動(dòng)切換至故障所在的流程畫(huà)面；
6 ） 可進(jìn)行報表打?。ǚ瞧聊挥部截悾?、報警信息打印，打印時(shí)序可由用戶(hù)確定；可連 CCTV 監視頭（ NTSC 制式），顯示現場(chǎng)實(shí)時(shí)信息。
7） 把原來(lái)的開(kāi)關(guān)、指示燈等移到觸摸屏上，則可省去 PLC 上原來(lái)對應開(kāi)關(guān)、指示燈等的輸入輸出點(diǎn)，從而可減小 PLC 系統的規模。
8 ）權限管理：操作員只有在開(kāi)機時(shí)輸入正確的登陸密碼后，觸摸屏才能進(jìn)入運行狀態(tài)
（4） TP 觸摸屏在惡劣條件下使用特點(diǎn)
1） 防塵、抗震
2） 防水、防電磁
二、可編程序控制器（ PLC ）在攪拌樓控制中的應用特點(diǎn)：
１）可靠性高 PLC 在硬件和軟件上采取了一系列抗干擾措施，使它可直接安裝于工業(yè)現場(chǎng)而穩定可靠的工作，防磁，抗震，防塵。
２）編程簡(jiǎn)單、容易掌握。
３）適應性強，應用靈活。攪拌樓中心控制室的 PLC 系統可同時(shí)控制攪拌樓附屬設備如：攪拌樓的骨料上料皮帶、水泥及粉煤灰的脈沖控制系統。
４）控制系統設計、修改、調試方便，工作量少。
５）功能強大?！?nbsp;PLC 具有開(kāi)關(guān)量輸入 / 輸出，模擬量輸入 / 輸出，大量的內部中間繼電器，時(shí)間繼電器，特殊繼電器，數據寄存器，可進(jìn)行邏輯控制、數據處理、模擬量處理。
三、 TP 和 PLC 在攪拌控制系統中的應用
1） 數據流程
在這套控制系統中， TP 主要是發(fā)揮工業(yè)流程監控、數據顯示、資料存儲、打印、生產(chǎn)管理、發(fā)布生產(chǎn)操作命令的作用，它并不參與過(guò)程控制， PLC 主要是采集現場(chǎng)生產(chǎn)信息 , 及時(shí)向 TP 傳送各類(lèi)生產(chǎn)狀態(tài)和數據如：配料門(mén)的限位、攪拌機的狀態(tài)、各稱(chēng)量斗的傳感信號，操作臺的開(kāi)關(guān)信號等，使 TP 能以生動(dòng)形象的動(dòng)畫(huà)形式及時(shí)顯示出來(lái)， PLC 根據程序運行結果和 TP 發(fā)布的指令來(lái)控制現場(chǎng)設備。具體見(jiàn)如下框圖：
2） 系統配置框圖
3） 系統主要構成：
觸摸屏 : TP 采用 加拿大 TouchWin 公司 TP 系列觸摸屏，它負責處理現場(chǎng)與運行操作有關(guān)的人機界面，使操作員通過(guò)觸摸屏實(shí)時(shí)了解現場(chǎng)運行狀態(tài)，各種生產(chǎn)數據的當前值以及是否有故障報警發(fā)生，并可對工藝生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制和調節 , 觸摸屏本身具有 “ 配方 ” 功能，通過(guò)其內部的宏指令可以將不同產(chǎn)品的不同工藝配方存儲在其中，隨時(shí)調用，大大節提高工作效率 , 它可以與近 30 個(gè)廠(chǎng)家的 PLC 通訊，兼容性極強，而且還可以和計算機通訊（開(kāi)放式通訊協(xié)議），基于 Windows98/2000/XP 操作平臺下的專(zhuān)用組態(tài)軟件，界面友好直觀(guān)，易學(xué)易用，大大節省產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。具有 RS232/422/485 通訊口，方便于連接其它廠(chǎng)家的 PLC 及外設產(chǎn)品（如：條形碼、存儲卡、變頻器、個(gè)人計算機等）。觸摸屏上的并行口還可以直接和打印機連接實(shí)時(shí)或定時(shí)打印當前或歷史數據。在編程軟件中選擇好觸摸屏和 PLC 型號后，在其系統設定中選擇 PLC 型號，通訊的波特率為 38400bps ；奇偶校驗為奇校驗；數據長(cháng)度 8 位；停止位 1 位；通訊方式 RS-232 。
PLC 可采用 XINJE 或西門(mén)子、歐姆龍等系列產(chǎn)品
打印機 可采用 HP 或其他品牌的針式打印機和噴墨打印機
TP 軟件 采用 TP 專(zhuān)用的制作軟件 TPsoft 編程軟件中備有大量的圖形庫（開(kāi)關(guān)、燈、棒圖等）供選擇，還可以根據用戶(hù)需求編輯所需要的工藝圖形，能夠轉換 BMP 文件和 AUTOCAD 中的 DXF 文件。還具有留言板功能用于交接班記錄用。在編程軟件中可以設定觸摸屏背光燈的關(guān)閉時(shí)間，節省其使用壽命。觸摸屏中具有內部編程指令 —— 宏命令，可以減輕 PLC 的編程負擔，甚至有些簡(jiǎn)單的設備中可以取代 PLC ，由觸摸屏編程直接和其它設備通訊
PLC 編程軟件 采用的是 XINJE 的 FC 編程軟件，用它完成整個(gè)程序的編制、調試。
監視攝像頭
軟起動(dòng)器 4） TP+PLC 控制系統參數：
（1）A/D 轉換 :1-16 路通道
（2） I/O 模塊 : 采用 DC 輸入輸出 , 光電和機械隔離
（3） 配料精度 :
水泥 粉狀 水劑 :±1%
砂石骨料 :±2% 5）
觸摸屏和 PLC 控制系統的主要功能：
（1） 整個(gè)控制過(guò)程處于中文系統下工作 , 管理完全漢化
（2） 實(shí)現配料 , 下料 , 拌和 , 出砼自動(dòng)控制
（3） 拌和時(shí)間 , 下料順序隨即可調
（4） 配料 , 下料 , 拌和動(dòng)態(tài)模擬顯示
（5） 系統自動(dòng)校稱(chēng)
（6） 配方可達 200 余種
（7）I/O 狀態(tài)自動(dòng)檢測
（8） 自動(dòng)生成數據庫 , 生產(chǎn)流程圖 , 報警系統圖 , 參數報表
歷史查詢(xún) , 報表制作和打印
四 . 下面以某電站 2× 1m3 攪拌樓為例介紹各方面的制作
1） 系統組成：
觸摸屏選用 TFT 液晶顯示器
可編程序控制器選用信捷 FC-32R-E
打印機選用 EPSON
2） 附屬設備：
強電柜一臺，主要為各種動(dòng)力設備提供電源、及各控制電源
操作臺一臺
.
PLC 及放大器柜
上料皮帶控制箱
傳感器 10 套
其他低壓電器
3） 觸摸屏畫(huà)面的制作采用 TouchWin 編輯工具軟件完成。各畫(huà)面畫(huà)面包括各控制菜單及視頻窗口，首頁(yè)可由相關(guān)單位編寫(xiě)廣告畫(huà)面歡迎詞或系統機型說(shuō)明。本系統主要包含以下幾項：
a） 流程控制 : 在生產(chǎn)過(guò)程中切換到此畫(huà)面 , 用于生產(chǎn)流程監控和控制
b） 重量設定 : 主要是用于配方設定和修改
c） 時(shí)間設定 : 主要是用于攪拌機攪拌時(shí)間設定 , 配料抖動(dòng)時(shí)間及提前量設定，下料順序時(shí)間參數設定
d） 主控畫(huà)面：在進(jìn)行系統校驗時(shí)用于主控系統運算的基本參數，這也是程序運算的核心，因此為了防止誤修改在標定畫(huà)面中加入了權限功能
e） 狀態(tài)監控：真實(shí)反映現場(chǎng)的 I/O 狀態(tài)，利于故障的檢查和排除
f） 配方：用于存儲配方和調用配方，在此系統中設計了 20 個(gè)配方
g） 數據列表：在生產(chǎn)過(guò)程中隨時(shí)記錄每一循環(huán)的稱(chēng)量數據，便于匯總查詢(xún)和打印
h） 打?。焊鶕祿蟊淼膬热菘刂拼蛴C，在本系統中采用的時(shí)針式打印機
i） 資料管理：主要是操作使用說(shuō)明以及相關(guān)的接線(xiàn)信息
在 TP 和 PLC 進(jìn)行通訊和調試參數前，需特別注意以下幾點(diǎn)：
a） 選擇直接傳送方式：選擇直接通訊方式 （ 選擇 PLC 類(lèi)型及對應 I/O 地址 ）, 該方式下 ,TP 直接讀取或改寫(xiě) PLC 的數據寄存器和繼電器內容 , 這樣可以大大減輕 PLC 用戶(hù)程序的負擔 .
b） 系統數據區：當選擇直接傳送方式時(shí) ,TP 內部寄存器首地址開(kāi)始的數個(gè)數據寄存器被規定為系統數據區 , 系統數據完成畫(huà)面切換等動(dòng)作 ,TP 和 PLC 內部占用特定的寄存器區 , 完成各種功能．系統數據區是 TP 與 PLC 交換數據的媒體 ,TP 初始化時(shí) , 需確定 PLC 系統數據區的的起始定義號．
6）PLC 的程序分三部分設計：傳感器模擬量數據采集及處理、邏輯控制部分、報表處理部分。在實(shí)際應用中，可根據需要隨時(shí)增加 PLC 的功能，如：攪拌樓（站）附屬設備的控制，皮帶系統和水泥、煤灰脈沖系統等． PLC 實(shí)時(shí)采集傳感稱(chēng)量值和輸入信號 , 經(jīng)邏輯運算后 , 由輸出模塊控制稱(chēng)量斗、攪拌機、螺旋輸送機的啟停以及報警等。程序設計思想和步驟 :a） 首先要全面了解被控制對象的機構、運行過(guò)程等，并明確動(dòng)作邏輯關(guān)系； b） 根據系統功能要求（包括輸入、輸出信號數量的多少、性質(zhì)、參數；選擇 PLC 型號及各種附加配置，并有規則、有目的的分配輸入、輸出點(diǎn)； 根據控制及流程要求，對應輸入、輸出開(kāi)發(fā)相應應用程序； c ）同時(shí)連接 PLC 與外部設備連線(xiàn) , 將編制完成的程序寫(xiě)入 PLC 中，模擬工況運行，進(jìn)行調試及修改； d） 在模擬調試成功后，接入現場(chǎng)實(shí)際控制系統中進(jìn)行再次調試，直至完全通過(guò)為止 . FC 系列編程工具是 WINDOWS 環(huán)境下的 PLC 編程軟件 , 利用本軟件可以進(jìn)行程序設計，編程實(shí)現，編寫(xiě)注釋說(shuō)明文檔和維護控制應用系統 , 它可以用兩種方式編程即梯形圖編程和命令語(yǔ)編程 , 見(jiàn)下圖：
料皮帶由于在配料過(guò)程中頻繁起動(dòng)，所以在這里采用的是軟起動(dòng)器。其目的主要是保護電機和機械，另一方面是防止因頻繁起動(dòng)引起的電網(wǎng)電壓沖擊。
本系統由于采用目前國內市場(chǎng)占有量較高，技術(shù)成熟的加拿大 TouchWin 公司的人機界面及 FC 系統可編程控制器，既使生產(chǎn)過(guò)程中 PLC 控制系統硬件發(fā)生故障，也可以立即查明原因更換相應器件，最大限度的縮小在線(xiàn)維修時(shí)間 , 另外在這種配置中，當 TP 因在運行中出現意外故障，無(wú)法顯示和監控時(shí)， PLC 能單獨完成一系列的工作，互不受影響，這樣是防止當人機界面出現問(wèn)題時(shí)，帶來(lái)系統控制失靈。在系統界面設計過(guò)程中，比較多的考慮了用戶(hù)的實(shí)際需求，界面操作簡(jiǎn)潔，明了。當生產(chǎn)過(guò)程硬件狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，勿需修改軟件，僅需在線(xiàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單參數設定既可，系統維護性強。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號