PLC程序控制作业流程图范例.doc

    1、引言
        现在，可编程序控制器（简称PLC）因为含有功效强、可编程、智能化等特点，已成为工业控制领域中最关键自动化装置之一，它是目前电气程控技术关键实现手段。用PLC控制系统替换传统继电器控制方法，可简化接线，方便调试，提升系统可靠性。
        触摸屏是专为PLC应用而设计一个高科技人机界面产品，因为操作简便、界面美观、节省控制面板空间、性价比高和人机交互性好等优点，多年来已越来越多地被应用于工业控制等领域。
       本文利用PLC和触摸屏技术研制了水位传感器测试系统，该系统关键用于进行洗衣机用水位传感器质量检测，整个系统实现简单、稳定性好、自动化程度高，替换了以前纯手动操作，很好地满足实际生产要求，提升了生产效率。
    2、系统控制原理及要求
        洗衣机用水位传感器工作原理是将水位高度改变转换成传感器内部膜片上压力改变，从而造成传感器输出电感L改变，将水位传感器输出电感和外部电路组成LC振荡电路，就可将电感改变转换成振荡频率改变，不一样水位高度经过水位传感器能够产生不一样振荡频率，最终经过检测振荡频率和水位高度对应关系，就可实现水位传感器质量检测。

图1 控制系统原理框图
       图1为控制系统原理框图。测试系统要求能在不一样水位高度时，正确测量出由水位传感器组成振荡电路振荡频率，水位高度和振荡频率测量精度要求较高，所以，对测试系统要求较高。
       作为主电机直流电动机由PLC进行控制，电机实现PID调速，电机输出经过减速机构和实施机构相连，最终带动细钢管在水箱中上下移动来按检测要求控制管内水位高度正确改变，经过编码器实现水位高度改变实时检测，频率实时检测由PLC高速计数器来完成。控制命令输入接PLC输入端，PLC输出端接实施继电器和工作状态指示灯等。
        系统中采取触摸屏作为人机界面，显示操作画面，进行参数修改和指令输入。经过触摸屏可实现水位上升、下降高度等参数设定和修改，实现实际水位高度改变、输出振荡频率和总产量等实时显示等，并可对工作进程进行实时监控。
    3、控制系统硬件组成
        依据水位传感器测试系统工艺特点和控制要求，本系统选择三菱企业FX1N-24MR基础型PLC，共有24点输入输出，其中14个输入点，10个继电器输出点，其环境温度、抗冲击、抗噪声等性能指标均能满足要求。
        图2为PLC控制系统硬件接线图。输入X0～X1为编码器A、B相输出脉冲信号，X3为振荡频率信号，X4～X14为按钮、选择开关、限位开关和计数开始等信号，输出Y0～Y7分别控制继电器、信号指示灯等。

图2 控制系统硬件接线图
        水位高度测量关键是经过编码器来完成，编码器A、B相可向可编程序控制器高速计数端发出脉冲，并经过高速计数器C251取得该脉冲计数值。当电动机转动时，高速计数器计数值就会不停累加。经过传动机构合理设置，每个脉冲对应0.25mm水位高度改变，经过编程计算，能够算出实际水位高度改变。
        振荡信号频率测量可利用PLC高速计数器C253完成，经过编程，能够利用高速计数器C253在要求时间内（如3s）对振荡信号脉冲数进行计数，并将计数值取出并放在数据存放器D0中，那么将D0中值除以3所得值就是所要测量振荡频率大小。
        触摸屏选择台湾生产性价比较高PWS6600S，配置有5.7英寸高清楚度液晶显示器，分辨率为320×240，经过一个RS232串口和PLC实现串行通讯。支持静态文字控件，支持on/off按钮、数值输入、画面按钮、数值显示、状态指示灯控件等动态对象，支持汉字显示。
        当在静态文字控件中指定变量时，触摸屏能够在屏幕上实时显示和之相连PLC中变量值，这给工作人员实现系统监控和状态检测提供了较大方便。
      当操作人员触摸数值输入控件时，PWS6600S自动弹出虚拟数字键盘，包含0～9等数字和清空、取消、删除和确定等。输入数字后按取消键取消可输入值，按确定键确定输入，虚拟数字键盘消失后，控件中数字也就成为输入值，对应PLC中对应变量也随之改变。
      当操作人员触摸on/off按钮、画面按钮、状态指示灯和数值显示等控件时，PWS6600S能够触发按钮按下、按钮弹起、画面切换、状态显示和数值显示等事件，操作人员能够进行清除数据、改变工作模式、选择屏幕画面等工作。

    4、系统软件设计
    系统软件包含PLC控制软件和触摸屏软件两部分。
      PLC含有丰富编程指令，软件设计环境良好，可采取梯形图（LD）、次序功效图（SFC）和指令表（IL）等基础编程语言。本系统采取梯形图编程，编程软件为FXGP，先利用计算机（PC）进行编程和调试，调试成功后经过接口电缆将控制程序下载到PLC中。
      PLC程序关键包含主程序和分段上升、分段下降子程序等，其中分段上升、分段下降子程序关键是使细钢管按测试要求分七段进行上升和下降，方便测试不一样水位高度时传感器输出频率大小，从而判定水位传感器质量好坏。图3为PLC程序控制步骤图。

图3 PLC程序控制步骤图
       PWS6600S触摸屏画面由专用支持软件ADP6.0进行设计组态，先在个人计算机上用该软件设计窗口、菜单、按钮等界面，设计完成后经过 RS232串行口将程序下载至PWS6600S触摸屏内存中，由PLC对触摸屏状态控制区和通知区进行读写达成二者之间信息交互。PLC读触摸屏状态通知区中数据，得到目前画面号，而经过写触摸屏状态控制区数据，强制切换画面。触摸屏加电后就进入设计画面，经过触摸屏按钮可显示和修改PLC数据存放器数据，实现和PLC通讯。
       整个画面由两部分组成：一部分为显示画面，关键包含系统画面、测试系统运行状态、水位高度显示、振荡频率输出、显示天天总产量等画面，图4所表示；另一部分为参数设定画面，关键用来设定工作模式、水位分段上升、下降数值等，图5所表示。

       因为PWS6600S触摸屏含有较强人机交互功效，和简便操作特征，简练界面和高可靠性，所以得到了很好使用效果。
    5、结束语
        将PLC和触摸屏技术应用于水位传感器检测系统，使操作愈加简便，速度、水位高度可按测试要求进行控制，极大地提升了系统可靠性和工作效率，控制精度高，操作性强，并可经过触摸屏观察PLC内部工作情况和现场工况，核定相关参数，操作灵活、方便。
       本系统成功开发以来，已前后在多家为洗衣机生产厂家配套水位传感器生产厂家投入使用，系统稳定可靠，经济效益十分显著，同时，因其操作简单、实用性强，数据可实时监控等特点，受到用户普遍好评