陳敏敏

摘要

針對目前工廠加水自動化程序低、控制水量不精準(zhǔn)的現(xiàn)狀，利用PLC控制器、觸摸屏技術(shù)等現(xiàn)代測控技術(shù)，使用PID控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)工廠的自動加水裝置，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本低、效率高、自動化程度高、運(yùn)行平穩(wěn)、精度高，取得良好的效果。

【關(guān)鍵詞】PLC觸摸屏 水閥 自動加水

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)深入工業(yè)控制各個領(lǐng)域，目前用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)主要以PLC為主，PLC使用方便、功能強(qiáng)大、維修率低，它已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)和其他機(jī)械設(shè)備中。在工廠的加水裝置中，若采用手動控制水閥的話，不易控制水流量，出口水分也不穩(wěn)定，另外操作人員的操作習(xí)慣也會對加水控制產(chǎn)生一定的不利影響。針對這個問題，本設(shè)計(jì)采用西門子的S7-200為控制器，利用利用重力傳感器、觸摸屏技術(shù)等結(jié)合而成的，能為工廠提供生產(chǎn)所需要的一定量的水，為工廠生產(chǎn)提供方便。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

加水控制系統(tǒng)由控制器、觸摸屏、稱重儀表、通信模塊等組成，器件清單如表1所示。系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)主要分為三部分：

（1）根據(jù)入口所需水量和流量進(jìn)行水量的算法。然后由實(shí)際的出水量和出水流量的偏差，對水量和流量進(jìn)行修正，算出最終的加水量和流量。

（2）通過氣動裝置增加流量計(jì)，接入控制系統(tǒng)中，使得實(shí)際的加水量和計(jì)算的加水量一致。

（3）設(shè)計(jì)觸摸屏界面，顯示水量、流水量的設(shè)定值和實(shí)際值。

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 編程準(zhǔn)備

在程序中編程實(shí)現(xiàn)水量和流水量的理論值計(jì)算，針對實(shí)際入水量、流量和設(shè)定值的偏差，再根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，使得理論值盡可能適應(yīng)滿足出口水分穩(wěn)定性的要求。設(shè)計(jì)過程如下：

（1）創(chuàng)建新項(xiàng)目，創(chuàng)建組態(tài)設(shè)備。

（2）選擇與元件清單中一致的控制器。

（3）添加以太網(wǎng)地址，把IP協(xié)議當(dāng)中的IP地址設(shè)置（192.168.0.15）。

（4）選擇通信模塊下的點(diǎn)到點(diǎn)，選擇與元件清單中一致的模塊。

（5）創(chuàng)建界面程序塊，然后再點(diǎn)擊添加新塊，分別創(chuàng)建新塊。并在Main[OBl]中將稱重（FC1）、數(shù)據(jù)計(jì)算（FC3）、自動控制（FC2）導(dǎo)入，具體操作為：點(diǎn)擊Main[OBl]，再點(diǎn)擊程序段1的任意一處，然后按下鍵盤當(dāng)中的SHIFT+F5，點(diǎn)擊？？，然后用輸入法打出稱重，點(diǎn)擊彈出的稱重?cái)?shù)據(jù)計(jì)算（FC3）與自動控制（FC2）分別在程序段2、程序段3，進(jìn)行如上面操作一樣的設(shè)置.鼠標(biāo)雙擊Startup（OB100），然后選擇指令。選擇完畢后并設(shè)置里面的參數(shù)，其中MB_DB可以不用設(shè)置先，并與傳感器通信雙擊稱重?cái)?shù)據(jù)（DB4），并設(shè)置如圖所示的參數(shù)，雙擊計(jì)算數(shù)據(jù)（DB7），并設(shè)置參數(shù)、

注意在設(shè)置完畢后，都需要把優(yōu)化塊的訪問前面的勾去掉具體操作如下：鼠標(biāo)右鍵單擊稱重?cái)?shù)據(jù)（DB4）或計(jì)算數(shù)據(jù)（DB7），找到屬性，然后去除優(yōu)化塊的訪問的勾，最后點(diǎn)擊確定，否則部分程序?qū)⒉粫\(yùn)行。

2.2 程序設(shè)計(jì)

在對PLC編程的時(shí)候，所以的指令都在界面的右側(cè)的基本指令中都能找到，最后會有所有指令的表示意思與參數(shù).

2.2.1 稱重（FC1）

如圖1所示。

2.2.2 計(jì)算數(shù)據(jù)（FC3）

如圖2所示。

3 觸摸屏設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用昆侖通TPC7062Ti觸摸屏，昆侖MCGS軟件工程有動畫、報(bào)警、配方等多種功能，通過觸摸屏能將設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)表現(xiàn)出來，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是整個觸摸屏軟件的核心，通過外部硬件采集的數(shù)據(jù)送到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，再由窗口來調(diào)用，通過用戶窗口可更改數(shù)據(jù)庫的值，再有設(shè)備窗口輸出到外部硬件。觸摸屏模擬操作界面設(shè)計(jì)如圖3所示。

在水塔操作畫面中，設(shè)置水塔的高、低水位；然后在反應(yīng)釜操作界面中，設(shè)置工藝生產(chǎn)需要的水量，提前量作用是關(guān)閉大閥，然后只有小閥在運(yùn)作，減少誤差；如果設(shè)置的水量>水塔的水量，則大、小閥門不會打開，補(bǔ)水閥將會自動啟動，并且到達(dá)水塔高水位后會自行停止補(bǔ)水，反之則正常運(yùn)行；如果水塔水量到達(dá)低水位后，水塔補(bǔ)水閥也會自動啟動，并與上述現(xiàn)象一樣；如果已經(jīng)知道水塔水量差不多接近低水位，可以按水塔操作按鈕，并按下補(bǔ)水閥啟動按鈕，補(bǔ)水閥也會自行啟動，現(xiàn)象與上述一樣。

4 結(jié)語

針對工廠自動加水控制的功能需要，通過總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、軟硬件調(diào)試和觸摸屏界面設(shè)計(jì)，最終完成了基于PLC、觸摸屏技術(shù)的控制系統(tǒng)構(gòu)建。該系統(tǒng)成本低、操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定，有效提高了工廠流水量和加水量的控制精準(zhǔn)性。

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