1、PLC－觸摸屏簡介
觸摸式工業(yè)圖形顯示器（簡稱觸摸屏）是一種新型可編程控制終端，是新一代高科技人機(jī)界面（國外稱為 HMI 或 MMI ）產(chǎn)品，它是替代傳統(tǒng)控制面板和鍵盤的智能化操作顯示器。可用于參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)顯示、以曲線、動畫等形式描繪自動化控制過程，并可簡化 PLC 的控制程序。 具有體積小、 連線簡單化、 防塵、抗震 、防水、防電磁 等特點(diǎn)。
PLC是一種可編程控制器，有著運(yùn)算速度高、指令豐富、功能強(qiáng)大、可靠性高、使用方便、編程靈活、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各行業(yè)對其生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)的自動化程度要求越來越高，采用現(xiàn)代自動化控制技術(shù)對減輕勞動強(qiáng)度、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本起著很重要的作用。
2、PLC－觸摸屏的應(yīng)用領(lǐng)域
* 傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)設(shè)備和機(jī)械的自動控制；
* 中小型過程控制系統(tǒng)；
* 遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)系統(tǒng)；
* 節(jié)能監(jiān)視控制系統(tǒng)；
3、基于PLC控制與觸摸屏的具體解決方案
3.1 城市(工廠)污水處理自動化控制系統(tǒng)解決方案
3.1.1 系統(tǒng)概述
該污水處理工程自動化系統(tǒng)的下位控制站采用上位機(jī)、PLC和現(xiàn)場總線功能為一體的最新智能化控制器作為主控裝置，還配有繼電器、接觸器、智能化熱繼電器、電量變送器等裝置，完成工藝設(shè)備的保護(hù)和控制、流程數(shù)據(jù)采集和控制功能等。另外，系統(tǒng)中還包括在線水質(zhì)分析儀表、變送器、調(diào)節(jié)閥、電磁閥、各種泵及風(fēng)機(jī)等。
3.1.2 系統(tǒng)主要控制功能
* 自動排油控制：污水進(jìn)入隔油池后，控制器根據(jù)水溫自動打開蒸汽閥給污水加熱，使水溫達(dá)到設(shè)定溫度，啟動浮油機(jī)工作。吸走水面浮油，達(dá)到排油目的；
* 集水池潛水泵控制：污水進(jìn)入集水池后，根據(jù)水位啟停潛水泵，將污水送至一級氣浮池；
* 混凝加藥泵控制：根據(jù)潛水泵的啟停控制混凝加藥泵的啟停；
* 加堿及PH值控制：根據(jù)檢測的PH值自動調(diào)節(jié)加堿量，使中和后的PH值控制在6~9；
* 回流泵控制：根據(jù)潛水泵的啟停控制回流泵的啟停；
* 風(fēng)機(jī)的控制：根據(jù)氧化池含氧量測定，自動控制風(fēng)機(jī)的啟停；
* 一、二沉淀池自動定時排泥控制；
* 濾池定時反沖洗控制。
3.1.3 系統(tǒng)特點(diǎn)
* 基于Windows NT/2000/XP平臺，采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)和方法進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計和軟件實現(xiàn)；
* 開放性強(qiáng)，遵循ODBC、COM/DCOM、Active X、IEC-1131-3等國際標(biāo)準(zhǔn)；
* 能跟據(jù)用戶需求整合WINCC、IFIX、FIX32、RSVIEW、INTOUCH、阻態(tài)王等阻態(tài)軟件；
* 系統(tǒng)界面直觀，具有完善的瀏覽功能；
* 系統(tǒng)功能齊全、技術(shù)先進(jìn)、操作簡單、維護(hù)量少；
* 豐富方便的擴(kuò)展能力，能方便地基于現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展；
* 系統(tǒng)提供形式豐富地報表，位統(tǒng)計和決策提供依據(jù)。
3.1.4 系統(tǒng)指標(biāo)
* 數(shù)據(jù)刷新1s；
* 事件順序分辨率<2ms；
* 控制命令響應(yīng)時間≤1s；
* 調(diào)畫面響應(yīng)時間<1s。
3.1.5 系統(tǒng)組成原理圖
3.1.6 系統(tǒng)主要硬件配置
系統(tǒng)硬件由可編程控制器（含數(shù)字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入模塊），WPLC-C無線透傳終端，上位機(jī)，變頻器、傳感器及若干電器元件組成。
（1）PLC：選用SIEMENS公司的S7-400系列（配數(shù)字?jǐn)U展輸入/輸出模塊、模擬輸入模塊）
（2）變頻器：采用DAFOSS公司VLT系列；據(jù)PLC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)（PH值、曝氣含氧量、水箱液位、流量計等模擬信號，水泵運(yùn)行、電動閥門開、故障報警等為數(shù)字信號）值調(diào)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行，并將其內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)反饋到PLC及上位機(jī)。
（3）上位機(jī)：可作為工程師站對PLC和組態(tài)軟件進(jìn)行編程，操作員站可以監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。上位機(jī)選用的是研宏YH-MB945VEA.
3.2 基于觸摸屏結(jié)合PLC在空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)中的節(jié)能應(yīng)用
3.2.1 系統(tǒng)概述
通過觸摸屏和PLC結(jié)合使用，可以在觸摸屏中直接設(shè)定目標(biāo)值（壓力及溫度等），通過PLC與實際值（傳感器的測量值）進(jìn)行比較運(yùn)算，直接向變頻節(jié)能系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)算指令（模擬信號），調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率。通過調(diào)節(jié)送風(fēng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)節(jié)能的目的。
3.2.2 系統(tǒng)原理圖
3.2.3 系統(tǒng)主要硬件組成
系統(tǒng)硬件由可編程控制器（含數(shù)字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入模塊）、觸摸屏一臺、變頻器、傳感器及若干電器元件組成。各部分說明如下：
(1) PLC：選用SIEMENS公司的S7-200系列CPU224（配數(shù)字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入模塊）。通過接收開關(guān)量、模擬量輸入經(jīng)處理后輸出開關(guān)量、模擬量去控制繼電器的動作，同時與觸摸屏進(jìn)行實時通訊，為觸摸屏的顯示提供數(shù)據(jù)，并對于觸摸屏發(fā)出的信息進(jìn)行處理等。
(2) 觸摸屏采用PROFACE公司的GP2301。實現(xiàn)人機(jī)對話，與PLC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和交換，將設(shè)定參數(shù)寫入PLC，也可將PLC、傳感器及變頻器內(nèi)部參數(shù)讀入觸摸屏，實現(xiàn)了模擬量、數(shù)字量的實時監(jiān)控，目標(biāo)值的設(shè)定以及報警記錄等。
(3) 變頻器：采用SIEMENS公司440系列，通過USS4協(xié)議可由觸摸屏通過PLC設(shè)置其內(nèi)部參數(shù)，根據(jù)PLC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)（模擬量）值調(diào)節(jié)水泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將其內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)反饋到PLC及觸摸屏。
(4) 壓力、溫度等傳感器：將被控制系統(tǒng)（水系統(tǒng)或風(fēng)系統(tǒng)）的實際參數(shù)值轉(zhuǎn)變成電信號上傳至PLC和觸摸屏。
(5) 電氣元件：給PLC、觸摸屏、變頻器及傳感器等供電，完成各種操作及驅(qū)動等。
3.2.4 系統(tǒng)特點(diǎn)
在變頻節(jié)能系統(tǒng)中采用觸摸屏作為人機(jī)交互工具，簡單直觀，便于操作。減少系統(tǒng)的電力消耗的前提下，減少了企業(yè)的用電費(fèi)用。減輕了空調(diào)系統(tǒng)的高耗能對電網(wǎng)系統(tǒng)的壓力。這種結(jié)合必將更多的應(yīng)用在未來的各種生產(chǎn)系統(tǒng)中，并成為自動化控制發(fā)展的一個亮點(diǎn)。
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