觸摸屏是專為PLC應用而設計的一種高科技人機界面產品,由于操作簡便、界面美觀、節省控制面板空間、性價比高和人機交互性好等優點,近年來已越來越多地被應用于工業控制等領域。
目前,可編程序控制器(簡稱PLC)由于具有功能強、可編程、智能化等特點,已成為工業控制領域中主要的自動化裝置之一,它是當前干燥箱的電氣程控技術的主要實現手段。用PLC控制系統取代傳統的繼電器控制方式,可簡化接線,方便調試,提高系統可靠性。干燥箱上可以安裝可編程控制器,對程序進行編程。
利用PLC和觸摸屏技術研制了水位傳感器測試系統,該系統主要用于進行洗衣機用水位傳感器的質量檢測,整個系統實現簡單、穩定性好、自動化程度高,代替了以前的純手動操作,較好地滿足實際生產的要求,提高了生產效率。
系統控制原理及要求
作為主電機的直流電動機由PLC進行控制,電機實現PID調速,電機的輸出通過減速機構與執行機構相連,后帶動細鋼管在水箱中上下移動來按檢測要求控制管內水位高度的準確變化,通過編碼器實現水位高度變化的實時檢測,頻率的實時檢測由PLC的高速計數器來完成。控制命令的輸入接PLC的輸入端,PLC的輸出端接執行繼電器和工作狀態指示燈等。
洗衣機用水位傳感器的工作原理是將水位高度的變化轉換成傳感器內部膜片上壓力的變化,從而導致傳感器輸出電感L的變化,將水位傳感器輸出電感與外部電路組成LC振蕩電路,可將電感的變化轉換成振蕩頻率的變化,不同的水位高度通過水位傳感器可以產生不同的振蕩頻率,后通過檢測振蕩頻率與水位高度的對應關系,可實現水位傳感器的質量檢測。
系統中采用觸摸屏作為人機界面,顯示操作畫面,進行參數修改和指令輸入。通過觸摸屏可實現水位上升、下降高度等參數的設定和修改,實現實際水位高度變化、輸出振蕩頻率和總產量等的實時顯示等,并可對工作進程進行實時監控。
水位高度的測量主要是通過編碼器來完成,編碼器的A、B相可向可編程序控制器的高速計數端發出脈沖,并通過高速計數器獲得該脈沖的計數值。當電動機轉動時,高速計數器的計數值會不斷累加。通過傳動機構的合理設置,每個脈沖對應0.25mm的水位高度變化,通過編程計算,可以算出實際水位高度的變化。
振蕩信號頻率的測量可利用PLC的高速計數器C253完成,通過編程,可以利用高速計數器C253在規定的時間內(如3s)對振蕩信號的脈沖數進行計數,并將計數值取出并放在數據存儲器D0中,那么將D0中的值除以3所得的值是所要測量的振蕩頻率的大小。
當在靜態文字控件中指定變量時,觸摸屏能夠在屏幕上實時顯示與之相連的PLC中的變量值,這給工作人員實現系統監控和狀態檢測提供了較大的方便。
當操作人員觸摸數值輸入控件時,自動彈出虛擬數字鍵盤,包括0~9等數字和清空、取消、刪除和確定等。輸入數字后按取消鍵取消可輸入值,按確定鍵確定輸入,虛擬數字鍵盤消失后,控件中的數字也成為輸入值,相應的PLC中對應變量也隨之改變。
當操作人員觸摸on/off按鈕、畫面按鈕、狀態指示燈和數值顯示等控件時,可以觸發按鈕按下、按鈕彈起、畫面切換、狀態顯示和數值顯示等事件,操作人員可以進行清除數據、改變工作模式、選擇屏幕畫面等工作。
系統軟件包括PLC控制軟件和觸摸屏軟件兩部分。
將PLC和觸摸屏技術應用于水位傳感器檢測系統,使操作更加簡便,速度、水位高度可按測試要求進行控制,極大地提高了系統的可靠性和工作效率,控制精度高,操作性強,并可通過觸摸屏觀察PLC內部的工作情況和現場工況,核定相關參數,操作靈活、方便。
計算機(PC)進行編程和調試,調試成功后通過接口電纜將控制程序下載到PLC中。
PLC程序主要包括主程序和分段上升、分段下降子程序等,其中分段上升、分段下降子程序主要是使細鋼管按測試要求分七段進行上升和下降,以便測試不同水位高度時傳感器輸出的頻率大小,從而判斷水位傳感器的質量好壞。
本系統成功開發以來,已先后在多家為洗衣機生產廠家配套的水位傳感器生產廠家投入使用,系統穩定可靠,經濟效益十分明顯,同時,因其操作簡單、實用性強,數據可實時監控等特點,受到用戶的普遍好評。
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