基于触摸屏和PLC的滚揉机控制系统设计.docx

基于触摸屏和PLC的滚揉机控制系统设计基于触摸屏和PLC的滚揉机控制系统设计 郭艳萍,钟立.,李晓波. (1.天津大学,300072;2.双汇集团动力公司,462000;3.漯河职业技术学院,462000) 摘要利用触摸屏与PLC对低温真空滚揉机进行控制,可以实现控制过程的智能化和工艺参数的可视 化.详细论述了系统的工作原理及软硬件设计,并说明了如何进行触摸屏的组态设计. 关键词PLC触摸屏滚揉机组态 0引言 低温真空滚揉机是广泛应用 于肉制品生产行业中的关键设备, 通过它能将肉馅和各种辅料(即 调料)进行充分搅拌与混合.为保 证肉制品的新鲜度和良好的外观 与口感,其搅拌工艺水平要求较 高,工艺参数控制复杂.因此,滚 揉机工作时除机内保持低温和真 空状态外,还要自动实现抽真空, 降温,进主料,加辅料,正向变速 滚揉,反向变速滚揉,出料的搅拌 工序.由于国产滚揉机大多采用 常规控制技术,存在着控制目标 单一,控制方式落后和不能实行 智能化控制等缺陷,影响产品质 量和生产效率的提高.因此,我国 许多企业大多采用国外进口机. 由于进口机价格昂贵,大大增加 了生产成本,并且进口机都不是 中文操作平台,给工人的操作带 来一定困难.针对上述问题,充分 借鉴国外进口同类设备的先进控 制技术,采用PLC和触摸屏对国产 滚揉机进行了技术改造,实现了 收稿日期:2003?12-18 作者简介:郭艳萍(1968-),女,在 职研究生,主要从事PLC技术的 教学及研究; 钟立(1968),男,现任河南省双汇 集团动力公司工程师,主要从事 电控系统的研究; 李晓波(1973-),女,实验师,主要 从事PLC技术的教学及研究. 控制过程的智能化和控制参数的 可视化. l控制系统的工作原理及结构 滚揉机控制系统的结构如图 1.该控制系统采用PLC作为核心 图1控制系统的结构图 控制器,触摸屏作为操作终端.在 滚揉过程中,滚揉锅内的温度和 压力会不断升高.为保持锅内的 低温,真空状态,根据温度传感器 和压力传感器检测到的温度及压 力值,用PLC构成闭环控制系统, 自动控制制冷阀和真空泵的开启, 以便及时充入制冷剂及抽真空, 保证产品质量.用PLC通过变频器 控制主电机的平滑调速,保证滚 揉锅内的肉馅和调料能进行充分 搅拌,并消除重载启动及正反转 切换时较大的机械;中击力.针对 不同的工艺,滚揉速度及滚揉时 间也不同,由触摸屏通过PLC修改 时间及速度参数的设定值,实现 对滚揉机的变速,变时控制,从而 提高了设备的灵活性和方便性, 同时,压力,温度,速度,时间, 系统故障等运行信息由触摸屏中 文画面显示,实现生产过程的动 态监控. 2控制系统的设计 2.1硬件构成 (1)由于该系统有数字量和 模拟量的输入输出信号,为此,选 用台达DVP?20EX型的PLC,它具 有8/6个数字量I/O口,4/2个模拟 量I/O口,其优点在于模拟量通道 与数字量通道集于一身,既能满 足顺序逻辑控制,又能满足模拟 量信号转换和控制的需要,通过 RS?232通信口与触摸屏准确进行 信息交换,与同等配置的其它产 品比较,具有价格上的优势.其I/ 0通道分配如图2. 停止(触摸屏) 加料(触摸屏) 正向启动(触摸屏) 反向启动(触摸屏) 出料(触摸屏) 吸辅料(触摸屏) 侧面保护 进空气(触摸屏) 消音(触摸屏) 压力传感器 温度传感器 速度传感器 向运行 向运行 呜器报警 空囊 冷闷 气阀 频器 图2PLC的I/O接线图 (2)人机界面采用台达公司 生产的PWS1711-CTN型触摸屏,用 以显示操作面板,生产过程参数,工艺 参数设定值. (3)传动部分由减速机与链 条组成,为减小振动,充分搅拌, 采用日本东元的7200MA变频器 对主电机进行调速. 2.2PLC软件设计 滚揉机的软件设计要实现2 个功能:PLC对电机,真空泵, 制冷阀,空气阀进行顺序逻辑控 2004年3期四圆圈33 制;PLC对真空压力,制冷温度, 运行速度等模拟量信号进行转换 处理.操作指令由触摸屏通过RS一 232串口送入PLC中,通过PLC的 控制软件对指令进行处理,控制 滚揉锅按工艺要求运行,同时压 力,温度,速度等模拟量信号通过 相应的传感器传送到PLC的模拟 量输入端,转换为数字量后,送到 指定的数据寄存器中,最后由触 摸屏将数据寄存器中的数值显示 出来.各种操作指令的传送是通 过在触摸屏与PLC的输入端之间 设置通信参数实现的.对于不同 的工艺,若需修改运行时间和运 行速度参数,只需在触摸屏上修 改PLC中相应数据寄存器中的值 即可,大大提高了设备的可操作 性和灵活性.我们采用台达公司 的WPL软件对其编程,其流程图 如图3. 图3PLC的流程图 2.3触摸屏画面的组态设计 触摸屏是一种适用于工业控 制的人机界面.我们采用台达公 司的ADP3组态软件对触摸屏进 行组态以实现在触摸屏上进行 各种操作和动态显示参数的功能. ADP3软件是一个中文组态软件, 它包含以下功能:画面,棒图及趋 势曲线,报警信息.根据工艺控制 要求进行组态画面设计,设计了 主画面,参数设置画面和趋势报 警画面,各画面之间切换方便,快 捷. (1)主画面.主画面为正常的 工作画面,主要是由各种操作按 钮,速度调节按钮及运行参数组 成,如图4.此画面可动态显示各 种工艺参数.若需调节速度,用手 按住速度调节按钮”+”或”一”即 可增速或减速,其棒图随之升高 或降低. 图4主画面 (2)参数设置画面.操作人员 可根据不同的工艺要求在该画面 对工艺参数(压力,温度,速度, 时间)进行设定,并可在线修改各 种设定参数.为保证参数的安全 性,此画面设置了密码,以防止无 关人员随意进入,篡改参数. (3)趋势及报警画面:趋势画 面以图形的形式显示出工艺参数 的变化情况,便于操作人员实时 查询当前数据,历史数据及设备 运行状态.当工艺参数或设备发 生异常时,系统将通过画面及声 音报警,显示故障原因,以提醒操 作人员进行及时处理,提高了现 场故障的处理能力. 3结束语 基于触摸屏和PLC的滚揉机 控制系统克服了过去同类产品存 在的操作繁琐,维护费用高和工 艺参数修改困难等固有缺陷,实 现了生产工艺参数控制的智能化 和可视化.经生产实践证明,该系 统具有原理设计正确,工作性能 可靠和操作维护方便等特点,为 实现同类产品的国产化奠定了基 础,在食品,医药及化工等行业中 有着良好的应用前景. 参考文献 1】DVP可程事控制器程手.台达 公司.2002 f2】谢克明.戛路易可埕事拄剥器啄 理与程设计.北京电子二业止皈 社 TheDesignoftheRollingMachineControlSystembasedonthe PLCTechnology GuoYanping,Zhongli2,Lixiaobo3 (Luohevocationalandtechnicalcollege) AbstractTakingadvantageoftouchingscreenandPLCcontrolsmicrothermalvacuumrollingmachines, andcanrealizetheantomatedcontrolprocessandvisualtechnologicalparameters.Itdiscussesthe systemsworkingprincipleandhardwaredesignindetai