PLC和触摸屏的简介设计

1、车流量绐定烟尘派度给定电控局部PLC限制器图2.4系统框图3.1 PLC的限制单元简介及选择3.1.1 PLC 概述可编程限制器,英文Programmable Controller, 简称 PLC,本课题中用PLC作为它的简称.PLC是用丁工业现场的电限制器.它源丁继电器限制 技术,但基丁电子计算机.它以微处理器为核心,集自动化技术、计算机 技术、通信技术为一体,它通过运行储存在其内存中的程序,把经输入电 路的物理过程得到的输入信息,变换为所要求的输出信息,进而再通过输 出电路的物理过程去实现对负载的限制.PLC根本结构见图3.1PLC基丁电子计算机,但并不等同丁计算机.普通计算机进行入出信息

2、交换时,大多只考虑信息本身,信息入出的物理过程一般不考虑的.而PLC那么要考虑信息入出的可靠性、实时性、以及信息的实际使用.特别要考虑 怎样适应丁工业环境,如便丁安装便丁门内外感应采集信号,便丁维修和抗干扰等问题,入出信息变换及可靠地物理实现,可以说是 PLC实现限制 的两个根本点.PLC可以通过他的外设或通信接口与外界交换信息.其功能 要比继电器限制装置多得多、强得多.PLC有丰富的指令系统,有各种各样 的I/O接口、通信接口,有大容量的内存,有可靠的自身监控系统,因而 具有以下根本功能：1逻辑处理功能；2数据运算功能；3准确定时功能；4高速计数功能；5中断处理可以实现各种内外中断功能；6程

3、序与数据存储功能；7联网通信功能 ；8自检测、自诊断功能.可以说,凡普通小型计算机能实现的功能,PLC几乎都可以做到.像PLC这样,集丰富功能于一身,是别的电限制器所没有的,更是传统的继电器 限制电路所无法比较的.丰富的功能为PLC的广泛应用提供了可能,同时,也为自动门行业的远程化、信息化、智能化创造了条件.PLC与其它典型限制系统的区别：继电器限制系统虽有较好的抗十扰水平,但使用了大量的机械触点. 是设备连线复杂,且触点在开闭时易受电弧的损害,寿命短,系统可靠性 差.a限制逻辑继电器限制逻辑采用硬件接线逻辑,利用继电器机械触点的申联或并 联,及时间继电器等组合成限制逻辑,其接线多而复杂、体积

4、大、功耗大、 故障率高,一旦系统构成后,想在改变或增加功能都很困难.另外,继电 器触点数目有限,每个只有4-8对触点,因此灵活性和扩展性很差,而 PLC采用存储器逻辑,其限制逻辑以程序方式储存在内存中,要改变限制逻辑, 只需要改变程序即可,因此灵活性和扩展性很好.b. 工作方式电源接通时,继电器限制线路中各继电器同时处于受限制状态,它届 于并行方式.而 PLC得限制逻辑中,各内部期间都处于周期性扫描过程中, 各种逻辑、数值输出地结果都是根据在程序中的前后顺序计算出来的,它 届于申行方式.PLC有微型计算机的许多特点,但他的工作方式却与微机有很大不同.微机一般采用等待命令的工作方式.而PLC那么

5、采用不断循环的顺序扫描的工作方式.每次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期.CPU从第一条指令开始,按顺序逐条的执行用户程序知道用户程序结束,然后返回第一条 指令开始新一轮的扫描.PLC就是这样周而复始的重复上述循环扫描的,这 种工作方式是在系统的限制下,顺次扫描各输入点的状态,按用户程序进 行运算处理,然后顺序向输出点发出相应的限制信号.PLC是一种工业限制计算机,所以他的工作原理是建立在计算机的工作 原理根底上的,即通过执行反映限制要求的用户程序来实现的.但是CPU是分时操作方式来处理各项任务的,计算机在每一瞬间只能做一件事,所 以程序的执行是按程序顺序一次完成相应各电器的动作,便成为时间

6、上的 申行.由于运算速度极高,各电器的动作似乎是同时完成的,但实际输入 输出的响应是有滞后的.c. 限制速度继电器限制逻辑依靠触点的机械动作实现限制,工作频率低,触点开 闭动作一般几十毫秒数量级.另外机械触点还会出现抖动问题；而PLC是由程序指令限制半导体电路来实现限制,届于无触点限制,速度极快,一 股一条用户指令的执行时间在微秒数量级,且不会出现抖动.CPI® PLC的核心,起神经中枢的作用,每套PLC至少有一个CPU它按PLC 的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输 入装置送来的状态或数据,并存入规定的存放器中,同时,诊断电源和PLC内部 电路的工

7、作状态和编程过程.CPS要由运算器、限制器、存放器及实现它们之间联系的数据、限制及状 态总线构成,CPI#元还包括外围芯片、总线接口及有关电路.内存主要用于存 储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元.CPlffi度和内存容量是PLC的重要参数,它们决定着 PLC的工作速度,I/O 数量及软件容量等,因此限制着限制规模.工作原理：PLC有两种工作状态,运行状态RUN和停止状态STOP.在运行状态 中,PLC通过执行反映限制要求的用户程序来实现限制.为了使PLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号,用户程序不是只执行一次,而是反复不断的重 复执行,直到PLC停机或者切换停止工作状态.除了执行用

8、户程序外,每次循环 过程中,PLC要完成内部处理、通信处理等工作,一次循环可分为5个阶段：开始t诊断t与编程器通信t读入程序t执行程序t输出结果t开始PLC这种周而复始的循环工作方式被称为“扫描工作方式.在工作状态下,这种工作方式被称为“扫描周期.其典型值为1-100ms.I/O模块:PLC与电气回路的接口,是通过输入输出局部I/O完成的.I/O模块集成 了 PLC的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状 态.输入模块将电信号变换成数字信号进入 PLC系统,输出模块相反.I/O分为 开关量输入DI,开关量输出DQ,模拟量输入AI,模拟量输出AO等 模块.常用的I/O分

9、类如下：开关量：按电压水平分,有220VAC 110VAC 24VDC按隔离方式分,有继 电器隔离和晶体管隔离.模拟量：按信号类型分,有电流型420mA,卜20mA、电压型010V,0 5V,-10 10V 等,按精度分,有 12bit , 14bit , 16bit 等.除了上述通用I/O夕卜,还有特殊I/O模块,如热电阻、热电偶、脉冲等模块.按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少.但其最大数受 CPU斤 能治理的根本配置的水平,即受最大的底板或机架槽数限制.3电源模块PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源.同时,有的还为输入 电路提供24V的工作电源.电源输入类型有

10、：交流电源220VA皴110VAC,直 流电源常用的为24VDC.3.1.2 PLC外部连接传感器作输入信号,5个操作键分别是自动方式开关、手动方式开关、停机按钮,及2个在手动限制下限制通风机运行的按钮开关, 开关量传感器为拖动通 风机的吸风电机和增风速电机发生堵转故障时热继电器3.1.4 PLC的选用根据设计要求得出,主站 PLC需要一个启动按钮X5和一个急停按钮X4 进口车辆传感器XCK出口车辆传感器XI、温度传感器X2、烟尘传感器X3变频 器故障输入X6七个输入信号,而输出共需8个输出信号.由于隧道集中监控系 统传输距离长,限制规模较大,采用四级限制较为灵活、平安、高效.四级限制 即总中

11、央计算机系统限制、监控分中央计算机系统限制、 隧道PLC网络限制、现 场自动限制.隧道监控系统一般情况下是在监控分中央主控计算机的限制下,交由限制器自动限制运行.隧道PLC网络在计算机的限制下,运行各自局部设施的 自动限制.监控中央限制计算机采集来自分中央及隧道限制单元、各类检测报警单元的运行数据,并给相应的限制单元发送命令,以执行相应任务.为了防止大材小用,而造成的资金浪费,同时要保证实现操作的可行性,及 以后扩展需要,那么选用三菱型号为 FX1N-M蒜列的PLC机型.FX1N系列是FX系列PLC家族中比较先进的系列.由于 FX1N系列具备如下 特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、

12、全面补充了通信功能、适合 世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块,他可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活和限制水平.为大量实际应用而开发的特殊功能开发 了各个范围的特殊功能模块以满足不同的需要,模拟I/O ,高速计数器.内置24V直流电源,24V、400mA直流电源可用于外围设备,如传感器或其他元件.快速 断开端子块由于采用了优良的可维护性快速断开端子,即使接着电缆也可以更换单元.时钟功能和小时表功能在所有的 FX1N的PLC中都有实时时钟标准.时间 设置和比较指令易于操作.小时表功能对过程跟踪和机器维护提供了有价值的信 息.持续扫描功能为应用所需求的持续扫描时间定义操作周期在

13、线程序编辑在线 改变程序不会损失工作时间或者停止生产运转.RUN/STO阡关面板上运行/停止开关易于操作.远程维护远处的编程软件可以通过调制调解器来检测、上载或是 卸载程序和数据密码保护使用一个八位数字密码保护您的程序.FX1N-MR勺PLC机型,I/O总点数为点,输入点数为 24(X000X027)点,输 出点为24 (Y000Y02刀,为继电器输出,交流电源、24V直流输入类型.它具 有灵活的配置,除了满足特殊需求的大量特殊模块,6个根本单元中的每个单元可扩展256个I/O.有高速运算,根本指令：0.08us/指令,应用指令：1.52至 几白us/指令.有突出的存放器容量,FX1N系列包括

14、8K步内置RAMJ存器,用 一个存放器盒可扩展到16RA皿EEPROM有丰富的元件资源,3072点辅助继电 器,256点计时器,235点计数器,8000数据存储器.满足我的设计需要.为了简约整个系统组件及本钱,提升工作可靠性,交通等选用220VA4宜, 选用其他型号的交通灯,只需加装相应等级电压转换装置即可,同时要特别注意 单点负载电流不能超过2A,假设高于2A那么要采取隔离技术手段.3.2触摸屏的简介及选择3.2.1触摸屏的定义与简介触摸屏(Touch panel ) 乂称为触控面板,是个可接收触头等输入讯号的感 应式液晶显示装置,当接触了屏幕上的图形按钮时,屏幕上的触觉反响系统可根 据预先

15、编程的程式驱动各种连结装置, 可用以取代机械式的按钮面板,并借由液 晶显小圆面制造出生动的影首效果.随着多媒体信息查询的与日触控屏俱增,人们越来越多地谈到触摸屏, 由于触摸屏不仅适用丁中国多媒体信息查询的国情,而且触摸屏具有巩固 耐用、反响速度快、节省空间、易丁交流等许多优点.利用这种技术,我 们用户只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机 操作,从而使人机交互更为直截了当,这种技术大大方便了那些不懂电脑 操作的用户.触摸屏作为一种最新的电脑输入设备,它是目前最简单、方便、自然 的一种人机交互方式.它赋予了多媒体以崭新的面貌,是极富吸引力的全 新多媒体交互设备.触摸屏在我国的

16、应用范围非常广阔,主要是公共信息 的查询；如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询；城市街头的 信息查询；此外应用丁领导办公、工业限制、军事指挥、电子游戏、点歌 点菜、多媒体教学、房地产预售等.将来,触摸屏还要走入家庭.随着使用电脑作为信息来源的与日俱增,触摸屏以其易丁使用、巩固 耐用、反响速度快、节省空间等优点,使得系统设计师们越来越多的感到 使用触摸屏确实具有相当大的优越性.触摸屏出现在中国市场上至今只有 短短的几年时间,这个新的多媒体设备还没有为许多人接触和了解,包括 一些正打算使用触摸屏的系统设计师,还都把触摸屏当作可有可无的设备, 从兴旺国家触摸屏的普及历程和我国多媒体信息业正处

17、在的阶段来看,这 种观念还具有一定的普遍性.事实上,触摸屏是一个使多媒体信息或限制 改头换面的设备,它赋予多媒体系统以崭新的面貌,是极富吸引力的全新 多媒体交互设备.兴旺国家的系统设计帅们和我国率先使用触摸屏的系统 设计师们已经活楚的知道,触摸屏对丁各种应用领域的电脑已经不再是可 有可无的东西,而是必不可少的设备.它极大的简化了计算机的使用,即 使是对计算机一无所知的人,也照样能够信手拈来,使计算机展现出更大 的魅力.解决了公共信息市场上计算机所无法解决的问题.3.2.2触摸屏的工作原理为了操作上的方便,人们用触摸屏来代替鼠标或键盘.工作时,我们 必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的

18、触摸屏,然后系统根 据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入.触摸屏由触摸检测部 件和触摸屏限制器组成；触摸检测部件安装在显示器屏幕前面,用丁检测 用户触摸位置,接受后送触摸屏限制器；而触摸屏限制器的主要作用是从 触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给CPU它同时能接收CPU发来的命令并加以执行.目前触摸屏的应用范围从以往的银行自动柜员机、工控计算机等小众商用市场,迅速扩展到 、PDA GPS全球定位系统、MP3甚至平板电脑UMPC角群众消费电子领域.展望未来,触控操作简单、便捷,人性 化的触摸屏有望成为人机互动的最正确界面而迅速普及.目前的触控技术尚存在屏幕所使用的材

19、源透光较差影响显示画面的活 晰度,或者长期使用后出现坐标漂移、影响使用精度等问题.而且,全球 主要触摸屏生产大厂多集中在日、美、韩等国家以及我国台湾地区；主要 技术、关键零组件和原材料更是根本掌握在日、美厂商手中,中国大陆的 触摸屏/触控面板产业还根本处于起步阶段.但正因如此,整个触控行业未 来的上升空间还非常大,它也有望成为我国电子企业今后创新开展、大有 作为的重要领域.触摸屏目前主要还是集中在小尺寸上的应用,未来的发 展将是一个触控和遥控的世界,所以大尺寸触摸屏的开展是目前触摸屏发 展的趋势,在市场的应用中给了民众耳目一新的感觉,深的广阔民众的喜 爱.所以未来的世界是个触控的世界,是个遥控的世界,大尺寸触摸屏的 开展有着广泛的空间.3.2.3触摸屏的选用由于在此系统中,触摸屏要担任监控各局部运行状态,而且还用于限制作用, 所以在此担任的任务还是比较重的.所以在此选定的触摸屏为MT506呼号. 可实时显示设备和系统的运行状态. 通过触摸向PLC发出指令和数据,再通过PLC完成对系统或设备的限制.