觸摸屏與ＰＬＣ在離心式分蜜機(jī)中的應(yīng)用

0　引言
　　甲糖分蜜是白砂糖在生產(chǎn)過程中成糖工段的最后一道工序,它直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量,而分蜜過程要經(jīng)過十幾項(xiàng)復(fù)雜的控制,其中影響分蜜質(zhì)量的主要因素有分蜜設(shè)備和每一項(xiàng)控制的持續(xù)的時(shí)間;目前只有小部分糖廠采用廣重離心機(jī)制造公司生產(chǎn)的全自動(dòng)離心機(jī),大部分糖廠由于資金的原因,還是采用手工操作的老式離心分蜜機(jī);老式分蜜機(jī)技術(shù)落后,可靠性差,在分蜜生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境非常惡劣,溫度高、震動(dòng)大,所以故障率很高,難以保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行;而每一項(xiàng)控制都依賴于操作工的經(jīng)驗(yàn)和技巧;因而產(chǎn)品的質(zhì)量就難以保障。針對(duì)這些情況,廣西大學(xué)自動(dòng)化研究所對(duì)老式離心機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造,研究開發(fā)出了基于觸摸屏和ＰＬＣ的全自動(dòng)離心式分蜜機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
　　1　控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　1.1　系統(tǒng)基本組成
　　該控制裝置主要由ＰＬＣ、ＧＰ(工業(yè)觸摸屏)、進(jìn)料檢測(cè)機(jī)構(gòu)、電流檢測(cè)、轉(zhuǎn)速檢測(cè)及各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成,控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
                    
    可編程序控制器(ＰＬＣ)采用日本松下公司的ＦＰ0-Ｃ14,另加2塊Ｉ/Ｏ擴(kuò)展單元及1塊8通道的Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換模塊,以滿足輸入/輸出點(diǎn)數(shù)及模擬量輸入的要求。
    ＧＰ是與ＰＬＣ配套使用的設(shè)備,它具有操作簡(jiǎn)單,界面美觀直接,與ＰＬＣ通信良好,抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn),是一種取代控制面板和鍵盤的智能操作顯示器,用于設(shè)置數(shù)據(jù)、顯示參數(shù)、以動(dòng)畫等形式顯示自動(dòng)控制過程;作為ＰＬＣ的人機(jī)界面,一方面擴(kuò)展了ＰＬＣ的功能,組成交互式工作界面的獨(dú)立系統(tǒng),另一方面也可大大減少操作臺(tái)上按鈕、開關(guān)儀器等使用的數(shù)量,使ＰＬＣ外圍電路更簡(jiǎn)單。本系統(tǒng)選用松下公司的ＶＰ10,它與ＰＬＣ配套使用,實(shí)現(xiàn)各種開關(guān)量輸入、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、修改及各種工作狀態(tài)顯示,它通過ＲＳ-232Ｃ與ＰＬＣ通信。
    進(jìn)料檢測(cè)機(jī)構(gòu)自動(dòng)檢測(cè)糖層高度,當(dāng)下料達(dá)到預(yù)計(jì)的高度,向ＰＬＣ發(fā)出信號(hào),ＰＬＣ使進(jìn)料閥復(fù)位,停止進(jìn)料,進(jìn)料探針退出檢測(cè)位置,脫離糖層;電流和轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)離心機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速,并通過變送器送入ＰＬＣ的輸入接口,監(jiān)視離心機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速,當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí),ＰＬＣ自動(dòng)報(bào)警,斷開電路,起保護(hù)作用。
    1.2　ＰＬＣ設(shè)計(jì)
    甲糖分蜜主要分松剎(落罩)啟動(dòng)、提速、洗網(wǎng)、下料、滴盤拉出、加速、甲稀、打水、打汽、剎車、卸料(升罩)、滴盤復(fù)位工序,根據(jù)分蜜生產(chǎn)的工藝要求,考慮操作方便及安全可靠性,采用模塊式程序設(shè)計(jì),系統(tǒng)軟件框圖如圖2所示,分手動(dòng)控制子程序和自動(dòng)控制子程序,自動(dòng)控制子程序如圖3所示,每一工序又為一子程序,各子程序間有嚴(yán)格的聯(lián)鎖、互鎖和故障保護(hù)及報(bào)警功能。
                      
                      
    ①啟制動(dòng)時(shí)檢測(cè)啟動(dòng)和制動(dòng)閥是否處于松剎狀態(tài),若否則報(bào)警。
    ②啟動(dòng)提速后,離心機(jī)轉(zhuǎn)速必須大于200ｒ/ｍｉｎ才能洗籃進(jìn)料,轉(zhuǎn)速太低,離心力太小不能使糖膏立起來,否則報(bào)警。
    ③拉出滴盤后,離心機(jī)再次加速,當(dāng)轉(zhuǎn)速大于1000ｒ/ｍｉｎ,才能進(jìn)行水洗,否則報(bào)警。
    ④各狀態(tài)間主要根據(jù)用戶設(shè)置的時(shí)間來轉(zhuǎn)換。
    ⑤由于水洗、汽洗操作的時(shí)間對(duì)各種糖膏的處理要求不相同,因此在水洗、汽洗狀態(tài)顯示畫面,設(shè)定了時(shí)間參數(shù)修改功能,可在任意時(shí)刻進(jìn)行水洗、汽洗時(shí)間的設(shè)定和調(diào)整,不必停機(jī)進(jìn)行調(diào)整。
    ⑥在進(jìn)料過程中用戶可根據(jù)實(shí)際情況按下觸摸開關(guān)來發(fā)出料滿信號(hào)中止進(jìn)料,系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)料糖閥,將料位探頭退出檢測(cè)位置,繼續(xù)執(zhí)行自動(dòng)循環(huán)操作。
    1.3　ＧＰ設(shè)計(jì)
    ＶＰ10是一個(gè)小型的多功能5英寸的全屏幕顯示面板,屏幕為320×240點(diǎn),防水、防振動(dòng)、防反光,可以在惡劣環(huán)境下運(yùn)行。它通過本身具有的ＲＳ-232Ｃ以直接連接方式與ＰＬＣ或個(gè)人計(jì)算機(jī)通信,在計(jì)算機(jī)上通過它的支持軟件ＮＴ-ＧＴ10設(shè)計(jì)各個(gè)控制及說明畫面,下載到觸摸屏后,再通過與ＰＩＣ的通信來完成。
    觸摸屏的軟件框圖如圖4所示。兩類畫面之間的切換由箭頭的方向表示,可有兩種方式切換,一是設(shè)置功能鍵,兩屏之間直接切換,不經(jīng)過ＰＬＣ;二是設(shè)置開關(guān)鍵,由ＰＬＣ控制切換。
                      
    ①“初始畫面”顯示本控制系統(tǒng)的名稱。
    ②“參數(shù)設(shè)置”包括松閘、啟動(dòng)、提速、水洗、汽洗、剎車、卸料等時(shí)間參數(shù)的設(shè)置,在每一參數(shù)設(shè)置畫面都 有輸入鍵盤,每一鍵都為觸摸鍵,用戶可直接輸入數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)被放入ＶＰ10的數(shù)據(jù)表中,通過通信再送入ＰＬＣ的數(shù)據(jù)寄存器,ＰＬＣ程序運(yùn)行時(shí)就會(huì)調(diào)用這些參數(shù)。為保證系統(tǒng)參數(shù)的安全,進(jìn)入“參數(shù)設(shè)置”項(xiàng),必須輸入密碼,密碼輸入正確才能進(jìn)入設(shè)置或修改參數(shù),當(dāng)然密碼隨時(shí)可以修改。
    ③“運(yùn)行”包括“運(yùn)行操作”和運(yùn)行“狀態(tài)顯示”,運(yùn)行中所有的操作都通過觸摸屏完成,每一階段的工作狀態(tài)、時(shí)間和循環(huán)次數(shù)等也都通過觸摸屏顯示;其中還設(shè)置了“故障報(bào)警”,當(dāng)某一點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)可設(shè)置蜂鳴,轉(zhuǎn)入報(bào)警畫面顯示故障內(nèi)容,并可儲(chǔ)存多達(dá)256條的報(bào)警歷史記錄,對(duì)發(fā)生過的故障可通過查詢“歷史故障數(shù)據(jù)”項(xiàng),將顯示最近發(fā)生過的故障內(nèi)容畫面。
    2　結(jié)束語(yǔ)
    實(shí)踐證明:采用分蜜機(jī)微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng),具有抗干擾能力強(qiáng),運(yùn)行穩(wěn)定,安全可靠,操作方便、直觀,維修方便,并大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)也使得篩糖過程的管理變得直觀、方便。實(shí)現(xiàn)了微機(jī)對(duì)糖廠分蜜工序的過程控制自動(dòng)化。