觸摸屏與ＰＬＣ在離心式分蜜機中的應用

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)品的質量,而分蜜過程要經(jīng)過十幾項復雜的控制,其中影響分蜜質量的主要因素有分蜜設備和每一項控制的持續(xù)的時間;目前只有小部分糖廠采用廣重離心機制造公司生產(chǎn)的全自動離心機,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;老式分蜜機技術落后,可靠性差,在分蜜生產(chǎn)的現(xiàn)場環(huán)境非常惡劣,溫度高、震動大,所以故障率很高,難以保證生產(chǎn)的正常進行;而每一項控制都依賴于操作工的經(jīng)驗和技巧;因而產(chǎn)品的質量就難以保障。針對這些情況,廣西大學自動化研究所對老式離心機進行技術改造,研究開發(fā)出了基于觸摸屏和ＰＬＣ的全自動離心式分蜜機的自動控制系統(tǒng)。
　　1　控制系統(tǒng)設計
　　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)、進料檢測機構、電流檢測、轉速檢測及各種執(zhí)行機構等組成,控制系統(tǒng)硬件結構框圖如圖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擴展單元及1塊8通道的Ａ/Ｄ轉換模塊,以滿足輸入/輸出點數(shù)及模擬量輸入的要求。
    ＧＰ是與ＰＬＣ配套使用的設備,它具有操作簡單,界面美觀直接,與ＰＬＣ通信良好,抗干擾能力強的特點,是一種取代控制面板和鍵盤的智能操作顯示器,用于設置數(shù)據(jù)、顯示參數(shù)、以動畫等形式顯示自動控制過程;作為ＰＬＣ的人機界面,一方面擴展了ＰＬＣ的功能,組成交互式工作界面的獨立系統(tǒng),另一方面也可大大減少操作臺上按鈕、開關儀器等使用的數(shù)量,使ＰＬＣ外圍電路更簡單。本系統(tǒng)選用松下公司的ＶＰ10,它與ＰＬＣ配套使用,實現(xiàn)各種開關量輸入、系統(tǒng)參數(shù)設定、修改及各種工作狀態(tài)顯示,它通過ＲＳ-232Ｃ與ＰＬＣ通信。
    進料檢測機構自動檢測糖層高度,當下料達到預計的高度,向ＰＬＣ發(fā)出信號,ＰＬＣ使進料閥復位,停止進料,進料探針退出檢測位置,脫離糖層;電流和轉速檢測機構檢測離心機的電流、轉速,并通過變送器送入ＰＬＣ的輸入接口,監(jiān)視離心機的電流和轉速,當出現(xiàn)異常時,ＰＬＣ自動報警,斷開電路,起保護作用。
    1.2　ＰＬＣ設計
    甲糖分蜜主要分松剎(落罩)啟動、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,采用模塊式程序設計,系統(tǒng)軟件框圖如圖2所示,分手動控制子程序和自動控制子程序,自動控制子程序如圖3所示,每一工序又為一子程序,各子程序間有嚴格的聯(lián)鎖、互鎖和故障保護及報警功能。
                      
                      
    ①啟制動時檢測啟動和制動閥是否處于松剎狀態(tài),若否則報警。
    ②啟動提速后,離心機轉速必須大于200ｒ/ｍｉｎ才能洗籃進料,轉速太低,離心力太小不能使糖膏立起來,否則報警。
    ③拉出滴盤后,離心機再次加速,當轉速大于1000ｒ/ｍｉｎ,才能進行水洗,否則報警。
    ④各狀態(tài)間主要根據(jù)用戶設置的時間來轉換。
    ⑤由于水洗、汽洗操作的時間對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,設定了時間參數(shù)修改功能,可在任意時刻進行水洗、汽洗時間的設定和調整,不必停機進行調整。
    ⑥在進料過程中用戶可根據(jù)實際情況按下觸摸開關來發(fā)出料滿信號中止進料,系統(tǒng)關閉進料糖閥,將料位探頭退出檢測位置,繼續(xù)執(zhí)行自動循環(huán)操作。
    1.3　ＧＰ設計
    ＶＰ10是一個小型的多功能5英寸的全屏幕顯示面板,屏幕為320×240點,防水、防振動、防反光,可以在惡劣環(huán)境下運行。它通過本身具有的ＲＳ-232Ｃ以直接連接方式與ＰＬＣ或個人計算機通信,在計算機上通過它的支持軟件ＮＴ-ＧＴ10設計各個控制及說明畫面,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,一是設置功能鍵,兩屏之間直接切換,不經(jīng)過ＰＬＣ;二是設置開關鍵,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)設置”包括松閘、啟動、提速、水洗、汽洗、剎車、卸料等時間參數(shù)的設置,在每一參數(shù)設置畫面都 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程序運行時就會調用這些參數(shù)。為保證系統(tǒng)參數(shù)的安全,進入“參數(shù)設置”項,必須輸入密碼,密碼輸入正確才能進入設置或修改參數(shù),當然密碼隨時可以修改。
    ③“運行”包括“運行操作”和運行“狀態(tài)顯示”,運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)、時間和循環(huán)次數(shù)等也都通過觸摸屏顯示;其中還設置了“故障報警”,當某一點出現(xiàn)故障時可設置蜂鳴,轉入報警畫面顯示故障內(nèi)容,并可儲存多達256條的報警歷史記錄,對發(fā)生過的故障可通過查詢“歷史故障數(shù)據(jù)”項,將顯示最近發(fā)生過的故障內(nèi)容畫面。
    2　結束語
    實踐證明:采用分蜜機微機自動控制系統(tǒng),具有抗干擾能力強,運行穩(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強度,提高了勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質量,同時也使得篩糖過程的管理變得直觀、方便。實現(xiàn)了微機對糖廠分蜜工序的過程控制自動化。