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傳感器

·pro-face 觸摸屏與PLC通訊在凈水系統(tǒng)中應用實例

2025China.cn   2009年12月14日
  前言
  我們在該實例中用到的觸摸屏為GP37W2-BG41-24V ( 5.7 英寸,單色藍白LCD ) ;PLC采用臺灣 Fatek 公司 FB 系列 PLC 的一款,其型號為 FBe-28MC ( 28點,16 點IN/12 點OUT ) 。
  1、工藝流程
  凈水系統(tǒng),由于其組成設備多,水的各種指標嚴格,如純度、PH值、電導率等。HMI與PLC通訊引用在凈水系統(tǒng),很好的滿足了工藝要求,改變了傳統(tǒng)復雜的按鈕控制方式。如下圖示,凈水系統(tǒng)的流程框圖如下。

凈水系統(tǒng)的流程框圖


  該凈水系統(tǒng)用到了許多水泵和閥門控制,當然還有許多傳感器和檢測器。這些檢測設備獲得的信號,通過電纜傳送到PLC,PLC再對信號進行處理。PLC通過通訊電纜,將信息傳送給HMI GP ,這樣在HMI(人機界面)上得到顯示,方便操作技術人員進行相應的操作。
  由于各個水箱的供水設備都是水泵,那么我們需要注意,水泵這種特殊的設備,不適宜頻繁啟動,否則容易損壞,降低使用壽命,甚至直接損壞。所以,我們需要對這種頻繁啟動采取避免措施。鑒于傳感器只能對限位做出立即動作,即達到限位就有信號,保持通的狀態(tài);低于限位就沒有信號,保持斷的

狀態(tài),電氣設備較難改變。我們采用了對PLC編程的方式,來消除水泵的頻繁啟動問題,這是很容易解決的。我們給每一的啟動-停止-再啟動,設定一個時間段,保持這樣的時間段,可以避免水泵的頻繁啟動。時間段的長短,可以根據工廠具體的需求來設定,這個在軟件上是很容易實現的。
  一、凈水工藝控制要求
  根據附圖Ⅰ,我們可以大概的了解凈水系統(tǒng)整個的系統(tǒng)控制要求和流程。對于一個工程,其詳細的現場工藝控制要求非常重要,它是PLC程序編寫的準則和現場調試的校驗標準。
  凈水工藝控制要求:
 ?、?、原水箱通過外接設備供水,當原水箱液位檢測為低的時候,原水泵停止運行;當原水箱液位檢測為中的時候,原水泵運行;原水箱液位檢測為高的時候,外接設備停止供水。
 ?、?、原水泵與加絮凝劑供給泵聯動。
 ?、?、原水泵在開始運行的同時,濃水閥打開,開始排放濃水,2分鐘后,一級高壓泵自動啟動,濃水閥自動關閉,停止排放。
 ?、?、PSL1壓力差開關低壓時,5秒鐘后,一級高壓泵停止運行。PSL2壓力差開關高壓時,一級高壓泵立刻停止運行。
  ⑸、當原水泵停止運行的時候,一級高壓泵停止運行。
  ⑹、中間水箱液位檢測為高時,一級高壓泵停止運行;中間水箱液位檢測為中時,一級高壓泵啟動運行。
  ⑺、加阻垢劑計量泵與一級高壓泵聯動。
 ?、獭⒓覰aOH計量泵與二級高壓泵聯動。
  ⑼、中間水箱液位檢測為中時,二級高壓泵啟動運行;中間水箱液位檢測為低時,二級高壓泵停止運行。
  ⑽、純水箱液位檢測為高時,二級高壓泵停止運行;純水箱液位檢測為中時,二級高壓泵啟動運行。
  ⑾、純水箱液位檢測為低時,純水泵停止運行;純水箱液位檢測為中時,純水泵啟動運行。
 ?、小⒓兯碾妼蕶z測高時,純水電磁閥門關閉,純水回流電磁閥門開啟;純水電導率檢測為低時,純水電磁閥門開啟,純水回流電磁閥門關閉。
 ?、?、純水泵與殺菌器聯動。
  ⒁、清洗泵為手動狀態(tài)運行。
  ⒂、系統(tǒng)有手動/自動兩種工作運行狀態(tài)。
 ?、浴⑼C控制為手動控制,當按下停機按鈕,系統(tǒng)在5秒后自動停止。
  根據凈水系統(tǒng)工藝控制要求,我們編寫PLC程序,進行試驗室測試,然后安裝到凈水設備上,進行現場調試。(PLC
  原程序參附程序Ⅰ)
  二、PLC FBe-28MC I / O 點設置及中間存儲器、定時器設置
  根據凈水系統(tǒng)工藝控制要求,針對PLC FBe-28MC 的主機電氣規(guī)格,我們對PLC的I / O
  點進行設置,并且將用到的中間存儲器和定時器進行設置。
  在下表中,給出了PLC的I / O點對應的控制電氣信號或設備;并對中間存儲器、定時器進行選擇設置。

  PLC FBe-28MC I / O(表 三)
PLC FBe-28MC I / O

  注:16 點的輸入,X 7, X 14, X 15沒有接輸入信號;Y 12沒有接輸出信號。


  主要PLC FBe-28MC M、T(表 四)

主要PLC FBe-28MC M、T


  三、GP37W2畫面程序編寫
  Digital
公司GP系列可編程序觸摸屏的畫面設計及編成軟件,在購買產品的時候可以獲得。該軟件為GP-PRO/PB3 for Windows (支持Windows 98 / Me / 2000 / XP 系統(tǒng)),目前最新的版本為 Version 7.01。(本文附件中包括了凈水系統(tǒng)的PLC程序)在選擇系統(tǒng)組成后,我們需要對系統(tǒng)進行編程,這里講到的是對可編程序觸摸屏的編程。既然是用觸摸屏的觸摸方式來控制該凈水系統(tǒng),我們需要做出畫面,并設置按鈕來,在手動控制環(huán)境下,按鈕對應控制PLC中的中間存儲器,從而達到控制PLC的目的。同樣,在自動運行環(huán)境下為了把系統(tǒng)的各個電氣設備的工作狀態(tài)顯示出來,以便現場控制技術人員采取對應的措施繼續(xù)控制,我們需要做出報警畫面,通過它來顯示系統(tǒng)各個電氣設備的工作狀態(tài),許多個指示燈,它們是功過監(jiān)視PLC對應信號來顯示的。

凈水系統(tǒng)的PLC程序


  HMI 畫面的制作和GP程序的編寫,我們都可以用GP-PRO / PB3 for Windows軟件來完成,其具體的操作和相應的規(guī)則,可以參考書籍Pro-face 操作應用基礎、Pro-face 高級應用手冊和the Manual of GP-PRO / PB3 for Windows ,仔細學習一下,你就可以很輕松的完成HMI畫面的制作和GP程序的編寫。
  根據項目規(guī)則及凈水系統(tǒng)工藝控制要求,并考慮調研得到的現場操作控制的需要,我們在對多套方案做出分析后,選擇了本套方案,它滿足控制的簡單化,并易于現場技術員的控制。畫面由五幅畫面組成:主畫面、控制選擇畫面、手動輸入控制畫面、自動控制狀態(tài)顯示畫面和控制流程圖畫面。它們彼此間可以切換,并可以返回上一級畫面,操作簡單,且可以滿足工廠現場控制需要。
  如下圖示,我們舉出兩幅畫面例子,一幅為主畫面,另一幅為手動輸入控制畫面。

一幅為主畫面


  在這里簡要介紹一下畫面的工作,當按

下主畫面時,我們進入控制選擇畫面,根據按鈕提示下,按下手動輸入按鈕,則進入手動輸入控制畫面。根據工藝過程需要,我們可以選擇不同的按鈕按下,則相應的設備自動啟動運行,按鈕也會呈反色狀態(tài);若要其停止,則在相應按鈕再按一次,則其相應設備停止運行,按鈕也會恢復原色。

當按下主畫面時


  這種按按鈕來控制電氣設備,是通過控制PLC的中間存儲器來實現的,而其顏色的顯示則是通過監(jiān)視PLC相應輸出信號的狀態(tài)實現的。如圖示,在按下二級高壓泵按鈕時,彈出一個窗口Bit Switch Setting ,可以看到Operation Bit Address ,顯示的是M 105中間存儲器地址,它即是表四中列出的M 105,二級高壓泵手動輸入控制按鈕。Bit Invert 是指控制位可以通過觸摸的方式來實現置位和復位雙重控制。
  我們編寫好的GP畫面和程序最后需要的就是通過專用電纜GPW-CB02,通過PC上的串口和GP上的TOOL口,用RS232C通訊方式下載到GP上,這樣GP的程序就算完成了。當然,我們可以通過使用仿真的方式,來查看畫面的切換及程序的運行是否正確,為現場調試減少工作量。
 
 四、PLC FBe-28MC 程序的編寫
  FATEK FB系列PLC 之一FBe-28MC PLC 程序的編寫可以用對應的FP-07程序書寫器來編寫。但我們選用了用PC ( Personal Computer )來進行編寫。FATEK FB系列PLC的專用編程軟件為 WinProladder Version 1.06
  (English) (支持 Windows 98 \ Me \ 2000 \ XP操作系統(tǒng)),該軟件在購買FB系列PLC時,可以從公司獲得。(本文附件中包括了凈水系統(tǒng)的PLC程序)。
  該軟件操作簡單,采用梯形圖(LED)編程方式。學習過電氣工廠控制,具備一定的編程經驗的技術員都能很快掌握。同時,我們也可以參考《永宏可編程序控制器FB系列-使用手冊Ⅰ硬件篇&基礎功能篇》,《永宏可編程式控制器FB系列-使用手冊Ⅱ高級功能篇》該軟件編程方便,傳輸下載程序都是很簡單的。值得注意的事項是,我們在對編寫好的梯形圖程序,下載到PLC上的時候,我們需要對通訊參數進行設置。如下表所示:

對通訊參數進行設置


  在這里我們舉個例子來進行說明,利用高速計數器作等長度截斷控制。
  工程結構:

系統(tǒng)結構


  從系統(tǒng)結構很容易看出,X 2 是一個檢測輸入信號,它是相當于一個運行常閉開關,即當可以檢測到來料的時候,X 2輸入信號存在,整個系統(tǒng)才可以開始工作;當無法檢測到來料的時候,X 2 輸入信號不存在,整個系統(tǒng)停止工作。X 4 是一個啟動開關,開啟系統(tǒng)作用,一旦X 4輸入信號存在,則系統(tǒng)開始自動運行。
  主程序:

凈水系統(tǒng)編寫程序


  我們根據該系統(tǒng)工藝控制要求,為該凈水系統(tǒng)編寫程序。前面已經給出了該系統(tǒng) I / O點的設置,并且給出了中間存儲器、計時器的設置選擇。在附表Ⅳ中,我們給出了該系統(tǒng)的整個梯形圖程序,供參考。
  PLC程序編寫好以后,我們就可以通過下載電纜,將PC上的程序下載到PLC上。到這一步,我們就完成了系統(tǒng)的軟件部分?,F在,我們可以通過GP-PLC通訊電纜,來實現系統(tǒng)的控制試驗,最后則安裝到機械設備上,進行現場調試。
  系統(tǒng)安裝好以后,在后期的維護中,我們如果需要對GP程序或PLC程序進行更改,我們只需使用相應的下載電纜對GP或PLC上的程序進行下載到PC上,然后做出更改,仿真后,再重新下載到GP或PLC上,進行調試,試運行,直到符合要求即可。我們可以認識到該系統(tǒng)的后期維護非常的方便,使用效果很好。
  
結論
該應用實例已經在工業(yè)生產中投入實施,效益良好,可以預見將有很大的發(fā)展空間。

(轉載)

標簽:·pro-face 觸摸屏 PLC 水處理 我要反饋 
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