工业人机界面在保温砂浆合成配料系统中的应用

【摘要】PLC交互功能较弱，工业人机界面作为PLC的功能补充，提供友好的交互界面，实现设备运行状态与故障报警、料仓报警与显示、配方数据的设置与储存等功能，提高了保温砂浆合成配料自动化控制系统的易用性与档次。

【关键词】工业人机界面;触摸屏;PLC;人机交互;配料系统

引言

在大部分的自动化控制系统中，常常把PLC（可编程控制器）作为控制系统的核心，由于其具有运行速度高、指令丰富、功能强大、抗干扰能力强、可靠性好等优势，因而得到广泛应用。然而，在需要人机交互的场合，由于其交互能力弱，效果不直观，使用不便，使最终用户的学习、培训成本增高，其人机交互方面的功能，逐渐被专用的工业人机界面取代。

在正利合机械厂生产的保温砂浆合成配料系统中，需要监控各个设备的运行状态，需要实时监控各个料仓的料量，需要报警提醒，同时需要控制机器按照不同的配方生产产品。因此，在以PLC作为系统核心的基础上，增加了工业人机界面实现其设备运行状态与故障报警、料仓报警与显示、配方设置与储存等功能。

1.系统硬件组成及结构原理

整个系统由PLC、工业人机界面、传感器、变频器、执行器件等组成。在本系统中，充分利用了工业人机界面提供的RS232接口和RS485接口，在工业人机界面与PLC用RS232直连的基础上，将变频器也交给工业人机界面通过RS485接口直接控制。其具体控制结构如图1所示：

图1 保温砂浆合成配料系统基本结构

2.工业人机界面的软件设计

开发触摸屏组态控制软件的核心工作之一是将PLC和变频器中的数据与HMI挂接起来。这里涉及到选择合适的通信协议以及对每个数据选择合适的属性。通信协议方面，HMI通常提供一些主流设备的协议，选择即可使用，非常方便。而若设备通信协议未直接提供，可以在一些通用协议的基础上修改使用，否则也可由用户自行设计。接着是添加通道，这里指将PLC或者变频器内需要跟触摸屏关联的数据的地址添加进设备程序模块，以便使用。再接下来是关联变量，即将前面提到的通道跟触摸屏用户界面或脚本或策略程序里使用的变量一一关联起来。这些工作做完之后就可以进行动画、策略、脚本等程序的编制工作了。当然，动画的动作是由数据的变化驱动的，因此动画是跟变量关联的。

2.1 主界面的设计

图2 保温砂浆合成配料系统主界面

图3 变频器调试窗口

在用户界面下，创建主界面，如图2所示。主界面主要是监控变频器的频率、转速等，选择某种配方生产，同时启停设备。PLC收到启停信号后，会按照某种顺序启停机器中的各种执行元件。在选择配方中，需要加入部分脚本代码：

if 0<>！RecipeMoveLast（“合成机配方组” ） then

错误信息=”配方组中没有配方”

！SetStgy（ 延时策略）

else

错误信息=””

配方名=！RecipeGetName（“合成机配方组” ）

返回值=！RecipeGetCurrentValue（“合成机配方组”）

endif

2.2 变频器调试界面

在用户窗口中，增加变频器调试界面，如图3所示。变频器调试界面通过监控变频器的“运行频率”、“母线电压”、“输出电流”、“PID给定值”、“运行转速”等来监控变频器的运行状态。同时，也可通过“通讯设定值”等修改变频器输出频率。

3.结束语

在实际的使用中，保温砂浆合成配料的人机界面能够储存配方，能够按照配方进行生产，并能对变频器参数进行监控，操控直观，方便易用，取得了良好的使用效果。

参考文献

[1]裔广俊.触摸屏在往复计时及报警系统中的应用[J].自动化技术与应用，2010，29（7）.

[2]mcgsTpc高级教程[Z].北京昆仑通态自动化软件科技有限公司，2011.4.

[3]mcgsTpc中级教程[Z].北京昆仑通态自动化软件科技有限公司，2011.4.

[4]FPR100变频调速器操作手册[Z].杭州锐方科技有限公司，2013.

[5]LX1S可编程控制器使用手册[Z].福州富昌维控电子科技有限公司，2013.

作者简介：王亚（1981―），男，河南濮阳人，濮阳职业技术学院教师。