觸摸屏與溫控表通訊在鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)線中的應(yīng)用
2007/11/28 9:19:00
Abstract: This paper gives introduces communication between FUJI programmable operation display and multi-temperature controller This system is used to controller the produce of aluminium plastic complex pipe .By the RS-485 communication each of the Temperature controller can exchange dates and be displayed and controller in center Monitor.
Key word:
Touch screen:Temperature controller 、PLC、RS-485、aluminium -plastic complex pipe
一、引言
在鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)線中涉及到對(duì)數(shù)個(gè)加熱區(qū)，如機(jī)筒加熱區(qū)、法蘭加熱區(qū)和模具加熱區(qū)的溫度測(cè)量和控制，而在實(shí)際生產(chǎn)中每個(gè)加熱區(qū)至少需要一至二臺(tái)溫控表來設(shè)定溫度和輸出加熱控制溫度。傳統(tǒng)設(shè)備的溫控表只能通過單臺(tái)人工觀察和設(shè)定溫度以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)加熱區(qū)的溫控，而不能集中控制。隨著3C（計(jì)算機(jī)、通訊、控制）技術(shù)的提高，通訊領(lǐng)域也發(fā)生了翻天覆地的變化，現(xiàn)在選擇了帶有通訊功能的溫控表與觸摸屏之間通訊就能完全實(shí)現(xiàn)集中控制。一臺(tái)觸摸屏可以同時(shí)與31臺(tái)溫控表通訊，通訊方式為RS-485串行通訊，這樣，所有溫控表中的參數(shù)在觸摸屏中一目了然。方便于溫控表中參數(shù)的修改設(shè)定。其系統(tǒng)圖如下：
二、系統(tǒng)介紹
本文以富士觸摸屏和溫控表為例介紹其在鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)線中的實(shí)際應(yīng)用。
1、 電氣系統(tǒng)
整個(gè)系統(tǒng)采用可編程控制器（PLC）、觸摸屏、溫控表、變頻器及其它電氣配件。
⑴、觸摸屏
觸摸屏選用富士UG430H-Ss1，10.4英寸、128色TFT顯示，可以與近30個(gè)廠家的PLC通訊，兼容性極強(qiáng)，而且還可以和計(jì)算機(jī)通訊（開放式通訊協(xié)議），界面友好直觀，易學(xué)易用，大大節(jié)省產(chǎn)品開發(fā)周期。且產(chǎn)品型號(hào)齊全有5.7、7.7、10.4、12.1英寸單色彩色等，方便選型。具有RS232/422/485通訊口，方便于連接其它廠家的PLC及外設(shè)產(chǎn)品（如：條形碼、存儲(chǔ)卡、變頻器、個(gè)人計(jì)算機(jī)等）。編程軟件中備有大量的圖形庫（開關(guān)、燈、棒圖等）供選擇，還可以根據(jù)用戶需求編輯所需要的工藝圖形，能夠轉(zhuǎn)換BMP文件和AUTOCAD中的DXF文件。還具有留言板功能用于交接班記錄用。在編程軟件中可以設(shè)定觸摸屏背光燈的關(guān)閉時(shí)間，節(jié)省其使用壽命。觸摸屏中具有內(nèi)部編程指令——宏命令，可以減輕PLC的編程負(fù)擔(dān)，甚至有些簡(jiǎn)單的設(shè)備中可以取代PLC，由觸摸屏編程直接和其它設(shè)備通訊。觸摸屏上的并行口還可以直接和打印機(jī)連接實(shí)時(shí)或定時(shí)打印當(dāng)前或歷史數(shù)據(jù)。此系統(tǒng)采用V 8通過不同的通訊口同時(shí)和SIEMENS S7-200CPU226通訊，和FUJI PXR4溫控表以RS-485方式通訊。在編程軟件中選擇好觸摸屏和PLC型號(hào)后，在其系統(tǒng)設(shè)定中選擇溫控表的型號(hào)FUJI PXR（也可以和其它廠家溫控表通訊），利用觸摸屏中的另外一個(gè)通訊口與溫控表通訊。與富士PXR4通訊的波特率為9600bps；奇偶校驗(yàn)為奇校驗(yàn)；數(shù)據(jù)長(zhǎng)度8位；停止位1位；通訊方式RS-485。
⑵溫控表
選用富士帶有通訊功能的PXR4溫控表。它是富士電機(jī)推出的一種新型溫控表，本身具有RS-232/485通訊功能，具有自整定功能，通過控制器的測(cè)量和計(jì)算功能自動(dòng)設(shè)定PID參數(shù)。具有模糊控制功能，模糊運(yùn)算用于抑制超調(diào)，以改善對(duì)外部擾動(dòng)的響應(yīng)。有絕對(duì)值報(bào)警、偏差報(bào)警等。還具有輸出限制、參數(shù)屏蔽、斜坡/保溫等多種功能。
2、 系統(tǒng)生產(chǎn)工藝
鋁塑復(fù)合管由內(nèi)管、內(nèi)膠、鋁管、外膠、外管5層材料構(gòu)成，以物料運(yùn)動(dòng)順序該生產(chǎn)線分為65mm內(nèi)管擠出機(jī)（機(jī)身有4個(gè)加熱區(qū)、機(jī)頭3個(gè)加熱區(qū)）、45mm內(nèi)膠擠出機(jī)（機(jī)身3個(gè)加熱區(qū)、機(jī)頭3個(gè)加熱區(qū)）、自動(dòng)縱移恒張力牽引機(jī)（無加熱區(qū)）、45mm外膠擠出機(jī)（機(jī)身3個(gè)加熱區(qū)、機(jī)頭3個(gè)加熱區(qū)）65mm外管擠出機(jī)（機(jī)身4個(gè)加熱區(qū)、機(jī)頭3個(gè)加熱區(qū)）。所以需要控制的溫控加熱區(qū)共有26個(gè)，計(jì)26臺(tái)溫控表由一臺(tái)觸摸屏控制。如下圖：
當(dāng)系統(tǒng)上電后，首先開始溫控，即溫控表上電，變頻器不得電，上電后立即向各個(gè)溫控表發(fā)出2條命令，1是禁止溫控表輸出加熱（不影響實(shí)際測(cè)溫）2是設(shè)置一個(gè)較低的上電初始加熱溫度，因?yàn)闊犭娕疾逶诩訜釁^(qū)內(nèi)部，加熱圈在外部，這樣避免升溫過快使整個(gè)加熱圈溫度不均。26個(gè)加熱區(qū)的上電初始值可以是相同的。上電結(jié)束后，如果通訊檢測(cè)正常，就會(huì)在觸摸屏上顯示各加熱區(qū)的參數(shù)，可以在觸摸屏上設(shè)定各加熱區(qū)的溫度，也可以在觸摸屏上改變各加熱區(qū)的加熱允許/禁止?fàn)顟B(tài)，以上兩種命令認(rèn)為是隨機(jī)發(fā)生的，還可以用中斷方式在讀溫控表實(shí)測(cè)中實(shí)現(xiàn)。對(duì)于各加熱區(qū)的溫度設(shè)定，可以用觸摸屏中的數(shù)字鍵盤，當(dāng)設(shè)定某一加熱區(qū)的某一溫度時(shí)，點(diǎn)擊該加熱區(qū)的設(shè)定區(qū)域，彈出一設(shè)定鍵盤，設(shè)定好該區(qū)的溫度后按“確認(rèn)”鍵，鍵盤自動(dòng)關(guān)閉，方便明了。
為使觸摸屏中顯示的26個(gè)加熱區(qū)的實(shí)測(cè)溫度刷新率最高，采用“接力”通訊讀取方式，即當(dāng)讀一區(qū)后（有3種情況發(fā)生：成功、校驗(yàn)錯(cuò)誤、通訊超時(shí)）立即讀取下一區(qū)。通訊錯(cuò)誤的處理：可以為每個(gè)從站的通訊設(shè)立一個(gè)出錯(cuò)計(jì)數(shù)器，當(dāng)某個(gè)從站通訊校驗(yàn)或通訊超時(shí)錯(cuò)誤此計(jì)數(shù)器加1，通訊成功后會(huì)自動(dòng)清除。當(dāng)某個(gè)計(jì)數(shù)器增加到一個(gè)預(yù)設(shè)值（觸摸屏中可以修改）時(shí)蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)彈出通訊失敗的報(bào)警畫面，并詳細(xì)說明如何處理。系統(tǒng)運(yùn)行中，如果某一加熱區(qū)出現(xiàn)超高/低溫報(bào)警，溫控表上的“Alarm”報(bào)警燈變成紅色，同時(shí)觸摸屏中立刻彈出報(bào)警信息，如：報(bào)警時(shí)間、故障處理方法等。方便及時(shí)排除故障。真正體現(xiàn)觸摸屏的獨(dú)特性——人機(jī)對(duì)話。觸摸屏本身具有“配方”功能，通過其內(nèi)部的宏指令可以將不同產(chǎn)品的不同工藝配方存儲(chǔ)在其中，隨時(shí)調(diào)用，大大節(jié)提高工作效率。
結(jié)束語：
本系統(tǒng)在浙江某廠已經(jīng)成功運(yùn)行一年多，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行證明該電氣系統(tǒng)無論是在軟件還是硬件設(shè)計(jì)上都是較為合理的，運(yùn)行可靠，且有著很強(qiáng)的抗干擾性，使工業(yè)自動(dòng)化水平又上升了一個(gè)新的臺(tái)階，很值得在擠出機(jī)行業(yè)中推廣。
其它應(yīng)用： http://customer.gongkong.com/customer/boli/example.asp
聯(lián)系方式：
北京市海淀區(qū)車公莊西路甲19號(hào)華通大廈728室（100044）
電話：010-68486774 傳真：010-68486494
聯(lián)系人：盛立榮
Key word:
Touch screen:Temperature controller 、PLC、RS-485、aluminium -plastic complex pipe
一、引言
在鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)線中涉及到對(duì)數(shù)個(gè)加熱區(qū)，如機(jī)筒加熱區(qū)、法蘭加熱區(qū)和模具加熱區(qū)的溫度測(cè)量和控制，而在實(shí)際生產(chǎn)中每個(gè)加熱區(qū)至少需要一至二臺(tái)溫控表來設(shè)定溫度和輸出加熱控制溫度。傳統(tǒng)設(shè)備的溫控表只能通過單臺(tái)人工觀察和設(shè)定溫度以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)加熱區(qū)的溫控，而不能集中控制。隨著3C（計(jì)算機(jī)、通訊、控制）技術(shù)的提高，通訊領(lǐng)域也發(fā)生了翻天覆地的變化，現(xiàn)在選擇了帶有通訊功能的溫控表與觸摸屏之間通訊就能完全實(shí)現(xiàn)集中控制。一臺(tái)觸摸屏可以同時(shí)與31臺(tái)溫控表通訊，通訊方式為RS-485串行通訊，這樣，所有溫控表中的參數(shù)在觸摸屏中一目了然。方便于溫控表中參數(shù)的修改設(shè)定。其系統(tǒng)圖如下：
二、系統(tǒng)介紹
本文以富士觸摸屏和溫控表為例介紹其在鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)線中的實(shí)際應(yīng)用。
1、 電氣系統(tǒng)
整個(gè)系統(tǒng)采用可編程控制器（PLC）、觸摸屏、溫控表、變頻器及其它電氣配件。
⑴、觸摸屏
觸摸屏選用富士UG430H-Ss1，10.4英寸、128色TFT顯示，可以與近30個(gè)廠家的PLC通訊，兼容性極強(qiáng)，而且還可以和計(jì)算機(jī)通訊（開放式通訊協(xié)議），界面友好直觀，易學(xué)易用，大大節(jié)省產(chǎn)品開發(fā)周期。且產(chǎn)品型號(hào)齊全有5.7、7.7、10.4、12.1英寸單色彩色等，方便選型。具有RS232/422/485通訊口，方便于連接其它廠家的PLC及外設(shè)產(chǎn)品（如：條形碼、存儲(chǔ)卡、變頻器、個(gè)人計(jì)算機(jī)等）。編程軟件中備有大量的圖形庫（開關(guān)、燈、棒圖等）供選擇，還可以根據(jù)用戶需求編輯所需要的工藝圖形，能夠轉(zhuǎn)換BMP文件和AUTOCAD中的DXF文件。還具有留言板功能用于交接班記錄用。在編程軟件中可以設(shè)定觸摸屏背光燈的關(guān)閉時(shí)間，節(jié)省其使用壽命。觸摸屏中具有內(nèi)部編程指令——宏命令，可以減輕PLC的編程負(fù)擔(dān)，甚至有些簡(jiǎn)單的設(shè)備中可以取代PLC，由觸摸屏編程直接和其它設(shè)備通訊。觸摸屏上的并行口還可以直接和打印機(jī)連接實(shí)時(shí)或定時(shí)打印當(dāng)前或歷史數(shù)據(jù)。此系統(tǒng)采用V 8通過不同的通訊口同時(shí)和SIEMENS S7-200CPU226通訊，和FUJI PXR4溫控表以RS-485方式通訊。在編程軟件中選擇好觸摸屏和PLC型號(hào)后，在其系統(tǒng)設(shè)定中選擇溫控表的型號(hào)FUJI PXR（也可以和其它廠家溫控表通訊），利用觸摸屏中的另外一個(gè)通訊口與溫控表通訊。與富士PXR4通訊的波特率為9600bps；奇偶校驗(yàn)為奇校驗(yàn)；數(shù)據(jù)長(zhǎng)度8位；停止位1位；通訊方式RS-485。
⑵溫控表
選用富士帶有通訊功能的PXR4溫控表。它是富士電機(jī)推出的一種新型溫控表，本身具有RS-232/485通訊功能，具有自整定功能，通過控制器的測(cè)量和計(jì)算功能自動(dòng)設(shè)定PID參數(shù)。具有模糊控制功能，模糊運(yùn)算用于抑制超調(diào)，以改善對(duì)外部擾動(dòng)的響應(yīng)。有絕對(duì)值報(bào)警、偏差報(bào)警等。還具有輸出限制、參數(shù)屏蔽、斜坡/保溫等多種功能。
2、 系統(tǒng)生產(chǎn)工藝
鋁塑復(fù)合管由內(nèi)管、內(nèi)膠、鋁管、外膠、外管5層材料構(gòu)成，以物料運(yùn)動(dòng)順序該生產(chǎn)線分為65mm內(nèi)管擠出機(jī)（機(jī)身有4個(gè)加熱區(qū)、機(jī)頭3個(gè)加熱區(qū)）、45mm內(nèi)膠擠出機(jī)（機(jī)身3個(gè)加熱區(qū)、機(jī)頭3個(gè)加熱區(qū)）、自動(dòng)縱移恒張力牽引機(jī)（無加熱區(qū)）、45mm外膠擠出機(jī)（機(jī)身3個(gè)加熱區(qū)、機(jī)頭3個(gè)加熱區(qū)）65mm外管擠出機(jī)（機(jī)身4個(gè)加熱區(qū)、機(jī)頭3個(gè)加熱區(qū)）。所以需要控制的溫控加熱區(qū)共有26個(gè)，計(jì)26臺(tái)溫控表由一臺(tái)觸摸屏控制。如下圖：
當(dāng)系統(tǒng)上電后，首先開始溫控，即溫控表上電，變頻器不得電，上電后立即向各個(gè)溫控表發(fā)出2條命令，1是禁止溫控表輸出加熱（不影響實(shí)際測(cè)溫）2是設(shè)置一個(gè)較低的上電初始加熱溫度，因?yàn)闊犭娕疾逶诩訜釁^(qū)內(nèi)部，加熱圈在外部，這樣避免升溫過快使整個(gè)加熱圈溫度不均。26個(gè)加熱區(qū)的上電初始值可以是相同的。上電結(jié)束后，如果通訊檢測(cè)正常，就會(huì)在觸摸屏上顯示各加熱區(qū)的參數(shù)，可以在觸摸屏上設(shè)定各加熱區(qū)的溫度，也可以在觸摸屏上改變各加熱區(qū)的加熱允許/禁止?fàn)顟B(tài)，以上兩種命令認(rèn)為是隨機(jī)發(fā)生的，還可以用中斷方式在讀溫控表實(shí)測(cè)中實(shí)現(xiàn)。對(duì)于各加熱區(qū)的溫度設(shè)定，可以用觸摸屏中的數(shù)字鍵盤，當(dāng)設(shè)定某一加熱區(qū)的某一溫度時(shí)，點(diǎn)擊該加熱區(qū)的設(shè)定區(qū)域，彈出一設(shè)定鍵盤，設(shè)定好該區(qū)的溫度后按“確認(rèn)”鍵，鍵盤自動(dòng)關(guān)閉，方便明了。
為使觸摸屏中顯示的26個(gè)加熱區(qū)的實(shí)測(cè)溫度刷新率最高，采用“接力”通訊讀取方式，即當(dāng)讀一區(qū)后（有3種情況發(fā)生：成功、校驗(yàn)錯(cuò)誤、通訊超時(shí)）立即讀取下一區(qū)。通訊錯(cuò)誤的處理：可以為每個(gè)從站的通訊設(shè)立一個(gè)出錯(cuò)計(jì)數(shù)器，當(dāng)某個(gè)從站通訊校驗(yàn)或通訊超時(shí)錯(cuò)誤此計(jì)數(shù)器加1，通訊成功后會(huì)自動(dòng)清除。當(dāng)某個(gè)計(jì)數(shù)器增加到一個(gè)預(yù)設(shè)值（觸摸屏中可以修改）時(shí)蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)彈出通訊失敗的報(bào)警畫面，并詳細(xì)說明如何處理。系統(tǒng)運(yùn)行中，如果某一加熱區(qū)出現(xiàn)超高/低溫報(bào)警，溫控表上的“Alarm”報(bào)警燈變成紅色，同時(shí)觸摸屏中立刻彈出報(bào)警信息，如：報(bào)警時(shí)間、故障處理方法等。方便及時(shí)排除故障。真正體現(xiàn)觸摸屏的獨(dú)特性——人機(jī)對(duì)話。觸摸屏本身具有“配方”功能，通過其內(nèi)部的宏指令可以將不同產(chǎn)品的不同工藝配方存儲(chǔ)在其中，隨時(shí)調(diào)用，大大節(jié)提高工作效率。
結(jié)束語：
本系統(tǒng)在浙江某廠已經(jīng)成功運(yùn)行一年多，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行證明該電氣系統(tǒng)無論是在軟件還是硬件設(shè)計(jì)上都是較為合理的，運(yùn)行可靠，且有著很強(qiáng)的抗干擾性，使工業(yè)自動(dòng)化水平又上升了一個(gè)新的臺(tái)階，很值得在擠出機(jī)行業(yè)中推廣。
其它應(yīng)用： http://customer.gongkong.com/customer/boli/example.asp
聯(lián)系方式：
北京市海淀區(qū)車公莊西路甲19號(hào)華通大廈728室（100044）
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