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1、项目八 PLC与触摸屏的综合应用,煤矿设备电气与PLC应用技术 （三菱FX系列、西门子S7-200系列）,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,【能力目标】 能够熟练应用触摸屏进行PLC系统控制。 【知识目标】 1.了解触摸屏相关知识，掌握触摸屏的简单应用。 2.熟悉三菱公司的GT-Designer编程软件的使用，掌握图形、对象的操作和属性的设置。 3.能根据任务要求，熟练地使用GT-Designer组态软件编制触摸屏画面。,煤矿设备电气与PLC应用技术 （三菱FX系列、西门子S7-200系列）,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,任务一 触摸屏控制电动机的Y-降压起动,试设计一个用触摸屏控制电
2、动机Y-减压起动控制系统，控制要求如下。 （1）按触摸屏上的“起动”按钮，电动机先Y形起动，继而形运行。按“停止”按钮，电动机即停止运行。 （2）在触摸屏画面上能动态显示电动机Y形起动、形运行或停止时的状态。 （3）具有电动机的起动时间设置及起动时间显示功能。 近年来，随着计算机信息技术的迅速发展，触摸屏作为系统和用户之间进行交流的媒介，在工业控制中得到广泛的应用。那么，触摸屏是如何控制系统运行并将设备的运行状态显示出来的呢？,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,二、相关知识,（一）触摸屏的结构与功能 为了操作上的方便，触摸屏由用户界面和软件界面组成，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。 触摸屏是图
3、形式操作终端（Graph Operation Terminal，GOT）在工业控制中的通俗叫法，是目前最新的一种交互式图视化人机界面设备。它可以设计及存储数十至数百幅与控制操作相关的黑白或彩色的画面，可以直接在显示这些画面的屏幕上用手指单击换页或输入操作命令，还可以连接打印机打印报表，是一种理想的操作面板设备。,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,用户画面功能,1）画面显示功能 F940 GOT可存储并显示用户制作画面最多500个（画面序号1500）及30个系统画面（画面序号10011030）。其中系统画面是机器自动生成的系统检测及报警类监控画面，这类画面是用户不能修改的。用户画面是根据控制系
4、统的具体控制要求设计的，可以单独显示也可以重合显示并可以自由切换。画面上可显示文字、图形、图表，可以设定数据，还可以设定显示日期、时间等。位图也可以作为预定义画面组件导入和显示。在给触摸屏上电时，用手按住触摸屏左上角，可以显示系统主菜单，如图8-1所示。在这个画面上，用手单击画面状态栏，就可以实现系统画面和用户画面的切换。正常工作时，系统上电后，屏幕显示用户画面。,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,系统画面功能,1）监视功能 可监视程序清单（仅对FX系列PLC），可在GOT处于HPP（手持式编程）状态时，使用GOT作为编程器显示及修改PLC机内的程序。设有缓冲存储器（仅对FX2N和FX2NC
5、系列PLC），特殊模块的缓冲存储器（BFM）中的内容可以被读出、写入和监视。 2）数据采样功能 GOT可设定采样周期，记录指定的数据寄存器的当前值，并以清单或图表的形式显示或打印这些数值。 3）报警功能 触摸屏可以指定PLC的最多256点连续位元件（可以是X、Y、M、S、T、C）与报警信息相对应，在这些元件置位时显示一定的画面，给出报警信息，并可以记录最多1000个报警信息。 4）其他功能 作为PLC的图形操作终端，GOT必须与PLC联机使用，通过操作人员手指与触摸屏上的图形元件的接触发出PLC的操作指令或者显示PLC运行中的各种信息。,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,GT-Designe
6、r主开发界面,GT-Designer Ver.5是三菱公司用于图形终端显示屏幕制作的Windows系统平台软件，支持所有的三菱图形终端。该软件功能完善，图形、对象工具丰富，窗口界面直观形象，操作简单实用，可以方便的改变所连接PLC的类型、实时读取、写入显示屏幕，还可以设置保护密码。GT-Designer软件界面和GX-Developer编程软件界面相似。,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,对象功能设置,1）数据显示功能 数据显示能实时显示PLC字元件中的数据。数据可以以数字、数据列表、ASCII字符及时钟等显示，分别单击图形/对象工具栏中的（数字显示）、（DXF数据）、（ASCII码显示）、
7、（时钟显示）按钮会出现该功能的属性设置窗口，设置完毕按“确定”键，然后将光标指向编辑区，单击鼠标即生成该对象，可以随意拖动对象到任意需要的位置。 2）信息显示功能 信息显示功能可以显示PLC相对应的注释和出错信息，包括注释、报警记录和报警列表。按图形对象工具栏中的（注释显示）、（报警记录显示）、（报警列表）按钮，即弹出注释设置窗口，设置好属性后按“确定”键即可。 3）动画显示功能 动画显示功能可以显示与软元件相对应的部件、指示灯和指针仪表盘。按图形/对象工具栏中的（部件显示）、（指示灯）、（指针仪表）按钮，即弹出设置窗口，显示的颜色可以通过其属性来设置，同时可以根据软元件的ON/OFF状态来显
8、示不同颜色，以示区别。,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,对象功能设置,4）图表显示功能 图表显示功能可以显示采集到PLC软元件的值，并将其以图表的形式显示。单击图形/对象工具栏的 （折线图/趋势图/棒状图）按钮 ，设置好软元件及其他属性后按“确定”键，然后将光标指向编辑区，单击鼠标即可生成图表对象。 5）触摸按键功能 触摸键在被触摸时，能够改变位元件的开关状态、字元件的值，也可以实现画面跳转。添加触摸键需按编辑对象工具栏中的按钮，设置好软元件参数、属性或跳转页面后单击“确定”键，然后将其放置在希望的位置即可。 6）数据输入功能 数据输入功能可以将任意数字和ASCII码输入到软元件中。对应的
9、按钮是（数字输入）和（ASCII码输入），操作方法和属性设置与上述相同。 7）其他功能 其他功能包括硬复制功能、系统信息功能、条形码功能、时间动作功能，此外还具有屏幕调用功能、安全设置功能等。,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,任务实施,将触摸屏通过通信电缆与PLC的RS422接口连接，触摸屏通过PLC提供DC24V电源,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,程序设计,由于起动和停止都是通过操作触摸屏画面上相应的按钮实现，所以程序中的起动和停止分别用辅助继电器M0和M1实现。数据寄存器D100用来设定起动时间，将其乘以10存到数据寄存器D200中，就是控制延时时间的定时器T0的设定值，将T0的
10、当前值除以10存到数据寄存器D201中，就是实时起动时间。,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,知识拓展计算机/触摸屏在PLC网络中的应用,（一）计算机的作用 在工厂自动化中，计算机的通信功能作为各级接口是十分必要的。PLC与计算机联网构成的综合系统，可使PLC与计算机互补功能上的不足。对于控制，PLC对现场、对设备都极为方便，但打印图表、图形显示、中文输出就逊色一些，而这些功能正是计算机的特长。PLC与计算机联网时，计算机通常主要用于编程、修改参数、数据显示、系统管理等方面。,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,（二）触摸屏的作用,触摸屏作为一种新型的人机界面，简单易用、功能强大，稳定性好，
11、不仅适合用于工业环境，也可以用于日常生活。例如：自动洗衣机、生产线监控等，还可以用于智能大厦管理、温度控制等。西门子、施耐德、三菱、欧姆龙、松下等控制设备生产厂商均有自己开发的触摸屏系列产品。 用户用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时，所触摸位置的坐标被触摸屏控制器检测，并通过串行通信接口（RS-232、RS-422或RS-485）送到PLC的CPU，从而得到输入信息。使用触摸屏的组态软件可以在触摸屏上设计出所需要的画面。画面的生成是可视化的，不需用户编程，用户可以自由地组合文字、按钮、图形、数字等来处理或监控管理及应付随时可能变化的信息，具有美观、直观、方便等优点，操作人员很容易掌
12、握。其主要作用为：通过组态画面实时监视生产过程的各种状态；通过组态画面中各种触摸键控制生产过程的起动、停止、运行等；通过组态画面设置系统所需参数；可以连接打印机设备输出系统运行报表等。触摸屏上的元件代替硬件按钮和指示灯等外部元件，还可以减少PLC控制器所需要的I/O点数，降低生产成本。需要注意的是，画面上的按钮用于为PLC提供起动和停止电动机等设备的输入信号，但这些信号只能通过PLC的辅助继电器来传递，不能送给PLC的输入继电器，因为输入继电器的状态唯一取决于外部输入电路的通断状态，不能用触摸屏上的按钮来改变。,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,思考与练习,1三菱F940 GOT触摸屏用户画
13、面功能有哪些？ 2试用触摸屏两台控制电动机顺序起动，按触摸屏“1#电机起动”按钮，1#电机起动；再按“2#电机起动”按钮，2#电机起动；按“停止”按钮，两台电机同时停止运行。用指示灯显示两台电机的运行状态。,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,任务二 矿井通风机触摸屏监控画面的设计,现代化矿井通风系统都配有触摸屏，提供人机交流信息。通过人机界面可对通风机的起动与停止进行控制，还可以实时看到变频器的输出电压、电流、频率、以及电机转速和煤矿巷道内部空气状况。,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,相关知识,（一）通过触摸键实现画面切换 在画面1、2、3上设置触摸键，键输入置ON后，根据内容切换画面。
14、切换条件为“按键”，设定为任意键，切换对象指定为画面序号，如图8-23所示。 在画面3上，设置“返回”触摸按钮，画面会自动切换到画面1，此时用鼠标单击GOT软件上的触摸键按钮，弹出触摸键设置对话框，选择“按键”。单击“显示方式”标签，设置触摸键的图形、颜色、文本等属性。单击“动作”标签， “基本”按钮弹出“按键动作”对话框，选择固定，选择画面数字为1，表示将画面切换至画面1，其他保持默认，单击“确定”，完成了画面切换按钮的设置。,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,通过PLC程序实现画面切换,若要利用PLC程序切换屏幕画面，首先需要在GOT软件中设置基本画面切换元件。在GOT软件中单击【公共】
15、/【屏幕切换】，弹出屏幕切换元件对话框，如图8-24所示。将基本屏幕元件设置为D0，即数据寄存器D0中的数就是当前所显示画面的序号。其次，在PLC中编写画面切换程序，如图8-25所示。当按下X0，MOV指令将K1传送到D0，当（D0）=1时，触摸屏显示画面1；若按下X2，则触摸屏显示画面3；按下X5，则触摸屏显示画面5。,图8-24屏幕切换元件对话框,图8-25画面切换程序,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,知识拓展PLC自动控制和组态软件,一）PLC 自动控制 随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC采用可编程序的存储器和运算器，具有较高的控制技术性能、低廉的价格和在恶劣的环境中优越的
16、可靠性，适合控制各种类型的机电一体化设备和生产过程，在工业控制中已经得到广泛应用。随着企业提出的高柔性、高效益的要求，人们在面临规模更大、更复杂的生产劳动时，不仅费时费力，而且得不偿失。因此，自动成型系统的出现成为必然。材料成型设备与计算机技术和智能技术相结合的智能型材料成型设备是今后的主要发展方向。用 PLC 控制的自动成型系统，代替了手工作坊，既可以满足工业控制系统对于开放性和快速性的要求，又可以满足用户对稳定性和可靠性的要求。利用自动成型技术，可以有效地为客户降低生产成本、提高生产效率，实现收益的增长。,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,知识拓展PLC自动控制和组态软件,太原理工大学阳泉学院机械电子工程系,二）组态软件产生的背景 “组态（Configure）”的含义是“配置”、“设定”、“设置”等意思，是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需要的软件功能，而不需要编写计算机程序，也就是所谓的“组态”。 组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，是在自动控制系统人机接口软件（Human Machine Interface，HMI）的概念，组
