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发布时间:2022-07-20 13:01:23

人机界面在3MZ136磨床控制系统改装中的应用

人机界面在3MZ136磨床控制系统改装中的应用 2011年12月09日 来源: 目前PLC在工业自动化中占有较重的地位。技术的不断发展极大地促进了基于PLC为核心的控制系统在控制功能、控制水平等方面的提高。同时,对其控制方式,运行水平,直观的个性化操作性能要求也越来越高。因此,交互式操作界面,报警纪录和打印等要求也成为整个控制系统的重要内容。对于工艺过程复杂,控制参数较多的工控系统来讲,尤其显得重要。因此,工业人机界面,HMI)的出现,对于在构建PLC控制系统时实现以上功能,提供了方便可行的人机对话途径,为磨床工控系统的改造提供了更好的选择。工业人机界面的特点和功能又称触摸屏监视器,是一种操作控制显示装置。其硬件由电源、触摸电阻网络、显示器、存储器和IYO扩展接口构成。HMI由特殊设计的计算机系统(32位RISCCPU芯片)为核心,在STN、TFr液晶显示屏或EL(电发光)显示器上罩盖有透明的电阻网络式触摸屏。触动屏幕时,电阻网络上的电阻和电压发生变化并由软件计算出触摸位置。主要功能有:数据的输人与显示,系统或设备的操作状态实时信息显示,在HMI上设置触摸控件可把HMI作为操作面板进行控制操作,报警处理及打印;此外,新一代HMI还具有简单的编程、对输人的数据进行处理、数据登陆及配方等智能化控制功能。  在PLC工控系统上的应用1、系统概述磨床的自动循环过程包括上料、上磁、快跳、快趋、黑皮磨削、粗进、精进和光磨等。原厂配置的控制系统为UCN281小型工控机,由于其稳定性较差,故障率很高,经常造成设备停机。在改装过程中,系统硬件改用由PLC和及检测仪器组成,现场设备控制装置由步进电机、谐波减速器、滚珠丝杆等构成。正常情况下,根据生产工艺的要求,协调各个磨削过程控制系统的工作,设定磨削参数,实现整个磨削循环过程的全自动化。整个系统的核心控制部分由OMRON—实现,而系统的监控和交互式操作界面任务将由HMI承担。主要有以下内容:参数设定,动态画面显示,磨削过程的参数显示,故障报警与诊断。其中HMI选用步进公司的e—VIEW一506L。2、HMI与PLC之间的通讯。当HMI用于PLC控制系统时,HMI与PLC之间通过串口以D—LINK(直接连接)方式进行通讯。在该方式下,HMI根据要求直接读人PLC的数据或把数据写入PLC相应的地址中。由于内装通讯协议,因此无须编制通讯程序,只要指定所用类型(即通讯协议),运行时即可实现通讯。因此大大减少了PLC用户程序的负担。在系统设计时,直接指定控制部件与其对应PLC的输人输出(i/o)、寄存器(R)、中间寄存器(M)的地址,运行时HMI就能自动与PLC进行数据交换。直接读取或改写PLC相应地址的内容,并据此改变界面上的显示内容。同时通过对HMI的触摸操作,可向PLC相应的地址输人数据。3、HMI监控主界面整个HMI监控系统采用树形结构,由监控调整界面(如图1)及相应功能子界面组成。

在监控主界面上面设有控制功能键,触摸各功能键可以进入相应的子界面,执行所需的功能。在每一个子界面中可通过I上一页I、I下一页I功能键在同一功能组中进行界面切换,在任一子界面都可以通过l返回l功能键退回到监控主界面。系统自动采集相关的数据,将设备的工作状态和一些工艺参数显示在主界面上,便于操作人员的观察。监控主界面上还有生产过程的动态界面显示见图2),在动态界面上以各种形式模拟出主要控制设备的运行情况,例如设备运行的位置、磨削状态以及磨削数据等,直观、生动地反映出现场的过程,方便操作人员对生产情况、设备工况的了解dHMI编程软件EasyBuilder提供了丰富的控制部件;如按钮部件、界面切换部件、指示灯部件、数据文本显示部件和动画部件等等。实现上述功能只要根据需要选择相应的控制部件,定义好其属性即可。EasyBuilder采用监控软件通用模式,所有控制部件的属性通过组态形式完成,以实现相应的控制功能。使用EasyBuilder内附的图库及作图工具来构造生产现场的模拟界面,简便易行。  此外,充分利用HMI的优势将原先布置在控制柜上的开关、按钮、指示灯尽可能地用HMI中的控制部件替代,这样做可减少硬件、简化接线并降低故障率。

图3

4HMI参数设置功能主控系统中有很多工艺参数需要设置和变更,根据控制功能将其经常需要改变的磨削参数做成几个界面的参数组(见图3),使整个系统的结构更加合理。同时利用触摸操作的特性使参数设置变得极为简便和直观。在参数设定时,可以通过触摸功能键进入参数设定界面,利用其内带的数字置数键盘,将此数字键盘设计为弹出式,在操作人员要设定参数时,触摸所需改变参数的数字键,弹出数字键盘进行操作。HMI中每个数据在部件属性中定义并分配了相应的PLC地址,依次输入数字完成后,按动scl键,数字键盘消失。输入的数据确认存入PLC指定的地址中。同时每个参数值都允许设计有上、下限限制,当输入数值超限时,系统拒绝接受并向操作者发出报警并返回上一次数据。此外,对重要的系统设备参数组是不允许修改的,可通过EasyBuilder软件的工具库,对设置界面参数修改进行密码保护,增加系统的安全性。

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