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对培养应用型工程技术人才的高等院校，将当今较先进实用的新知识、新技术及时地传授给学生，使学生走向工作岗位后能够很快地适应新的工作岗位，且具有一定的技术创新能力无疑是非常重要的.
在流程工业的常用电气设备中一般包括智能仪表、变频器、PLC，比较新型的设备中都使用了触摸终端作为人机交互界面。既有温度、压力、liuliang等参数的过程控制环节，又有位置、速度、加速度等变量的运动控制环节及顺序控制环节，需要综合运用多方面的知识.为了让学生更好地巩固已学的知识，掌握本领域实用的新技术，作者以曾参与设计开发的一些工业设备为基础，进行修改和优化设计，使之可作为学生的课程设计或毕业设计的实物模型和学习平台.
1 模型设计思想和硬件的配置
模型设计的主要原则是贴近工程实际，包含尽可能多的知识点，能够有效地应用在学习时间有限的毕业设计或课程设计等实践环节上.系统以滴丸机控制系统作为模型，硬件部分见表1.
本模型所涉及的内容包括：
a.触摸终端与PLC控制系统.涉及人机界面的应用与开发，PLC控制系统的编程与应用，触摸终端与PLC的通信等.
b.智能仪表与PLC控制系统.涉及智能仪表的应用与控制技术，触摸终端通过PLC对智能仪表参数的显示、设定与控制等通信技术，多台智能仪表与PLC的通信技术、过程参数的PID控制等.
c.变频器与PLC控制系统涉及变频技术的应用、触摸终端通过PLC对变频器的参数的显示、设定与控制等技术，多台变频器与PLC的通信技术.
d.模拟量的采集与控制系统.涉及模拟量采集模块的应用技术，触摸终端通过PLC采集模块实现参数的显示及控制.
e.电气原理图的设计.涉及AutoCAD软件应用、电气原理图的设计.
f.报警控制系统.涉及报警系统的采集、分析与报警及控制，充分发挥人机与PLC系统的优势.
在具体实施过程中，可根据时间和人员安排，将系统分为若干个子系统，分头实施，后进行系统整合和总体调试.
2 模型各子系统的设计与实现
2.1 人机界面子系统的设计
触摸终端是近年发展起来的新型人机交互界面器件，是可编程的具有触模式输入功能的显示屏。触摸终端又称可编程终端或人机界面(HMI)。人机界面的主要功能是取代传统的控制面板和显示仪表，同时可控制PLC、单片机、变频器、智能仪表.本次人机界面是基于HITECH系列触摸终端的ADP软件平台进行开发的.ADP软件表现真实的离线模拟功能，用鼠标单键即可在PC上模拟操作,可大幅缩短画面设计验证的反复修改及除错时间.利用其在线模拟功能，可以不需触摸终端，直接使用PC和PLC连线模拟.可配合PLC编程软件同时操作，让设计者轻松完成调试工作.
在人机界面的设计上，首先应根据生产工艺流程及系统的控制要求,综合考虑触摸终端的操作特点，编制出各个画面.通常人机界面一般设计有开机画面、主控画面、参数设定画面、报警画面、帮助画面等.
2.1.1 开机画面及主控画面的设计
开机画面作为首页，界面做得美观友好可 以给人较好的印象。主控画面主要应实现对控制系统的操作，包括自动控制与手动控制.本次主控画面的设计，利用组态软件，制作一台滴丸机立体效果图，并在相应的位置插入ON/OFF控制按钮，并利用数值显示控件，显示相关的参数.加上换画面按钮及时间显示等组成，并在适当的空白处做上报警指示灯及报警控制按钮.还利用走马灯形式来显示故障原因，
2.1.2 参数设定画面的设计
参数设定画面主要是设定仪表和变频器的参数，该画面分别有显示值与设定值两部分，方便对系统参数的观察比较与设置.通过数值的输入可以根据需要设置、修改某些参数，满足设备的工作需要.参数设定画面的设计是利用人机ADP软件工具栏里的数值显示和数值输入，在需要的位置设置大小合适的窗口.并设置好变量的读取或写入相应的资料寄存器位置以及相应的格式.
2.1.3 报警显示与帮助画面的设计
报警显示画面是人机界面与PLC的应用中的一个优势，它能直接、及时地反映设备的故障原因，让维修人员轻易地排除故障.还可以通过帮助画面，指导维修人员如何判断故障点、
障的原因，如何排除故障等等.报警画面的设计首先应该了解该设备可能出现故障的地方，以及需要报警提示的地方.图3为报警状态流程图，根据流程图的要求设计报警系统的程序.利用指示灯或走马灯的形式, 显示相应的故障信息，并利用蜂鸣器来做报警提示，这样就可以在时间内发现故障点，及时地排除故障[1].
2.2 PLC应用系统的设计
PLC经过几十年的迅速发展，己不仅能进行开关量控制，而且还能进行模拟量控制、位置控制.特别是PLC的通信网络技术的发展，PLC由单机控制向多机控制、由集中控制向多层次分布式控制系统发展，形成了满足各种需要的PLC应用系统.PLC应用系统的设计主要有以下几个方面：
图1 报警状态流程图
2.2.1 智能仪表的应用及通信子系统的设计与实现
智能仪表采用ÜGU（宇光）AI人工智能工业调节器，利用智能仪表、温度传感器、加热器或制冷机组组成闭环温度控制系统.PLC与AI仪表通过RS-485异步串行数据通信，通信方式为半双工型（即收、发分时进行）.AI仪表采用16进制数据格式来表示各种指令代码及数据.软件通信指令有两条，一条为读指令，一条为写指令.读/写指令分别如下：
读： 地址代号 + 52H（82）+ 要读参数的代号 + 0 + 0 + CRC校验码;其CRC校验码为：要读参数的代号 * 256 + 82 + ADDR;
写： 地址代号 + 43H（67）+ 要写参数的代号 + 写入数低字节 + 写入数高字节 + CRC校验码;其CRC校验码则为：要写的参数代号*256+67+要写的参数值+ADDR [注1].
基于以上通信协议，如要实现对仪表的写入与读出，首先设定其通信处理模式；根据RS-485通讯协议，将格式为
风冷冷水机组
PLC控制器使用手册
1.概述
本机组电气控制系统采用法国SCHNEIDER公司提供的PLC控制器，其他电器配套有进口接触器、热继电器、空气开关和三相电源监测器，可确保机组安全运行。为了使机组可靠运行，电脑配置了程序系统，应用功能达到目前同行业先进水平。本电脑通讯端口采用RS-485信号标准的9针D型连接器，并符合EN50170所定义的PROFIBUS工业现场总线标准，可实现计算机联网监控。本机组电脑设定可进行远程控制，能与用户设备故障连锁及故障信息显示和输出，具有节能，自动均衡运行，安全可靠等特点。
本操作指南适用于单机头、双机头全封闭压缩机、螺杆式压缩机组成的LSB型水冷冷水机组和LSBLGRFZ、LSBLGFZ型风冷冷（热）水机组的操作运行（软件编号：SX100）。
2.开机前准备
机组启动之前必须认真检查以下几项内容：
2.1.电气系统的检查（断电检查）
在确定机组断电情况下，应对电控箱内部进行检查。主要检查导线、接触器等元件的螺丝接头是否紧固，双绕组及星三角启动的接线方法是否正确（请参见随机图纸），压缩机接线是否牢固，各接插件及PLC模块连接是否牢固（是否有运输过程的松动）以确保接触良好。所有安全装置和阀门是否打开，带手动复位的控制器是否已经复位。
2.2. 通电检查
先将电控箱内的空气断路器置于OFF状态，接通AC380V±5%，三相不平衡度≤3%的电源。控制电路通电后后电脑指示灯应有反应，如无反应则检查电源相序是否与本机相序相符（内部有三相电源监测器），请在总电源处调换相序。再接通冷凝风机主电路，检查冷凝风机转向，通常冷凝风机相序与三相电源监测器相序一致。
机组启动之前，要求压缩机曲轴箱预加热8小时。
3.电脑操作方法
触摸屏为SCHNEIDER公司所产的XBTG6330。其中所有显示画面均采用中文。您可以方便地根据需要查看信息和修改参数。当您在一定时间内没有触摸屏幕，屏幕将自动进入节能状态。
系统检查完毕，供电方式能满足要求，接线无误，可进入开机操作。
初始屏幕
当触摸屏通电有显示后，即可出现初始屏幕：
3.1.画面选择
再次界面下可以选择监控画面、报警画面、修改运行设定、修改系统参数、修改运行设定为用户设定项，当用户需要设定时按一下画面的0处出现出现对话框输入密码1234后按回车键就可进入，修改系统参数操作同修改运行设定（密码为5678）
3.2.监控画面
显示当前机组状态、时间、温度、压缩机、风机、四通阀和各个故障点的显示情况，当机组没有故障时参数监控四个字下面的方框内显示为正常，当有故障时显示故障，在此画面下按下运行按钮后按钮变为白色及为开机。点按进水温度控制/出水温度控制转换键，可对控制机组运行的探头进行选择。可以进行本地和远程控制的选择，和定时开关机的选择。
3.2.1. 报警信息键
当机组出现任何不安全因素时，控制系统都会给予报警，同时采取相应的保护措施，确保机组的安全运行，并通过触摸屏能直观的看到故障类型，提示用户进行修复。如果机组有故障或按下故障查询键时将出现报警信息对话框。具体显示屏幕如下：
3.2.1.1.当前报警信息
按下当前故障键显示当前发生的故障，按上下箭头查阅：
系统显示的故障如下：
（1）压缩机1过载保护
（2）压缩机1高压保护
（3）压缩机1低压保护
（4）冷凝风机1过载
（5）压缩机1油位保护
（6）水流开关报警
（7）水泵故障。
（9）用户故障联锁。
（10）进水探头故障。
（11）出水探头故障。
3.2.1.2.历史报警信息
故障排除后，按下故障复位键清除故障信息。按下返回键回到上级屏幕，按下历史故障键可以查阅曾经发生的故障信息。按上下箭头查阅：
4.系统参数
按下主屏幕的“系统参数”键，输入密码后显示系统主菜单如下：
在系统功能屏幕，您可以根据需要进行操作如定时开关机的设置除霜时间和温度的设定等。
4.1.温度设定
按下屏幕的“温度设定”键，显示如下。
在此页面可以对进出水温度进行设定和温度探头的补偿，点按所显示的数字便可更改。当电脑显示的温度与实际温度有差别时，可以校准。例如：电脑显示的温度比实际温度高2.5度，那么温度校准输入—2.5度，反之亦然。
点按所显示的数字便可以更改设定值。
出水温度可调节范围：制冷5—20℃ 制热15-55℃
在此界面下可进行强制除霜的选择，当机组结霜很严重时除霜探头不能正常的检测当前的温度，造成除霜不能正常进入致使结霜很严重，在此条件下可以选择强制除霜。
4.2.运转设定
在“监控画面”画面上，点按“运行设定”键，显示如下：
控制方式的选择可以选择本地、定时和远程控制，压缩机的控制台数可以选择单台和双台，以及制冷制热的选择。
4.3. CPU TWDLCAA40DRF输入点
I0.0 水泵一热继电器 I0.1 水流开关保护
I0.2 防冻开关 I0.3 用户连锁
I0.4 压缩机远控ON/OFF I0.5 1#压缩机中压保护
I0.7 1#压缩机热继电器 I0.8 系统一1#冷凝风机热动开关
I0.9 1#压缩机高压保护 I0.10 2#压缩机低压保护
I0.11 1#压缩机油位保护 I0.19 压缩机油压差保护
I2.0 1#压缩机机内保护 I0.21 系统二1#冷凝风机热动开关
4.4. CPU TWDLCAA40DRF输出点
