西门子6ES211-0BA23-0XB0大量现货
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传统的继电器—接触器控制的电动机的起动、自保持及停止电路，按下起动按钮SB2，接触器KM线圈得电并自锁，电动机起动运行，按下停止按钮SB1，接触器KM线圈失电，电动机停止运行。
和继电器控制系统类似，PLC也是由输入部分，逻辑部分和输出部分组成。其相对应的元件安排如下
按下起动按钮SB2，X000接收外部信号置“1”，Y000置“1”并自锁，自锁的目的是当起动按钮SB2松开，X000置“0”时，Y000仍然能保持置“1”状态，使电动机连续运行。需要停车时，按下停止按钮SB1，X001常闭触电置“0”，断开Y000，使Y000置“0”，使电动机停止运行。其相应的控制梯形图如图1所示：
程序清单：
LD X000
OR Y000
ANI X001
OUT Y000
END
电动机起动、自保持及停止控制电路是梯形图中典型的单元，它包含了梯形图程序的全部要素，具体体现如下几点：
1．事件：每一个梯形图支路都针对一个事件。事件用输出线圈表示，本例中为Y000。
2．事件发生的条件：梯形图支路中除了线圈外还有触点的组合，使线圈置“1”的条件即是事件发生的条件，本例中为起动按钮SB2使X000“1”。
3．事件得以延续得条件：触点组合中使线圈置“1”得以保持得条件是与X000并联得Y000自锁触点闭合。
4．使事件终止的条件：触点组合中使线圈置“1”中断的条件。本例中为停止按钮SB1使X001常闭触点断开。
一、继电器检测设备控制要求
1、需要同时检测10个继电器
2、每个继电器需要测试8个触点，共80个触点
3、每次检测需要300个周期，控制输出12ms ON / 88ms OFF的脉冲为一个周期
4、需要将检测结果保存在PLC中，要求停电保持，共需要保存80个触点x300个周期合计24000个状态，如果将结果保存在寄存器中则少需要1520个停电保持寄 存器
5、每次检测结束，上位机将结果读出，根据继电器8个触点的吸合情况判断该继电器是否合格
二、该设备对控制系统的要求及海为相应的特点
1、运行速度快：要求程序扫描周期在1.5ms内，海为PLC由于运行速度快，指令集丰富，程序非常精简，实际运行扫描周期为1～1.1ms
2、要有大范围的数据停电保持区：海为PLC的停电保持区可以任意设定，允许将所有数据区都设为停电保持，数据程序无须后备电池保护，yongbu丢失。不需要用任何指令就可以实现该功能
3、具有ms级控制能力：海为PLC提供一个独有的16us精度系统时间，SV49-SV50为系统时间（单位16us）, 系统自动循环计数, 当计数到大值2147483647时归0不断循环计数。利用该系统时间可以方便实现ms级控制，误差仅一个扫描周期
三、初始化脉冲数据
由于要控制输出12ms ON / 88ms OFF的脉冲，转换为16us时间单位如下：
12ms = 12000us = 750（16us），存放放在V2000-V2001中
88ms = 88000us = 5500（16us），存放放在V2002-V2003中
建立一个名称为“时间间隔初始值”的初始寄存器值表，将ON时间设定为750和OFF时间设定为5500（当然也可以不建立该表而选择在程序中初始化V2000-V2001及 V2002-V2003的值），如下图：
| 六面顶压机的对控制装置的要求: 六面顶压机为人造金刚石合成的关键性设备，它具有多规范、自动化程度较高的特点，过去采用继电器-接触器方式进行控制，其逻辑关系繁琐，所用继电器数量较多（四十多个），因而鼓胀率较高，常由于继电器动作失灵导致压块撞碎，甚至损坏顶锤，增加了原辅材料消耗，影响到设备正常运行。另外，六面顶压机对六只压缸的定位精度及同步性能也有一定的要求，过去的继电器-接触器控制方式存在着响应速度慢、动作迟缓、衔铁粘滞、接触不良等现象、使得六缸定位及同步性能变差，增加了硬质和金顶锤损坏的机会。所以，六面顶压机对控制装置提出了这样的要求： 1、可靠性要高 2、六缸定位及同步控制性要好 针对以上二个基本要求，结合六面顶压机的工艺特点，我们利用PLC控制压机使之按以下的程序工作。  PLC机型选择: PLC机型选择的着眼点不外乎有这样几个方面： 1、确定控制规模，即I/O点数；2、价格；3、售后服务是否有保障，我们经过充分调研，以及考虑日后维修上的便利后，终确定选用中外合资无锡华光电子有限公司生产的SR-21PLC,这是一种性能价格比较高的小型PLC，大I/O点数达168点，大容量达1.7K～3.7K指令字，模块化结构，配置灵活，有多种I/O模块和特殊功能模块。该PLC指令丰富，有数据处理功能，能和上位机连接，组成工业局部网。与之相配套的外围设备也基本上能满足用户要求，有打印机接口、EPROM写入器，可接磁带录音机。 控制装置的配置: 根据压机工艺特点和对控制装置的基本要求以及整个装置的成本所确立的配置原则，我们决定采用I/O点数80点这一规模的PLC,为了便于今后操作使用，还配置了编程器及打印机接口单元。 电路设计: 我们将122～127六个定义号接上接近开关输入信号，分别作为右、前、上三缸活塞空程前进时是否越位以及充液时六缸（此时包括左、右、下三缸活塞）是否同时运行（即同步动作）的监测，其余的I/O接按钮，行程开关，外设时间继电器、接触器、220V交流电磁阀、指示灯等电气元件。在实际安装过程中，为了防止电磁干扰，所有输入线与强电导线严格分开；接近开关输入信号线用双绞线；PLC电源侧加装隔离变压器；所有电磁阀及接触器线圈两端并接R-C吸收器。由于考虑到成本及PLC对来自电源干扰抑制器。 软件设计及数据处理功能的应用: 1、 软件设计： 分段工作程序与自动工作程序基本相同，只是在保压结束后不会立即自动卸压，需操作者掀压增压器卸压（即分段卸压）按钮后才卸压，然后直至程序结束。调整程序主要用于手动调整六缸活塞的位置。 2、 数据处理功能的应用 由于篇幅，我们这里仅举例说明SR-21数据处理指令在六缸同步监测及调整时防止多个按钮同时操作的用法，下面逐一说明。 （1） 同步监测程序模块  同步检测程序框图 上图为同步监测程序模块的框图，框图中的延时是根据具体设备中六缸活塞运动响应快慢来设定的，时间短要求六缸活塞在充液时基本上要求同时开始运动，时间长则允许六缸活塞在充液瞬间是不会同时开始运动的，由于液压系统的调整、高压油路的长短，活塞的摩擦阻力，liuliang的大小等因素均可能影响到每只缸活塞响应速度的快慢，总会有少数缸的活塞运动出现滞缓运动的现象，当这种现象比较严重时，就可能会产生六缸超压时六只顶锤不在中心线上的现象，从而导致故障发生。同步监测的目的就在于：当滞缓现象较严重时，能发出不同步报警信号，同时停止六缸活塞运动，让操作者及时做出相应的处理。 （2） 同步监测梯形图 如图所示，它是上面程序框图的具体应用。值得提出的事，梯形图中用772、773、774标志继电器作为compare（比较）的结果，当六缸活塞同步时，与常数63（BCD数）比较结果相等，标志继电器773建立，否则772获774间里，不同步报警。 3） 调整防误操程序框图  结束语: 实践证明，PLC在六面顶压机改造中的应用是卓有成效的，所采用的数据处理功能使设计的监测及防误操作程序达到了预期的要求，PLC能在工况较恶劣的环境中使用，而不必过多考虑电压波动、电磁干扰，环境温度和湿度对它的影响，整个控制装置能稳定可靠的运行。 |
矿井tisheng机是煤炭生产过程中大型关键设备，素有“矿山咽喉”之称。新版煤炭安全规程提出了tisheng机双线控制的要求。现阶段tisheng机的电控系统大都采用可编程序控制器（PLC）作为控制系统的核心。由于PLC功能完备、组合灵活、编程方便，同时稳定可靠，因而受到广泛欢迎并得以普遍应用。但在实际应用中单依靠PLC的人机对话方式显得较为单一，只利用拨码开关或手持编程器进行工艺参数及数据的设定，很难完成工控流程的实时控制和显示，给操作者带来不便。为解决这一矛盾，我们选用当今世界流行的先进人机对话设备—触摸屏作为新型的人机对话接口。实践证明，利用这种典型的人机界面，不仅可以替代传统的控制面板和键盘操作，而且它与PLC结合可以方便地修改控制参数及实时显示数据，并能以动画及曲线的方式描绘自动控制过程，拓展了PLC的功能应用。
本文以无锡光洋（KOYO）公司的GC系列触摸屏在PLC双线控制系统中的应用，对触摸屏的人机对话方式进行讨论。
2、系统的工作过程及硬件构成
本系统选用无锡光洋（KOYO）公司的产品，主控选用SM-24R型PLC，用TRK-J1000型旋转编码器发出的脉冲信号作为主控输入，以GC-53LC2型触摸屏实现人机交互界面。系统框图如图1所示。
图1 系统框图
图2 触摸屏与PLC的接线图
安装于tisheng机滚筒轴端的TRD-J1000型旋转编码器将tisheng容器的行程转化为脉冲信号送入PLC的高速计数模块，PLC对脉冲处理后，用于实时监测tisheng容器在井筒中的行程及速度，并根据需要对tisheng容器进行行程控制和速度保护。用专用电缆把PLC和GC连接起来（连接图如图2），GC就可以实时地显示tisheng容器在井筒中的运行情况，包括运行速度和行程，也可以显示tisheng容器的速度曲线图。
3、触摸屏界面设计
GC触摸屏的界面编辑软件SCREEN CREATOR 5 ，提供了多种部品、控件和图形库文件，可组态出各种显示和控制功能，实现系统操作状态、当前过程值及故障的可视化。利用人机界面操作被监控系统，对PLC中的实时数据进行显示、记录，也可以设计动态画面来模拟控制过程，从而满足监控要求。软件还可以为操作人员设定操作密码，对一些重要参数的修改设定访问权限，从而保证系统和生产的安全。触摸屏界面的设计包括创建画面和信息，并将它们与PLC程序相连。
具体可概括为以下三个步骤：
（1）界面的整体规划
在充分了解工控过程的基础上，对本系统的触摸屏界面作一个整体规划。界面图如图3所示。①在主画面（也是系统的默认画面）上进行总界面设计，通过触摸按钮可分别切换到运行画面和调试画面;②根据不同需要，运行画面的设计可以以动画的形式监控tisheng容器（本系统中是罐笼），也可以以曲线的形式显示tisheng容器的速度，在这两个画面下tisheng容器的速度和tisheng容器在井筒中的位置都以数字的形式实时地显示出来;③现场要求调试时有两种情况，模拟运行调试和故障低速调试。模拟运行调试用来检测各保护点的位置是否合理，而故障低速调试是在系统出现故障时低速运行来检查并排除故障，或是某些特殊情况（如运送炸药等），本身就需要低速运行;④本系统中的各保护点（如上、下减速点，上、下过卷值等）需要在实践中不断地修改，因此在调试画面中增加了参数设置画面。而这些参数又关系到一线的生产、生命安全问题，不能随便更改，因此我们在进入参数修改画面时设置了密码画面，只有输入正确的密码后才能修改参数，增加了系统的安全可靠性。
图3 触摸屏画面切换示意图
（2）设定变量
变量在触摸屏的部品、控件（输入/输出区域、指示灯等）与PLC的相应I/O接点及存储单元之间建立联系，实现触摸屏敏感部件对PLC的控制及参数的输入、PLC当前过程值及报警信号向触摸屏的输出。设置后的部分变量如表1：
表1 变量设定表
（3）具体画面的制作及显示
① 数据的设定和显示
在参数需要实时修改的情况下，传统上都是借助手持编程器来将数据写到PLC的寄存器中，给操作人员带来一定的不便。利用触摸屏，直接触摸要修改的数据可以弹出一个小数字键盘，这样就可以方便地修改数据并保存到PLC的寄存器中。其界面如图4A所示，当触摸“上过卷值”时，会弹出如图4B中所示的小数字键盘，用数字键盘可以很方便地修改上过卷值。
图4 修改数据界面图
另外，本系统中tisheng容器的速度值和位置需要实时显示。传统上用数码管显示，不但不直观，还易使操作者产生视疲劳。而利用触摸屏，只要把相应的PLC数据寄存器号写入“显示部品”的属性框中，触摸屏就可以按扫描周期实时显示，效果柔和，降低了视疲劳，辅以动画直观显示，大大降低了工人的劳动强度。
② 报警及故障画面的显示
tisheng机控制系统中，在tisheng容器减速时要提醒操作者，而超速时要报警以便操作者及时限速。类似于这种需要提醒或报警的情况很多，这就要求控制系统尽可能多地指出故障或报警点，我们将能够预想到的大量的故障和报警画面储存在报警菜单中。若遇到tisheng机异常，触摸屏能迅速地调出与之对应的故障内容并显示在触摸屏上，便于维修人员发现故障类型，及时排除故障。
图5 报警界面图
报警画面如图5所示，从速度图显示画面上弹出的报警窗口中可以看出，报警产生的原因是tisheng机（即绞车）速度超限。操作者可根据提示来排除故障。
4、K-basic编程功能
GC系列触摸屏的画面编辑软件SCREEN CREATOR 5 提供了K-basic程序语言。当你用手指触摸屏幕的时候，你希望某部品显示数值、字符、或使某个开关动作时，你需要使用K-basic语言编制程序。SCREEN CREATOR 5软件自带了一个部品库，把常用的部品如开关、指示灯、数据显示器、按钮等放到部品库里。我们选用部品库里的部品是不需要自己编写K-basic程序的，SCREEN CREATOR 5 软件自带了它们的K-basic控制程序，我们只需设置这些部品的属性就可以使用它们了。可是，对于现场所需要的一些特殊部品（如本系统中的tisheng容器—罐笼），部品库里往往是没有的，这时我们就得制作这些部品，并用K-basic语言编制它们的控制程序，以实现现场控制的要求。使用K-basic语言可以方便地编写动画显示的控制程序。以下是本系统中的一个动画画面（图6）以及用K-basic语言编制的部分控制程序。
图6 罐笼显示图
declare BcdBinConvert%（mode%,data%）
init
local type%,id@,data%
static now_data%
static timeid@
flag%=0
cyclic [局号]～[寄存器号]
cyclic [局号]～[连接设备名称]
end init
conf
end conf
evnt
bbbbb type%,id@,data%
now_data% = BcdBinConvert%（[BIN:1,signed BIN:2,BCD:3],data%）
if type%=16 and id@=[局号]～[寄存器号] and now_data%=0 then
open .yx00.,0
close .yx01.
close .yx02.
close .yx03.
close .yx04.
close .yx05.
close .yx06.
else if type%=16 and id@=[局号]～[寄存器号] and now_data%=1 then
open .yx01.,0
timeid@ = opentim（）
settim timeid@,1,0
starttim timeid@
close .yx00.
close .yx02.
close .yx03.
close .yx04.
close .yx05.
close .yx06.
stoptim timeid@
closetim timeid@
else if type%=16 and id@=[局号]～[寄存器号] and now_data%=2 then
open .yx02.,0
timeid@ = opentim（）
settim timeid@,1,0
starttim timeid@
close .yx00.
close .yx01.
close .yx03.
close .yx04.
close .yx05.
close .yx06.
stoptim timeid@
closetim timeid@
end if
end evnt
5、结束语
触摸屏在可编程序控制器（PLC）控制系统中的应用，不但简化了现场操作，而且tigao了控制程序和人机交互界面的灵活性。通过屏幕完成功能操作，改变程序就可以进行触摸键的添加及功能扩展，克服了以往加一个开关就要破坏整个控制面板格局的窘境，使控制变得更加灵活。同时设计者可以各显其能，充分利用触摸屏的软件资源，自由设计动画界面以更贴实际地模拟现场操作。使之真正成为现代化矿井tisheng系统中的一个亮点。该控制系统已成功应用于新汶矿业集团孙村煤矿的立井tisheng系统中，得到了现场操作者的认可和好评
