触摸屏与ＰＬＣ在离心式分蜜机中的应用

0　引言
　　甲糖分蜜是白砂糖在生产过程中成糖工段的最后一道工序,它直接影响到产品的质量,而分蜜过程要经过十几项复杂的控制,其中影响分蜜质量的主要因素有分蜜设备和每一项控制的持续的时间;目前只有小部分糖厂采用广重离心机制造公司生产的全自动离心机,大部分糖厂由于资金的原因,还是采用手工操作的老式离心分蜜机;老式分蜜机技术落后,可靠性差,在分蜜生产的现场环境非常恶劣,温度高、震动大,所以故障率很高,难以保证生产的正常进行;而每一项控制都依赖于操作工的经验和技巧;因而产品的质量就难以保障。针对这些情况,广西大学自动化研究所对老式离心机进行技术改造,研究开发出了基于触摸屏和ＰＬＣ的全自动离心式分蜜机的自动控制系统。
　　1　控制系统设计
　　1.1　系统基本组成
　　该控制装置主要由ＰＬＣ、ＧＰ(工业触摸屏)、进料检测机构、电流检测、转速检测及各种执行机构等组成,控制系统硬件结构框图如图1所示。
                    
    可编程序控制器(ＰＬＣ)采用日本松下公司的ＦＰ0-Ｃ14,另加2块Ｉ/Ｏ扩展单元及1块8通道的Ａ/Ｄ转换模块,以满足输入/输出点数及模拟量输入的要求。
    ＧＰ是与ＰＬＣ配套使用的设备,它具有操作简单,界面美观直接,与ＰＬＣ通信良好,抗干扰能力强的特点,是一种取代控制面板和键盘的智能操作显示器,用于设置数据、显示参数、以动画等形式显示自动控制过程;作为ＰＬＣ的人机界面,一方面扩展了ＰＬＣ的功能,组成交互式工作界面的独立系统,另一方面也可大大减少操作台上按钮、开关仪器等使用的数量,使ＰＬＣ外围电路更简单。本系统选用松下公司的ＶＰ10,它与ＰＬＣ配套使用,实现各种开关量输入、系统参数设定、修改及各种工作状态显示,它通过ＲＳ-232Ｃ与ＰＬＣ通信。
    进料检测机构自动检测糖层高度,当下料达到预计的高度,向ＰＬＣ发出信号,ＰＬＣ使进料阀复位,停止进料,进料探针退出检测位置,脱离糖层;电流和转速检测机构检测离心机的电流、转速,并通过变送器送入ＰＬＣ的输入接口,监视离心机的电流和转速,当出现异常时,ＰＬＣ自动报警,断开电路,起保护作用。
    1.2　ＰＬＣ设计
    甲糖分蜜主要分松刹(落罩)启动、提速、洗网、下料、滴盘拉出、加速、甲稀、打水、打汽、刹车、卸料(升罩)、滴盘复位工序,根据分蜜生产的工艺要求,考虑操作方便及安全可靠性,采用模块式程序设计,系统软件框图如图2所示,分手动控制子程序和自动控制子程序,自动控制子程序如图3所示,每一工序又为一子程序,各子程序间有严格的联锁、互锁和故障保护及报警功能。
                      
                      
    ①启制动时检测启动和制动阀是否处于松刹状态,若否则报警。
    ②启动提速后,离心机转速必须大于200ｒ/ｍｉｎ才能洗篮进料,转速太低,离心力太小不能使糖膏立起来,否则报警。
    ③拉出滴盘后,离心机再次加速,当转速大于1000ｒ/ｍｉｎ,才能进行水洗,否则报警。
    ④各状态间主要根据用户设置的时间来转换。
    ⑤由于水洗、汽洗操作的时间对各种糖膏的处理要求不相同,因此在水洗、汽洗状态显示画面,设定了时间参数修改功能,可在任意时刻进行水洗、汽洗时间的设定和调整,不必停机进行调整。
    ⑥在进料过程中用户可根据实际情况按下触摸开关来发出料满信号中止进料,系统关闭进料糖阀,将料位探头退出检测位置,继续执行自动循环操作。
    1.3　ＧＰ设计
    ＶＰ10是一个小型的多功能5英寸的全屏幕显示面板,屏幕为320×240点,防水、防振动、防反光,可以在恶劣环境下运行。它通过本身具有的ＲＳ-232Ｃ以直接连接方式与ＰＬＣ或个人计算机通信,在计算机上通过它的支持软件ＮＴ-ＧＴ10设计各个控制及说明画面,下载到触摸屏后,再通过与ＰＩＣ的通信来完成。
    触摸屏的软件框图如图4所示。两类画面之间的切换由箭头的方向表示,可有两种方式切换,一是设置功能键,两屏之间直接切换,不经过ＰＬＣ;二是设置开关键,由ＰＬＣ控制切换。
                      
    ①“初始画面”显示本控制系统的名称。
    ②“参数设置”包括松闸、启动、提速、水洗、汽洗、刹车、卸料等时间参数的设置,在每一参数设置画面都 有输入键盘,每一键都为触摸键,用户可直接输入数据,这些数据被放入ＶＰ10的数据表中,通过通信再送入ＰＬＣ的数据寄存器,ＰＬＣ程序运行时就会调用这些参数。为保证系统参数的安全,进入“参数设置”项,必须输入密码,密码输入正确才能进入设置或修改参数,当然密码随时可以修改。
    ③“运行”包括“运行操作”和运行“状态显示”,运行中所有的操作都通过触摸屏完成,每一阶段的工作状态、时间和循环次数等也都通过触摸屏显示;其中还设置了“故障报警”,当某一点出现故障时可设置蜂鸣,转入报警画面显示故障内容,并可储存多达256条的报警历史记录,对发生过的故障可通过查询“历史故障数据”项,将显示最近发生过的故障内容画面。
    2　结束语
    实践证明:采用分蜜机微机自动控制系统,具有抗干扰能力强,运行稳定,安全可靠,操作方便、直观,维修方便,并大大减轻了工人的劳动强度,提高了劳动生产率和产品质量,同时也使得筛糖过程的管理变得直观、方便。实现了微机对糖厂分蜜工序的过程控制自动化。