邢曉熙，徐 澄

(江蘇省機械研究設(shè)計院有限責(zé)任公司，江蘇南京 210012)

在工業(yè)現(xiàn)場控制領(lǐng)域，可編程控制器(PLC)一直占據(jù)著重要的地位。隨著控制技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC與觸摸屏在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來越廣泛。觸摸屏是一種連接人和機器的人機界面，被稱為可編程終端。它是替代傳統(tǒng)的控制面板和鍵盤的智能化操作顯示器。PLC與觸摸屏配套使用，擴展了PLC的功能，并且能大大減少操縱臺開關(guān)、按鈕、儀表等的使用數(shù)量，使操作更加簡便。目前觸摸屏與PLC組合起來應(yīng)用的形式已占主導(dǎo)地位。

本文組合應(yīng)用PLC與觸摸屏來實現(xiàn)細編穿刺機控制功能。細編穿刺織物是一種結(jié)構(gòu)特殊的碳纖維立體織物，具有良好的整體機構(gòu)和較高的纖維體積含量，是制作高性能防熱隔熱用碳/碳復(fù)合材料的優(yōu)良基材。細編穿刺機是生產(chǎn)細編穿刺織物的關(guān)鍵設(shè)備。傳統(tǒng)設(shè)備由于老化或者控制精度低，已不能滿足細編穿刺織物發(fā)展的需要，必須進行技術(shù)改造。系統(tǒng)選用臺達PLC與觸摸屏來控制，不僅大大簡化了設(shè)備，而且穩(wěn)定性和精度有很大提高。

1 工藝分析

細編穿刺織物是一種采用整體穿刺工藝技術(shù)間接成型的立體織物，其工藝流程如圖1所示［1］。細編穿刺機的核心任務(wù)是控制加密壓實的強度和加密壓實時間，加密壓實強度通過控制細編穿刺機液壓系統(tǒng)加緊油缸輸出力來實現(xiàn)，加密壓實時間則是通過PLC內(nèi)置定時器來實現(xiàn)。

2 細編穿刺機電氣控制系統(tǒng)組成

圖1 細編穿刺織物工藝示意圖

電氣控制系統(tǒng)由觸摸屏、可編程控制器(PLC)、開關(guān)電源、三相異步電機、電磁溢流閥、電磁換向閥、壓力傳感器、速度傳感器等構(gòu)成，系統(tǒng)組成框圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)組成框圖

細編穿刺機控制以臺達DVP-32ES型PLC為技術(shù)平臺，DOP-B型觸摸屏作為人機操作界面，觸摸屏通過COM2口與PLC的COM口相連，支持MODBUS協(xié)議。PLC是整個控制系統(tǒng)的核心，它存儲工藝參數(shù)，并通過設(shè)定的程序控制電機以及升降油缸、夾緊油缸等細編穿刺機執(zhí)行機構(gòu)的動作。

3 程序設(shè)計

3.1 觸摸屏程序設(shè)計

臺達觸摸屏與PLC有簡潔的通訊方式，只需在觸摸屏程序設(shè)計軟件ISPSOFT中，根據(jù)軟件提示(如圖3所示)設(shè)定PLC型號、通訊端口、數(shù)據(jù)位、停止位、波特率，即可實現(xiàn)觸摸屏與PLC直接通訊，其通訊參數(shù)設(shè)置如下［2］。

圖3 觸摸屏軟件通訊參數(shù)設(shè)置

PLC通訊口設(shè)置：通訊速率9600B，數(shù)據(jù)位7Bits，同位 Even，停止位 1Bits，通訊站號 1。

觸摸屏通訊口設(shè)置：通訊速率9600B，數(shù)據(jù)位7Bits，同位 Odd，停止位 1Bits，通訊站號 0。

通過設(shè)置PLC與觸摸屏通訊接口參數(shù)，PLC能夠高速并準(zhǔn)確接收來自觸摸屏的手動/自動工作方式選擇、電機運轉(zhuǎn)、主壓力加載、卸荷等控制命令和加壓時間、加壓壓力等參數(shù)設(shè)定信號，并自動計算、存儲相關(guān)控制參數(shù);同時觸摸屏能夠反饋I/O信號，顯示細編機系統(tǒng)壓力變化值以及濾堵故障報警信息。觸摸屏細編穿刺機操作界面實現(xiàn)了原有操作臺按鈕、指示燈、壓力顯示表等的功能，觸摸屏操作界面如圖4所示。

圖4 觸摸屏操作界面

3.2 PLC 程序設(shè)計

a．PLC主要輸入輸出端口定義見表1。

表1 I/O分配表

b．模擬量模塊的數(shù)據(jù)讀取。

壓力傳感器輸出模擬量傳送到PLC模擬量輸入接口中，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。然后進行數(shù)值轉(zhuǎn)換，匹配合適的系數(shù)，再通過PLC中的存儲器與觸摸屏連接，使操作者能通過觸摸屏了解當(dāng)前加壓壓力的具體情況。PLC調(diào)試程序如下：

實際應(yīng)用結(jié)果表明，細編穿刺機采用PLC+觸摸屏模式，簡化了控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，大大提高了細編穿刺機運行穩(wěn)定性，以及細編機加密壓實的控制精度，達到了預(yù)期的控制效果，提高了生產(chǎn)效率。

［1］ 朱建勛．細編穿刺織物的結(jié)構(gòu)特點及性能［J］．宇航材料工藝，1998(1) ：41～43．

［2］ 張運剛，宋小春．從入門到精通——觸摸屏技術(shù)與應(yīng)用［M］．北京：人民郵電出版社，2007．