淺析PLC觸摸屏配置方案的分析及改進(jìn)

【摘要】合理科學(xué)的PLC觸屏配置方案對(duì)提升機(jī)組控制效能方面有著重要的影響，在科學(xué)合理的配置方案下機(jī)組運(yùn)行會(huì)更穩(wěn)定，性能更可靠，對(duì)于社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的發(fā)展有著極為重要的推動(dòng)作用。本文就目前我國(guó)生產(chǎn)領(lǐng)域中所用的鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備PLC觸屏配置方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了相關(guān)分析研究，并在分析優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)配置方案進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，其目的是為了能將生產(chǎn)領(lǐng)域中的機(jī)械設(shè)備能夠發(fā)揮出更為優(yōu)越的性能，促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)安全、可靠運(yùn)行，進(jìn)而推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】PLC觸摸屏；鼓風(fēng)機(jī)組；控制系統(tǒng)；傳感器；方案改進(jìn)

在工業(yè)領(lǐng)域中鼓風(fēng)機(jī)組是較為常用的機(jī)械設(shè)備之一，它通常應(yīng)用在鋼鐵冶煉的鼓風(fēng)、電廠、煉油廠脫硫的鼓風(fēng)等相關(guān)工藝流程；鼓風(fēng)機(jī)組在這些生產(chǎn)制造中的工藝流程中占據(jù)重要的位置，是關(guān)系整個(gè)生產(chǎn)制造業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)劣性的關(guān)鍵設(shè)備之一，如果在生產(chǎn)制造的工藝流程中，鼓風(fēng)機(jī)組出現(xiàn)故障或者因?yàn)槠渌蛩卦斐赏C(jī)，那么造成的后果將是極為嚴(yán)重的，可能導(dǎo)致整個(gè)工藝流程處于癱瘓狀態(tài)。鼓風(fēng)機(jī)組同其他機(jī)械設(shè)備相比較一般具有以下優(yōu)點(diǎn)：鼓風(fēng)機(jī)組檢測(cè)點(diǎn)相對(duì)較少、控制回路的設(shè)計(jì)不像其他機(jī)械設(shè)備那樣繁瑣，操作人員比較容易掌握操作要領(lǐng)；在實(shí)際的應(yīng)用中通常采用中型的PLC觸摸屏就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的監(jiān)控，減少了鼓風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)所占用的生產(chǎn)空間，同時(shí)由于配置較為簡(jiǎn)單，在成本投入方面也相對(duì)比較少，基于PLC觸摸屏鼓風(fēng)機(jī)組的這些優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛地推廣并應(yīng)用到我國(guó)的諸多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。然而就PLC觸摸屏在工業(yè)領(lǐng)域使用中所反饋的問題分析可知，“觸摸屏+PLC”配置方案在實(shí)際應(yīng)用中仍存在缺陷，對(duì)鼓風(fēng)機(jī)組的操作和運(yùn)行方面仍會(huì)產(chǎn)生一定的影響，沒有將其功能體現(xiàn)的更為完美，基于此，本文就“觸摸屏+ PLC”方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了相關(guān)的分析研究，并對(duì)此方案提出了有效的改進(jìn)措施。

1、“觸摸屏+ PLC”配置方案分析

1.1“觸摸屏+PLC”配置方案的優(yōu)點(diǎn)

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，觸摸屏目前也被廣泛地應(yīng)用到電子類產(chǎn)品和機(jī)械類終端設(shè)備上，它作為一種介質(zhì)附加在顯示器的表面，設(shè)備操作人員可通過手指在屏幕上進(jìn)行點(diǎn)觸操作，不再通過計(jì)算機(jī)繁瑣的查詢和數(shù)據(jù)輸入來(lái)控制設(shè)備的運(yùn)行。觸摸屏實(shí)質(zhì)上就是傳感器，它主要是由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成，觸摸檢測(cè)部件置于顯示器表面，主要功能是感應(yīng)操作人員的觸摸位置，感應(yīng)到操作人員的觸摸位置時(shí)將信號(hào)再傳輸?shù)接|摸控制器。最后由控制器將接收到信號(hào)通過計(jì)算處理后轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的坐標(biāo)傳輸給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的CPU，由CPU經(jīng)過計(jì)算處理后再發(fā)出命令信息，進(jìn)而執(zhí)行相關(guān)的命令，使機(jī)械設(shè)備運(yùn)行相應(yīng)的指令，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。按傳感器的類型劃分，目前市場(chǎng)上比較常見的主要有表面聲波式、電容式、電阻式和紅外式等。就市場(chǎng)上所銷售的傳感器的價(jià)格來(lái)看，電阻式感應(yīng)器價(jià)格最為低廉，機(jī)械設(shè)備制造上為了能節(jié)省成本開支，提高經(jīng)濟(jì)效益，因此采用電阻式觸摸屏為機(jī)械設(shè)備的首先構(gòu)成部件。在鼓風(fēng)機(jī)組的控制系統(tǒng)中，“觸摸屏+PLC”配置方案如下圖所示。

在上圖中，壓力變送器、振動(dòng)保護(hù)表、調(diào)節(jié)閥電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等模擬量輸入信號(hào)，Pt100熱電阻輸入信號(hào)，壓力開關(guān)等數(shù)字量輸入信號(hào)，調(diào)節(jié)閥的閥位控制模擬量輸出信號(hào)，電機(jī)控制等數(shù)字量輸出信號(hào)與PLC 輸入輸出模塊連接；PLC和觸摸屏之間通過以太網(wǎng)和上層控制系統(tǒng)通信。

1.2“觸摸屏+ PLC”配置方案存在的缺陷

從上述分析可以得知，如果在鼓風(fēng)機(jī)組應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)中不需要設(shè)置控制室時(shí)，該配置方案的實(shí)用性較強(qiáng)。由于此種配置方案在成本投入方面相對(duì)較少，因此在實(shí)際的生產(chǎn)中大多數(shù)采用此種配置方案，但在鼓風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)的實(shí)際操作運(yùn)用中，出現(xiàn)的問題也相對(duì)較多，其在應(yīng)用中主要出現(xiàn)的問題有以下幾個(gè)方面：

（1）觸摸屏使用時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)觸摸不靈敏現(xiàn)象，并且在維修方面比較麻煩，并且維修后對(duì)觸摸屏上位程序的安裝難度大；一旦對(duì)機(jī)械設(shè)備設(shè)定好程序，很難在機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行過程中對(duì)其更改；此配置在存儲(chǔ)方面也有弊端，存儲(chǔ)量小，并且存儲(chǔ)的時(shí)間較短。

（2）由于觸摸屏的屏幕比較小，操作人員在操作時(shí)極為不便，信號(hào)傳輸不穩(wěn)定，信號(hào)在傳輸中容易發(fā)生中斷現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行停止。

（3）如果將機(jī)組的控制室安裝在室外，由于觸屏需要在滿足一定的溫度條件下才能正常工作，如果室外的溫度超過或者低于其正常工作時(shí)所需要的溫度條件，觸屏將無(wú)法發(fā)揮出其應(yīng)有的功能。

通過對(duì)觸摸屏在運(yùn)行中容易出現(xiàn)的問題分析，我們應(yīng)該可以認(rèn)識(shí)到“觸摸屏+PLC”配置方案的不足之處，其不足之處主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）由于鼓風(fēng)機(jī)組的控制系統(tǒng)的觸摸屏采用的是電阻式觸摸屏，通過上文對(duì)電阻式觸摸屏在實(shí)際應(yīng)用中的缺點(diǎn)，我們可以得知，該配置方案在觸屏維修方面比較麻煩，并且在維修后的安裝過程中安裝難度比較大，實(shí)效性不高。

（2）制造商在鼓風(fēng)機(jī)組的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，一般是根據(jù)觸摸屏的品牌選擇相對(duì)應(yīng)的PLC品牌，而在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，對(duì)于PLC的選擇通常是企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要而對(duì)PLC進(jìn)行選擇，為了能夠滿足生產(chǎn)的需要，通常生產(chǎn)企業(yè)在購(gòu)置鼓風(fēng)機(jī)組設(shè)備后要重新對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行編程，如果企業(yè)的編程人員對(duì)此控制系統(tǒng)的編程不是很精通，容易造成編程方面出現(xiàn)問題，進(jìn)而影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。

2、觸摸屏+ PLC”配置方案的改進(jìn)

為了能實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)的有效運(yùn)行，減少生產(chǎn)企業(yè)對(duì)該系統(tǒng)后續(xù)工程服務(wù)的成本投入，可將配置方案進(jìn)行以下改進(jìn)。

（1）在鼓風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，建議盡量采用“臺(tái)式機(jī)+ PLC”配置方案。

（2）在生產(chǎn)空間比較狹窄，需要將控制系統(tǒng)設(shè)置在室外的，建議采用“觸摸屏一體機(jī)+ PLC”或“觸摸顯示器+主機(jī)+PLC”配置方案。

參考文獻(xiàn)

[1]吳玉林，陳光慶，劉樹紅.通風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)[M]