觸摸屏在真空燒結爐中的設計應用分析

葛鵬

摘 要：工業觸摸屏是最近幾年發展起來的圖形化操作設備，由于能夠代替操作按鈕，與設備進行人機交互并能夠直觀顯示設備的運行狀態。本文引入觸摸屏來控制PLC從而實現對真空燒結爐的控制和時時監控，使得操作人員能夠在觸摸屏上直接更改工藝參數，同時更加直觀的了解設備的運行狀態。

關鍵詞：觸摸屏；真空燒結爐；PLC

本文闡述了利用觸摸屏作為上位機來控制和監控PLC，再由PLC對設備的運行進行控制。工業觸摸屏是最近幾年發展起來的圖形化操作設備，由于能夠代替操作按鈕，與設備進行人機交互并能夠直觀顯示設備的運行狀態。

1.真空燒結爐介紹

真空燒結爐是在真空環境中對被加熱物料進行保護性燒結的爐子，其加熱方式比較多，如電阻加熱、感應加熱、微波加熱等。在稀土永磁材料行業中廣泛應用的是電阻加熱方式的真空燒結爐，是不可缺少的重要關鍵設備。

真空燒結爐由真空泵系統，加熱系統，風冷換熱系統和控制系統這四部分構成。其工作流程為：

2.觸摸屏軟件設計

依照原有設備的控制要求以及工藝流程，設計觸摸屏窗口的人機交互界面，可以分成操作畫面、參數畫面、報警畫面、時間積算畫面。這四大塊，如果單個畫面無法完全顯示所要表達的圖形或需要預留升級的畫面可以由這四大主窗口延伸或并行，流程圖如圖1。

2.1開機主畫面

開機畫面一般是顯示設備名稱和規格、設備廠家信息組成，能夠起到宣傳作用，可以讓使用者了解初步信息。

2.2操作畫面

由于觸摸屏最基本的功能就是可以代替按鈕開關來對PLC進行信號的輸入，因此設備的操作畫面必不可少。該畫面能夠直觀的模擬出設備的整個布局，并能夠時實顯示設備各部件的工作狀態，通過觸控屏幕上模擬的各個開關實現控制設備的運行/停止動作。該功能完全替代了按鈕開關的功能，并且在使用壽命和可靠性上遠遠高于按鈕開關。

2.3參數畫面

在此畫面內提供了時間參數的設定窗口，由于該設備的真空系統為三級泵系統，其中油擴散泵需要在工作前40-60分鐘對擴散泵油進行預加熱，油擴散泵停止工作后要延長40-60分鐘對油進行冷卻，這兩個時間可以通過該窗口進行設定和修改。冷卻系統（即風冷換熱）的工作下限為0—90℃，能通過該窗口進行設定和修改，通過設定溫度能精確控制風冷溫度，達到設定值時，通過報警提示工作人員進行出爐，即保證了工藝條件又節約了電能，大大方便了現場的操作。

2.4報警畫面

在此畫面內將真空系統內的真空泵電機過載故障，真空閥門開啟/關閉超時故障，充氣超壓故障，系統循環水壓力低故障，動力起源壓力低故障，加熱電源故障，爐溫超溫故障等等全部包含進來，在有故障發生時，觸摸屏的顯示畫面會自動跳到報警畫面，可以很醒目的看到是哪個設備引起的，方便操作人員和維修人員對故障的判斷。

2.5時間積算畫面

時間計算畫面的引入，能對真空燒結爐的真空泵，冷卻風機電機的運行時間做累計計時。通過這個畫面了解各個真空泵和冷卻風機的運行時間，對于真空泵和冷卻風機的定期保養維護起到了定時提醒的目的，便于設備維護保養的管理，方便操作人員和維修人員時時了解設備的運行時間，可以提前準備保養維護的工作。

2.6真空度和溫度畫面

真空度和溫度的數據采集和儲存，能在設定的幾秒內進行數據采集和儲存，方便了數據的記錄，也減少紙質記錄的書寫，方便了工藝問題的查詢，為日常生產起到監督和指導做用。通過數據的積累，能運用真空度和溫度數據來對現有工藝進行改進和優化，從而為生產優質產品提供原始資料。

3.結論與認識

在觸摸屏沒有應用到真空燒結爐的控制系統時，控制系統一般由一塊模擬面板描繪出設備的部件結構，相應位置由按鈕或指示燈標示。操作人員通過按相應按鈕來控制各個設備的啟停，指示燈顯示相應的工作狀態。由于操作頻繁的按鈕和指示燈會經常出現故障，因此給操作帶來了諸多的不便。

觸摸屏的應用解決了上述的故障，并能夠更加逼真的顯示出設備各個部件的運行狀態和各個參數的時實數值，不但直觀而且使用壽命長，同時給人機交互提供了便利的條件，許多參與控制的時間常數可以隨時在觸摸屏上更改，即可通過觸摸屏寫入到PLC內部，解決了以前必須要用電腦軟件或編程器來更改PLC程序。

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