基于PLC的THMDTK-1型轉(zhuǎn)塔沖床觸摸屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

伊藝瓊，杜超群

(福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建泉州，362000)

1 引言

現(xiàn)如今，工業(yè)生產(chǎn)中自動化程度越來越高，為滿足自動化加工、提高工作效率，根據(jù)轉(zhuǎn)塔沖床的運(yùn)動機(jī)構(gòu)及觸摸屏的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一套更為直觀的編寫圖形界面尤為迫切。

2 總體設(shè)計(jì)

2.1 觸摸屏的畫面設(shè)計(jì)

THMDTK-1型轉(zhuǎn)塔沖床裝置的人機(jī)界面采用了昆侖通態(tài)的TPC7062K型電阻觸摸屏，人機(jī)界面是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間做雙向溝通的橋梁，用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來處理、監(jiān)控、管理隨時(shí)可能變化的信息的多功能顯示屏幕。

2.1.1登錄界面設(shè)計(jì)

點(diǎn)擊輸入框，正確的登錄密碼為 “1”，如果密碼錯誤跳一個標(biāo)簽顯示“密碼錯誤，請重新輸入！點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕后，重新輸入密碼。直至輸入正確密碼進(jìn)入界面！

設(shè)置登錄密碼步驟大致是在工具欄里添加用戶權(quán)限管理，更改“負(fù)責(zé)人”密碼為“1”后，添加啟動、循環(huán)腳本函數(shù)。

注：用戶名“負(fù)責(zé)人”屬于“管理員組”一員。

2.1.2監(jiān)視界面設(shè)計(jì)

圖1 動畫組態(tài)主頁面

監(jiān)視界面總體效果如圖1動畫組態(tài)主頁面所示，其布局參考了法拉克(FANUC)系統(tǒng)的布局設(shè)計(jì)。在監(jiān)控設(shè)計(jì)上只跟蹤監(jiān)視了X、Y軸絕對坐標(biāo)值，能直觀的看到顯示面板上坐標(biāo)值的實(shí)時(shí)位置變化。X軸的變量值是“設(shè)備0_讀寫DWB8341/100”，Y軸的變量值是“設(shè)備0_讀寫DWB8351/100”，這種方法是直接通過PLC發(fā)送的脈沖量，進(jìn)行換算得出的數(shù)值。

2.1.3在線圖案編輯界面設(shè)計(jì)

圖案編輯界面的設(shè)計(jì)是這個程序中最耗時(shí)間的，如圖2動畫組態(tài)加工頁面所示，橫豎各十個點(diǎn)，把這一百個點(diǎn)設(shè)置好變量并集合在方框中，加上模板的函數(shù)編寫等等工作量很大。從“設(shè)備0_讀寫M0001”到“設(shè)備0_讀寫M0100”，從左到右從上到下依次排列。因?yàn)槭屈c(diǎn)動按鈕，所以需添加兩個相同變量但不同顏色的按鈕。每個點(diǎn)可以看作一個個按鈕組成，未按下時(shí)顯示為灰色按鈕，按下后顯示為另一個按鈕用黑色表示已選中。在一側(cè)的快捷按鈕里有“清除”與“取反”按鈕，極大的方便了在編輯圖案時(shí)效率。在按下“樣板”按鈕后，將彈出“《”與“》”的選擇箭頭圖標(biāo)，模擬加工時(shí)常用的圖形，以保存為模板的形式方便調(diào)取。樣板函數(shù)IF A>0THEN A=A-1ELSE A=4ENDIF可以看作翻頁的效果，每一頁里都是將有涉及到的點(diǎn)變量置一，未涉及的點(diǎn)置零。

圖2 動畫組態(tài)加工頁面

至于如何排列這些函數(shù)的順序那么就要花費(fèi)些功夫了，目前來看用相對簡單些的方法來寫，就是寫出函數(shù)的框架，在這個框架內(nèi)修改所需要的每頁的數(shù)值。終究這項(xiàng)功能沒有找到供用戶編輯保存的解決方案，所以只能盡量的全面的大量編寫完固化進(jìn)去。這對該型號的觸摸屏內(nèi)存及CPU處理能力無疑是一種考驗(yàn)，可能會造成按鍵遲鈍、系統(tǒng)反饋慢、觸摸屏發(fā)熱等等現(xiàn)象。若取消樣板可在未進(jìn)入加工時(shí)，再次按下“樣板”鍵取消。

2.2 觸摸屏的控制實(shí)現(xiàn)

2.2.1變量的連接

圖3 變量參數(shù)設(shè)置

按鈕設(shè)計(jì)的同時(shí)已經(jīng)填寫了變量如圖3變量參數(shù)設(shè)置所示，這些變量可以看作一個個通道。但是，這些變量還不能與PLC連接起來，這時(shí)就需要把變量連接。單擊“快速連接變量”按鈕，將“設(shè)備0_讀寫M0000”到“設(shè)備0_讀寫M0118”快速連接到“4-FX3U”系列PLC通道上，最后點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕保存操作。

2.2.2通信串口設(shè)置

MCGS嵌入版與三菱FX3U PLC編程口通信時(shí)，需要使用提供的觸摸屏的驅(qū)動通信構(gòu)件即可。三菱FX3U PLC內(nèi)通信參數(shù)不做修改。

打開MCGS組態(tài)軟件，并新建一個工程。在“設(shè)備窗口”里雙擊“設(shè)備窗口”，接著在設(shè)備窗口里右擊打開“設(shè)備管理器”找到“通用串口父設(shè)備”和“三菱FX系列編程口”并雙擊確定選擇設(shè)備，使用其默認(rèn)設(shè)置。“通用串口父設(shè)備”參數(shù)使用默認(rèn)即可，只需要修改“三菱FX系列編程口”的通信參數(shù)為FX3U的PLC類型，其余參數(shù)使用默認(rèn)。

2.3 程序的燒寫

界面完成設(shè)計(jì)后，通過以上調(diào)試通過便可進(jìn)行上機(jī)燒寫程序步驟如下：

(1)打開MCGS組態(tài)軟件,菜單欄選擇文件—>上傳工程。(2)選項(xiàng)設(shè)置與下載時(shí)類似,通過USB上傳,將連接方式選為“USB通信”，通過網(wǎng)絡(luò)方式上傳,連接方式選為“TCP/IP網(wǎng)絡(luò)”,目標(biāo)地址輸入TPC的IP(PC機(jī)本地IP設(shè)置與TPC在同一網(wǎng)段),設(shè)置完成后點(diǎn)擊“開始上傳”,當(dāng)進(jìn)度條滿后,上傳完成。

(3)注意:必須使用嵌入版6.8及以上版本運(yùn)行環(huán)境,上傳前提是下載工程時(shí)“下載配置”中勾選“支持工程上傳”功能,否則提示“下位機(jī)沒有工程原始信息”,程序無法上傳。

3 上機(jī)運(yùn)行加工

準(zhǔn)備工作完畢后，就可以上機(jī)調(diào)試運(yùn)行了。通過圖案編輯頁面可以有效的提高工作效率并減少編程強(qiáng)度。

輕觸界面中的點(diǎn)選中即代表加工，可以運(yùn)用一側(cè)的快捷按鈕“樣板”、“取反”、“清除”進(jìn)行快捷操作。圖形勾選好后，點(diǎn)擊“執(zhí)行”便進(jìn)入實(shí)體加工階段。

工作過程是大致是觸摸屏把用戶的自定義圖案信息共享給PLC，根據(jù)得到的信息PLC則馬上對沖床X、Y軸控制聯(lián)動。兩軸運(yùn)動的時(shí)候PLC會反饋兩軸的位置信息給觸摸屏，觸摸屏則對反饋回來的信息展現(xiàn)給操作員，并對位置出現(xiàn)偏差異常提示并請求操作員進(jìn)行糾正。正是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)兩個控制器的信息交流，所以造就了系統(tǒng)更好的穩(wěn)定性。

通過自定義對圖案的在線編輯，最終實(shí)現(xiàn)了圖形沖壓過程不用大量的數(shù)值計(jì)算和寫一堆繁瑣的圖形程序。

4 結(jié)語

采用在線編輯圖形的操作界面，配以PLC程序控制，用戶可以自由的組合文字和圖形。將原本需要大量的數(shù)值計(jì)算繁瑣的程序編程簡化，不僅提高工作效率、減少編程強(qiáng)度，而且應(yīng)用更簡單直觀。