龐傳磊

摘 要：PLC和觸摸屏控制技術(shù)在目前工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛，涉及到各行各業(yè)，本文對(duì)”LS產(chǎn)電”品牌的可編程控制器和觸摸屏應(yīng)用在切斷機(jī)領(lǐng)域的研究做進(jìn)一步分析，希望對(duì)相關(guān)技術(shù)人員操作人員及使用人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：可編程控制器；觸摸屏；切斷機(jī)

20世紀(jì)60年代，由于市場(chǎng)的需要，工業(yè)生產(chǎn)從大批量、少品種的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨?、多品種的生產(chǎn)方式。

但是，當(dāng)時(shí)這種大規(guī)模生產(chǎn)線(xiàn)的控制大多是集電器控制系統(tǒng)，體積大、耗電多，改變生產(chǎn)程序非常困難。為了改變這種狀況，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品多樣性的要求，1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制成了世界上第一臺(tái)可編程邏輯控制器（PLC），在美國(guó)通用汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)上使用并取得成功，從此開(kāi)創(chuàng)了可編程邏輯控制器的時(shí)代。目前可編程控制器（PLC）已廣泛地用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。

為滿(mǎn)足工業(yè)自動(dòng)控制對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求和適應(yīng)復(fù)雜系統(tǒng)控制的需要，PLC與上位機(jī)之間、PLC與PLC之間都要能夠進(jìn)行通訊并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

PLC只是一臺(tái)增強(qiáng)了I/O功能的可與控制對(duì)象方便連接的計(jì)算機(jī)。其完成控制的實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行I/O變換，并將這個(gè)變換物理實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

PLC主要由輸入寄存器、輸出寄存器、存儲(chǔ)器、CPU單元和其他接口單元。

PLC已經(jīng)完全能夠取代繼電器控制系統(tǒng)。只有對(duì)其控制機(jī)制有了準(zhǔn)確的理解，才能對(duì)其持續(xù)地開(kāi)發(fā)并創(chuàng)造地使用它。I/O電路已經(jīng)保證了PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備直接連接，并在內(nèi)部寄存器存儲(chǔ)了這些狀態(tài)。但是，為了取代繼電器控制，更重要的是如何組織和使用這些開(kāi)關(guān)量，從而達(dá)到用軟件程序代替硬件連線(xiàn)的目的。PLC充分的利用了計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)程序的思想和高速的特點(diǎn)，采用了控制系統(tǒng)中的離散控制方法，使它的控制能夠完全取代繼電器控制。

本系統(tǒng)以PLC控制系統(tǒng)為主結(jié)合觸摸屏技術(shù)作為上位機(jī)，使其有機(jī)統(tǒng)一起來(lái)，正真做到人機(jī)對(duì)話(huà)及數(shù)字化操作。本文著重介紹此系統(tǒng)在切斷機(jī)系統(tǒng)中的使用。

切斷機(jī)利用PLC和觸摸屏技術(shù)可對(duì)食品膨化機(jī)生產(chǎn)出來(lái)的長(zhǎng)條形食品進(jìn)行有效切斷，可控制切斷的速度，切斷長(zhǎng)度厚度等；下面對(duì)本過(guò)程詳細(xì)描述。

觸摸屏上配有“旋切電機(jī)啟?！钡陌粹o，“輸送電機(jī)啟?！钡陌粹o，“旋切電機(jī)頻率反饋”對(duì)話(huà)框，“輸送電機(jī)頻率反饋”對(duì)話(huà)框，“頻率設(shè)定”電位器拖動(dòng)條，“同步長(zhǎng)度調(diào)整”電位器拖動(dòng)條，這些按鈕開(kāi)關(guān)對(duì)話(huà)框電位器拖動(dòng)條操作方便使用靈活提高了設(shè)備的工作效率。

設(shè)備示意及控制系統(tǒng)如圖1所示

選用變頻控制系統(tǒng)是基于其調(diào)速簡(jiǎn)單，精度高靈活性好等特點(diǎn)。

通過(guò)PLCDA模塊輸出的DC0-10V電壓，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換成變頻器的輸出頻率，從而可實(shí)現(xiàn)兩變頻器的同比例呈一定對(duì)應(yīng)關(guān)系的調(diào)速，從而達(dá)到我們的控制目的。

變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

LSLV-C100系列變頻器系統(tǒng)有速度控制模式和轉(zhuǎn)矩控制模式，本系統(tǒng)選用的是速度控制模式。

（1）變頻控制系統(tǒng)接線(xiàn)圖如圖2所示

（2）速度限制指令

當(dāng)變頻器處于速度模式控制時(shí)其速度受到PLCDA模塊的限制，其0-10V對(duì)應(yīng)變頻器的頻率，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)切斷變頻器對(duì)應(yīng)的DA模塊0通道的輸出值DC0-10V對(duì)應(yīng)變頻器0-150HZ，輸送電機(jī)變頻器對(duì)應(yīng)的DA模塊1通道的輸出值DC0-10V對(duì)應(yīng)變頻器0-60HZ，其對(duì)應(yīng)參數(shù)設(shè)置如圖3所示。

PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PLC系統(tǒng)采用LS品牌XGB系列產(chǎn)品，其中XBO-DA02A為速度控制模塊，XBO-AD02A為頻率采集模塊，觸摸屏通過(guò)RS485與PLC相連，其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖如圖4所示

（1）模擬量輸出模塊，模擬量輸出模塊的具體產(chǎn)品型號(hào)為XBO-DA02A，其輸出為2路DC0-10V電壓，其性能參數(shù)入表1所示

其中模擬輸出值為0-10V，對(duì)應(yīng)的數(shù)字字為整數(shù)0-4000，其實(shí)際設(shè)定在觸摸屏上以實(shí)際頻率的形勢(shì)實(shí)現(xiàn)，0-60HZ頻率對(duì)應(yīng)電壓值的0-10V，成線(xiàn)性比例關(guān)系，系統(tǒng)中“運(yùn)行通道0”狀態(tài)要選擇“運(yùn)行”狀態(tài)“輸出增益”設(shè)定為0即可。其速度設(shè)定通過(guò)下面界面實(shí)，見(jiàn)圖5。

本設(shè)定為電阻式設(shè)定在滑動(dòng)滾動(dòng)條上拖動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)調(diào)速，從而實(shí)現(xiàn)我們實(shí)際需要的頻率。

（2）AD轉(zhuǎn)換模塊

AD轉(zhuǎn)換模塊的主要功能是把變頻器的實(shí)時(shí)頻率反饋給PLC的AD模塊，然后AD模塊通過(guò)模擬量轉(zhuǎn)換及運(yùn)算，以“HZ”的形勢(shì)在觸摸屏上顯示出來(lái)，該反饋檢測(cè)了切刀變頻器和輸送變頻器的實(shí)時(shí)運(yùn)行頻率，用戶(hù)再根據(jù)該頻率調(diào)整實(shí)際需要的輸入頻率，其觸摸屏界面如下。圖6頻率反饋。

上面“輸入框”內(nèi)即為系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的反饋頻率。

其PLC設(shè)定如表2所示

PLC程序設(shè)計(jì)

由于系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速比例同步控制模式，PLC系統(tǒng)必須對(duì)切斷電機(jī)和輸送電機(jī)的速度根據(jù)要求實(shí)時(shí)的控制。

（1）輸送電機(jī)頻率設(shè)定。見(jiàn)圖7

本程序中”on”為PLC常通中繼，即得電后常通狀態(tài)，其代碼為”F99”，

“頻率輸送屏”為在觸摸屏上設(shè)定的輸送電機(jī)的頻率，其設(shè)定范圍為0-60HZ，根據(jù)實(shí)際需要來(lái)設(shè)定其頻率，“67”為換算系數(shù)，比如說(shuō)“頻率輸入屏”設(shè)定為60HZ其計(jì)算方法為60HZX67=4020，即對(duì)應(yīng)上面講的DA模塊的最大數(shù)字值，也就是需要的最大頻率即為“輸送電機(jī)最終頻率”對(duì)應(yīng)的數(shù)值。

以上設(shè)定的頻率通過(guò)MOV指令寫(xiě)到DA模塊，然后系統(tǒng)運(yùn)算后把對(duì)應(yīng)頻率值反饋給變頻器，從而達(dá)到我們需要的頻率，圖8“0A-DA1-DATA”即為頻率值寫(xiě)到變頻器的PLC地址。

（2）切刀電機(jī)頻率設(shè)定。切刀電機(jī)頻率設(shè)定程序通過(guò)圖9所示程序?qū)崿F(xiàn)

程序中“D2R”為數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換指令，即把整數(shù)轉(zhuǎn)換成實(shí)數(shù)，以便下面實(shí)數(shù)運(yùn)算時(shí)可直接使用。程序中切斷比例系數(shù)設(shè)定即為”圖10”中滑動(dòng)電位器條的設(shè)定，系統(tǒng)中“10--75”刻度即為比例系數(shù)又是切刀所切的產(chǎn)品的長(zhǎng)度，即對(duì)應(yīng)10--75MM.”RDIV”為實(shí)數(shù)除法指令，圖9第3行和第2行運(yùn)算通過(guò)除法運(yùn)算得出切斷的最終頻率，即“切斷頻率實(shí)數(shù)類(lèi)型”對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器，然后通過(guò)“R2D實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)整數(shù)指令”把“切刀頻率實(shí)數(shù)類(lèi)型”轉(zhuǎn)換成整數(shù)，通過(guò)“MOV”指令把頻率值寫(xiě)到圖8中的“0A-DA1-DATA”中從而達(dá)到我們的控制目的，實(shí)現(xiàn)設(shè)備可靠運(yùn)行。