摘 要：本文主要介紹WEINVIEW觸摸屏在紙箱制造成行行業(yè)中的應(yīng)用；通過1臺(tái)觸摸屏同時(shí)控制6臺(tái)PLC來完成機(jī)械部分的控制。通過觸摸屏，以方便現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行監(jiān)控和操作；同時(shí)完成重要數(shù)據(jù)的傳輸與設(shè)置。
關(guān)鍵字：觸摸屏、 PLC、數(shù)據(jù)傳輸、通訊
Abstract: This paper introduces the weinview touchscreen application in creating industry in paper box；Control 6 PLCs at the same time by 1 touchscreen ；Come to accomplish the mechanical part controlling 。By touchscreen, the convenient scene operation personnel carries out supervisory control and operation ；At the same time completed the transfer important data and settings。
Key word: Touchscreen 、 PLC、Data transmission、、Communication、
一：引言
紙箱包裝機(jī)械是包裝行業(yè)常用的設(shè)備；該設(shè)備的主要功能就是利用機(jī)械部分的精確定位；使紙箱成型并生產(chǎn)相關(guān)的成品。在早期控制系統(tǒng)主要通過單片機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)外部按鈕來實(shí)現(xiàn)控制；缺點(diǎn)是需要操作人員較多；參數(shù)調(diào)節(jié)比較麻煩；耗時(shí)較多。采用PLC作為控制器對(duì)控制系統(tǒng)有了較大改進(jìn)；在相關(guān)機(jī)械參數(shù)調(diào)節(jié)與定位相關(guān)方面有了更大的進(jìn)步；但在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程中有些參數(shù)使生產(chǎn)操作員無法得到。隨著人們對(duì)產(chǎn)品要求的日益提高；產(chǎn)品的規(guī)格參數(shù)要求也越來越嚴(yán)格，要求現(xiàn)場(chǎng)操作人員隨時(shí)檢測(cè)產(chǎn)品；并根據(jù)要求調(diào)節(jié)參數(shù)使產(chǎn)品的規(guī)格符合要求。觸摸屏＋PLC可以完全解決這種小型控制系統(tǒng)的所有問題；并且可以將現(xiàn)場(chǎng)一些傳感器的信號(hào)在觸摸屏上顯示；可以方便現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員將相應(yīng)的產(chǎn)品參數(shù)寫入觸摸屏來對(duì)產(chǎn)品的規(guī)格進(jìn)行控制。
以上這種控制方案相比(工控機(jī)+組態(tài)軟件+PLC)在成本有很大的優(yōu)勢(shì)而且節(jié)約了很大的成本，所以這種控制方案現(xiàn)在已經(jīng)普遍被應(yīng)用。本文主要介紹WEINVIEW觸摸屏通過一屏多機(jī)的方式同時(shí)控制六臺(tái)PLC來完成相應(yīng)的機(jī)械控制以及采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)等工作。
二：系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求
結(jié)合實(shí)際硬件的資源和軟件的功能，建立如下圖1所示的觸摸屏和6臺(tái)PLC連接示意圖。觸摸屏的主要功能要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制量進(jìn)行控制；而且可以完全將現(xiàn)場(chǎng)的參數(shù)通過PLC采集上來；并且方便用戶和操作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控和設(shè)置。
當(dāng)觸摸屏將控制信號(hào)傳到PLC時(shí)；PLC將通過自己的內(nèi)部程序?qū)⑾鄳?yīng)的控制信號(hào)傳輸?shù)较鄳?yīng)的現(xiàn)場(chǎng)傳感器。我們的主設(shè)備的傳動(dòng)主要靠一臺(tái)變頻電機(jī)；其他的機(jī)械定位主要是小型電機(jī)帶動(dòng)絲桿來進(jìn)行定位。這里選用三菱的FX1N的PLC；因?yàn)檫@里PLC需要接收編碼器傳輸過來的脈沖；在進(jìn)行對(duì)相應(yīng)的電機(jī)進(jìn)行控制。這里采用6臺(tái)PLC來接收多個(gè)編碼器的高速脈沖來控制現(xiàn)場(chǎng)的電機(jī)。6臺(tái)PLC通過485BD模塊并行連接，然后在和觸摸屏進(jìn)行連接；通過觸摸屏對(duì)不同站號(hào)的 PLC進(jìn)行發(fā)送命令和讀取相關(guān)數(shù)據(jù)來達(dá)到控制目的。
圖1 系統(tǒng)的概括圖
三：系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與參數(shù)設(shè)置
在這個(gè)系統(tǒng)里觸摸屏是主站，6臺(tái)PLC是從站。主站可以向PLC發(fā)送命令和接受命令，這里PLC不能向觸摸屏發(fā)送命令；PLC之間要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換必須通過觸摸屏。當(dāng)PLC接收到數(shù)據(jù)以后；在執(zhí)行相應(yīng)的程序?qū)ο鄳?yīng)的部分進(jìn)行控制。
在這里首先就對(duì)軟件的設(shè)置做簡要的介紹；首先要對(duì)三菱PLC進(jìn)行設(shè)置；對(duì)波特率、接線方式、奇偶校驗(yàn)、PLC站號(hào)進(jìn)行設(shè)置，因?yàn)橛辛_(tái)PLC所以要分別對(duì)六臺(tái)PLC進(jìn)行相同的設(shè)置，這里除了站號(hào)不一樣其它的都是一樣的。這里在三菱的GX-develop的軟件里還要對(duì)三菱的通訊格式寄存器D1820進(jìn)行設(shè)置，應(yīng)將BFM#0的b9與b8設(shè)置為0；具體的設(shè)置可以參數(shù)設(shè)置圖請(qǐng)參考下圖：
圖2 三菱PLC通訊參數(shù)設(shè)置
觸摸屏的參數(shù)設(shè)置在對(duì)波特率、接線方式、奇偶校驗(yàn)要保持一致；在站號(hào)設(shè)置方面在觸摸屏要寫的站號(hào)只寫1到6臺(tái)中的一個(gè)站號(hào)就可以了；通過BD連接多臺(tái)要選擇MITSUBISHI FXON/2/2N COM 的驅(qū)動(dòng)；重要的一點(diǎn)是要在系統(tǒng)參數(shù)編譯器選項(xiàng)菜單下；地址模式選擇相應(yīng)的擴(kuò)展模式。具體的參數(shù)的設(shè)置參考下圖3：
圖3 觸摸屏的相關(guān)參數(shù)設(shè)置
在觸摸屏這邊主要組態(tài)三個(gè)模式；在三個(gè)模式里觸摸屏需要通過數(shù)據(jù)傳輸將不同PLC里的數(shù)據(jù)通過觸摸屏的數(shù)據(jù)傳輸功能把PLC里的數(shù)據(jù)讀到觸摸屏里的相應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)；然后通過宏指令通過算數(shù)運(yùn)算然后，再通過數(shù)據(jù)傳輸將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降南鄳?yīng)的PLC的數(shù)據(jù)區(qū)；在這里為了提高觸摸屏讀取數(shù)據(jù)的數(shù)度；我們建議不管是觸摸屏還是PLC讀取連續(xù)數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)；這樣有助于提高通訊速率。相關(guān)的設(shè)置如下：
圖4 數(shù)據(jù)傳輸
下面這幅圖是紙盒進(jìn)料的初始圖，圖5左邊的數(shù)據(jù)是讀取PLC的相關(guān)數(shù)據(jù)這里可以根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置然后通過按執(zhí)行按鈕來執(zhí)行宏指令對(duì)讀取上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算；然后將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳送給PLC。圖6是相關(guān)數(shù)據(jù)的定義與運(yùn)算過程宏指令的觸發(fā)通過PLC控制元件來設(shè)置觸發(fā)。如下圖所示：
圖5 模式1
圖6 宏指令運(yùn)算
當(dāng)程序啟動(dòng)以后畫面首進(jìn)入主頁面；當(dāng)進(jìn)入主頁面以后；首先，在沒有報(bào)警的情況下啟動(dòng)主電機(jī)；如果有報(bào)警要對(duì)報(bào)警進(jìn)行報(bào)警復(fù)位后在進(jìn)行操作然后對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量進(jìn)行設(shè)置。然后根據(jù)客戶的需求可以進(jìn)行自動(dòng)控制和手動(dòng)控制的選擇，而且在啟動(dòng)畫面還有相關(guān)的操作說明，對(duì)操作員起到引導(dǎo)作用。
圖7 觸摸屏啟動(dòng)主畫面
四：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與通訊測(cè)試
這個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)完以后；剩下的就是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的安裝和調(diào)試過程。這個(gè)過程相當(dāng)重要；好多在設(shè)計(jì)過程的問題當(dāng)初不能發(fā)現(xiàn)；在調(diào)試的過程中有可能就會(huì)暴露出來。在調(diào)試的過程中主要發(fā)現(xiàn)兩個(gè)大問題，問題一是當(dāng)主電機(jī)啟動(dòng)時(shí)；會(huì)發(fā)生干擾使觸摸屏和PLC的通訊中斷；問題二在觸摸屏同時(shí)給6臺(tái)PLC發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)通訊延時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)通訊中斷。
問題的解決方案對(duì)于電機(jī)的干擾；因?yàn)橹麟姍C(jī)的啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)；而觸摸屏和PLC的通訊線離電機(jī)不遠(yuǎn)而且通訊線沒有屏蔽；所以通過采用屏蔽線；增大通訊線與電機(jī)的距離這一問題得到了很好的解決。對(duì)于問題二的通訊故障；我通過在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)觸摸屏里的參數(shù)2的值和PLC的超時(shí)常數(shù)的值可以解決這個(gè)問題；參數(shù)2的值在2-5是的范圍；對(duì)于超時(shí)常數(shù)是0.3-0.6是的范圍。對(duì)于這兩個(gè)值默認(rèn)的參數(shù)2是0；超時(shí)常數(shù)是3秒，如果對(duì)這連個(gè)參數(shù)不進(jìn)行調(diào)節(jié)就會(huì)出現(xiàn)上述通訊中斷的問題。這兩個(gè)的值是通過實(shí)際測(cè)試得出的；如果控制系統(tǒng)里只連接2-3臺(tái)的PLC;那么這個(gè)值可能要適當(dāng)改變。對(duì)于波特率這里建議采用19200的波特率；如果提高波特率速度太快；也會(huì)出現(xiàn)通訊不上的問題。
有關(guān)觸摸屏通訊參數(shù)設(shè)置請(qǐng)參考圖8；重點(diǎn)設(shè)置部分已經(jīng)在圖片上做了標(biāo)記來供讀者參考。要強(qiáng)調(diào)控制系統(tǒng)中需根據(jù)觸摸屏連接PLC的數(shù)量和數(shù)據(jù)的傳輸量來進(jìn)行相關(guān)調(diào)試和測(cè)試來調(diào)節(jié)這個(gè)參數(shù)。如下圖所示圖8標(biāo)注出了紅色方框的地方即為參數(shù)需要設(shè)置的地方：
圖8 通訊參數(shù)設(shè)置
五：結(jié)束語
本文主要介紹了WEINVVIEW觸摸屏在紙箱包裝行業(yè)的的一個(gè)應(yīng)用。主要介紹觸摸屏如何控制PLC以及現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)的傳感器的原理；并對(duì)觸摸屏軟件通訊設(shè)置做了詳細(xì)的介紹。在觸摸屏軟件設(shè)計(jì)方面重點(diǎn)介紹了數(shù)據(jù)傳輸和宏指令等功能；以及這些功能在一屏多機(jī)應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)。就目前這個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)投入生產(chǎn)；控制系統(tǒng)穩(wěn)定、操作簡單；可視化的人機(jī)界面非常容易讓操做人員掌握；而且更換產(chǎn)品時(shí)修改參數(shù)簡單并且節(jié)約時(shí)間等這些優(yōu)點(diǎn)贏得了客戶的好評(píng)。
科恩電氣
科恩眾和