畢業(yè)設(shè)計(jì)----二氧化氯發(fā)生器控制系統(tǒng)的觸摸屏開發(fā)

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) </p><p>　　作 者： </p><p>　　專 業(yè)： 自動化 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成日期： 2007年06月 &

2、lt;/p><p><b>　　原 創(chuàng) 性 聲 明</b></p><p>　　本人聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。參與同一工作的其他同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。</p><p>　　簽 名：

3、 日 期： </p><p><b>　　本論文使用授權(quán)說明</b></p><p>　　本人完全了解南通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留論文及送交論文復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容。</p><p>　?。ūＣ艿恼撐脑诮饷芎髴?yīng)遵守此規(guī)定）</p><p&

4、gt;　　學(xué)生簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　目前二氧化氯已經(jīng)逐步取代氯氣成為水處理行業(yè)的主要消毒劑，但是二氧化氯是一種不穩(wěn)定的氧化劑，使用時(shí)一般都是現(xiàn)場制取。綜合考慮了質(zhì)量、成本和效益，本文介紹一種采用三菱FX2N系列 PLC和三菱F940GOT觸摸屏組成

5、的二氧化氯發(fā)生器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對二氧化氯產(chǎn)生和自動投加的全自動控制，其中重點(diǎn)介紹了二氧化氯發(fā)生器控制系統(tǒng)中的觸摸屏界面設(shè)計(jì)。</p><p>　　實(shí)踐證明基于三菱F940GOT觸摸屏的二氧化氯發(fā)生器控制系統(tǒng)具有自動化程度高，控制精度高，操作方便，可靠性強(qiáng)、體積小的優(yōu)勢，在現(xiàn)實(shí)中有廣泛的應(yīng)用前景。</p><p>　　關(guān)鍵詞：觸摸屏，二氧化氯發(fā)生器，F(xiàn)940GOT</p>&

6、lt;p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　At present, chlorine dioxide has been gradually replacing chlorine to be the main disinfectant in water treatment industry,however, chlorine dioxide is usually

7、made at the scene because it’s an unstable oxidizer. Considering the quality,cost and efficiency ,this paper presents chlorine dioxide fat Health Control System, which consisted of a series of Mitsubishi FX2N PLC and Mi

8、tsubishi F940GOT Touch screen, it implements the chlorine dioxide generation and the automatic addition of automatic con</p><p>　　Practice proves the chlorine dioxide generator control system ,which based on

9、 the Mitsubishi F940GOT Touch screen has a high degree of automation, high accuracy control, easy operation, high reliability, small size advantage, and it has a broad application prospects in reality.</p><p&g

10、t;　　Key words: Touch screen, chlorine dioxide producer, F940GOT </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p>&l

11、t;b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 應(yīng)用背景1</p><p>　　1.2 課題研究的意義1</p><p>　　1.3 課題的主要內(nèi)容2</p><p>　　1.3.1 觸摸屏2</p><p>　　1.3.2 PLC3</p>&l

12、t;p>　　第二章 二氧化氯發(fā)生器控制器的原理及組成5</p><p>　　2.1 二氧化氯發(fā)生器的原理5</p><p>　　2.2 控制方法6</p><p>　　2.3 二氧化氯發(fā)生器的硬件選型6</p><p>　　2.4 觸摸屏7</p><p>　　2.4.1 觸摸屏介紹7&l

13、t;/p><p>　　2.4.2 觸摸屏在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用8</p><p>　　2.5 FX2N-48MT 介紹8</p><p>　　2.6 FX2N-2LC 介紹8</p><p>　　2.7 FX2N-2AD介紹9</p><p>　　第三章 F940GOT10</p><

14、p>　　3.1 概述10</p><p>　　3.2 GOT的啟動流程11</p><p>　　3.3 F940GOT動作環(huán)境設(shè)定13</p><p>　　3.4 F940GOT與外圍單元的連接13</p><p>　　3.5 觸摸屏的操作14</p><p>　　第四章 觸摸屏界面設(shè)計(jì)1

15、6</p><p>　　4.1 概述16</p><p>　　4.2 組態(tài)軟件16</p><p>　　4.2.1 GT Designer2的介紹16</p><p>　　4.2.2 GT Designer2的基本設(shè)置17</p><p>　　4.2.3 GT Designer2的基本運(yùn)用18<

16、;/p><p>　　4.3 觸摸屏的界面設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.3.1 主界面20</p><p>　　4.3.2 系統(tǒng)流程界面21</p><p>　　4.3.3 監(jiān)視界面22</p><p>　　4.3.4 參數(shù)設(shè)置界面25</p><p>　　4.3.5 溫度趨

17、勢圖界面26</p><p>　　4.3.6 余氯趨勢圖界面28</p><p>　　4.3.7 幫助信息界面30</p><p>　　第五章 系統(tǒng)調(diào)試31</p><p>　　5.1 通訊測試31</p><p>　　5.2 模擬調(diào)試31</p><p>　　5.3 溫度

18、部分實(shí)物調(diào)試32</p><p>　　5.4 余氯部分實(shí)物調(diào)試32</p><p>　　5.5 實(shí)物總體調(diào)試33</p><p>　　5.6 調(diào)試過程遇到的問題及解決辦法33</p><p>　　第六章 結(jié)論34</p><p><b>　　致 謝36</b></p

19、><p><b>　　附錄 137</b></p><p><b>　　附錄 238</b></p><p><b>　　附錄 339</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b&

20、gt;　　1.1 應(yīng)用背景</b></p><p>　　水是人們生活的一部分，隨著社會的發(fā)展，水污也染越來越嚴(yán)重，水資源越來越少。中國本來就是一個(gè)水資源短缺的國家，加上污染嚴(yán)重，形勢更是不容樂觀。現(xiàn)在很多地方出現(xiàn)了由于水污染，水短欠制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的情況。同時(shí)隨著人們生活水平的不斷提高，過去直接飲用河水，湖水的人來越來越少，更多的是飲用自來水。這樣就要求我們在水消毒處理方面要有更好的處理方法。</

21、p><p>　　傳統(tǒng)氯氣消毒的原理是：氯氣和水反應(yīng)產(chǎn)生的次氯酸有很強(qiáng)的氧化性，能殺死水中的病菌和其他的有害物質(zhì)。氯氣消毒效果好，費(fèi)用較低。但是氯氣溶于水后，它會使飲用水中有機(jī)物發(fā)生氯化，生成上百種影響人體健康的有機(jī)氯衍生物，同時(shí)使人產(chǎn)生味覺、嗅覺不適應(yīng)。氯氣消毒副產(chǎn)物主要來自氯對水中有機(jī)無物的氯化作用，生成二鹵甲烷等多種可疑致癌物質(zhì)。對氯氣很多時(shí)候都是采用存儲罐進(jìn)行運(yùn)輸和存儲，但氯氣有強(qiáng)烈腐蝕性，設(shè)備及容器極易被腐蝕

22、而泄漏，所以氯氣在的運(yùn)輸和存儲過程的存在很大的安全隱患。 </p><p>　　二氧化氯是目前國際上公認(rèn)的新一代廣譜強(qiáng)力殺菌劑、高效氧化劑和優(yōu)良漂白劑，世界衛(wèi)生組織（WHO）將其定為 1A 級安全消毒劑。它具有廣譜高效的消毒效果，其殺菌效率與臭氧相當(dāng)，遠(yuǎn)高于氯氣，其殺菌能力是現(xiàn)有氯系消毒劑的3~5倍[19]。鑒于二氧化氯獨(dú)特的消毒優(yōu)勢，目前國外尤其是歐美發(fā)達(dá)國家已普遍用來對自來水消毒，我國對二氧化氯的研制開發(fā)與應(yīng)

23、用起步較晚，但國內(nèi)飲水處理廠在也逐步使用二氧化氯進(jìn)行消毒[16]。</p><p>　　1.2 課題研究的意義</p><p>　　二氧化氯發(fā)生器使用化學(xué)法負(fù)壓爆氣工藝，處理廢水中無氯甲烷等致癌物產(chǎn)生，無毒無害安全可靠并且所需要的鹽酸類和氯酸鹽類產(chǎn)品廣泛，便于采購[18]。</p><p>　　二氧化氯發(fā)生器的反應(yīng)罐需要把溫度控制在一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)字，它的加熱是靠加熱

24、管加熱，但是冷卻是靠自然冷卻，如果溫度出現(xiàn)大的超調(diào)，讓它回到設(shè)定的目標(biāo)值附近就需要很長的時(shí)間，顯然對系統(tǒng)的快速性影響很大，根據(jù)升溫與降溫過程表現(xiàn)出截然不同的動態(tài)特性，這就要求在控制策略上也具有相應(yīng)的不對稱性。最好的方法就是在溫度相差很大的時(shí)候，讓加熱管以100%的輸出，當(dāng)溫度相差不大的時(shí)候，減小輸出，也就是在允許的時(shí)間內(nèi)，不讓溫度出現(xiàn)大的超調(diào)，日本三菱公司的溫度控制模塊FX2N-2LC提供了一套很好的解決方法。</p>&

25、lt;p>　　二氧化氯是通過兩種藥劑的現(xiàn)場反應(yīng)來制取，要想準(zhǔn)確投加，必須對兩種藥劑進(jìn)行計(jì)量、準(zhǔn)確配比才能實(shí)現(xiàn)。否則，會因?yàn)榕浔炔划?dāng)而引起二氧化氯產(chǎn)率降低，副產(chǎn)物比率增加。降低消毒效果。嚴(yán)重時(shí)，會出現(xiàn)單藥劑投加而完全失消毒效果并污染水質(zhì)。所以余氯一定使其準(zhǔn)確地控制在一定范圍內(nèi)。</p><p>　　三菱公司的FX2N系列PLC具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，快并且速，可靠地運(yùn)行，并且方便地和一些特殊功能模塊連接，比如

26、模擬量輸入模塊，溫度控制模塊，使得系統(tǒng)的控制更理想。FX2N系列PLC還能在一般高溫、振動、沖擊、粉塵和強(qiáng)電磁干擾環(huán)境等惡劣環(huán)境可靠工作。</p><p>　　F940GOT 能滿足比較復(fù)雜的功能要求，它允許用戶將自己創(chuàng)建的圖形、數(shù)字照片和掃描的畫面集成到項(xiàng)目中，并且支持報(bào)警紀(jì)錄，報(bào)警紀(jì)錄打印輸出等功能。它支持RS-422和RS-232C通訊，無論與FX系列PLC連接和PC機(jī)連接都顯得格外的方便。</p&g

27、t;<p>　　基于控制要求和價(jià)格因素，選用FX2N系列的PLC和F940GOT觸摸屏的二氧化氯發(fā)生器控制器的自動化程度高，控制精度高，操作方便，可靠性強(qiáng)、體積小，經(jīng)濟(jì)效益好的優(yōu)勢，在現(xiàn)實(shí)中有廣泛的應(yīng)用前景。</p><p>　　1.3 課題的主要內(nèi)容</p><p>　　1.3.1 觸摸屏</p><p>　　在自動化生產(chǎn)和控制中人機(jī)對話設(shè)備是人

28、與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令交換的唯一途徑。觸摸屏作為PLC的配套產(chǎn)品，其美觀的畫面，簡單易學(xué)的操作方法，成為工業(yè)生產(chǎn)和控制系統(tǒng)中理想的人機(jī)對話設(shè)備。</p><p>　　觸摸屏作為人機(jī)對話的重要設(shè)備，它對PLC內(nèi)部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、記錄、存儲、處理從而滿足各種控制要求，具體的功能如下：</p><p><b>　　一、數(shù)據(jù)顯示</b></p><p>

29、;　　二氧化氯控制器對反應(yīng)罐的溫度、出水口余氯的含量實(shí)行自動控制。觸摸屏能顯示反應(yīng)罐內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度、計(jì)量泵工作頻率、余氯含量、進(jìn)水流量等重要的工作參數(shù)。</p><p><b>　　二、參數(shù)設(shè)置</b></p><p>　　通過觸摸屏可以在線設(shè)定反應(yīng)器控制溫度、余氯含量、溫度控制PID、余氯控制PID、電磁閥延遲關(guān)閉時(shí)間、手動計(jì)量泵脈沖輸出頻率等工藝參數(shù)。</p&

30、gt;<p><b>　　三、系統(tǒng)控制 </b></p><p>　　通過觸摸屏可以控制系統(tǒng)的啟動、停止和自動、手動狀態(tài)切換。</p><p><b>　　四、系統(tǒng)狀態(tài) </b></p><p>　　觸摸屏實(shí)時(shí)對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，如系統(tǒng)的啟停、自動手動狀態(tài)。</p><p>

31、;<b>　　五、故障報(bào)警 </b></p><p>　　對系統(tǒng)的超溫、缺水、欠壓及缺料等非正常工作狀況具有報(bào)警和記錄功能。</p><p><b>　　六、曲線顯示 </b></p><p>　　觸摸屏能顯示溫度變化趨勢、余氯變化趨勢、溫度PID響應(yīng)趨勢、余氯PID響應(yīng)趨勢等曲線，供技術(shù)人員參考。</p>

32、<p>　　七、報(bào)警輸出打印 </p><p>　　為了增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性，對系統(tǒng)的超溫、缺水、欠壓及缺料等非正常工作狀況具有報(bào)警記錄并能實(shí)現(xiàn)打印功能。</p><p><b>　　八、操作幫助 </b></p><p>　　為了便于操作人員安全可靠地進(jìn)行操作，在觸摸屏上介紹系統(tǒng)的操作流程、運(yùn)行注意事項(xiàng)、故障排除方法、報(bào)警處理

33、等相關(guān)信息。</p><p>　　1.3.2 PLC</p><p>　　PLC是目前工業(yè)上最常用的核心自控器件，它以抗干擾能力強(qiáng)、工作性能穩(wěn)定而廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和系統(tǒng)控制的各個(gè)領(lǐng)域中。隨著PLC的大量應(yīng)用，它也由原來僅僅作為邏輯控制器件發(fā)展到了能進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)運(yùn)算的多功能應(yīng)用，相對于工控機(jī)它表現(xiàn)出了靈活、性價(jià)比高、易學(xué)、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。在本課題中，PLC只要完成以下功能：<

34、/p><p>　　一、數(shù)據(jù)采集和處理 </p><p>　　對系統(tǒng)的反應(yīng)罐內(nèi)溫度、計(jì)量泵當(dāng)前工作頻率、出水口余氯含量及進(jìn)水水流量的數(shù)據(jù)繼續(xù)采集和處理。</p><p>　　二、報(bào)警檢測和處理 </p><p>　　需要檢測的報(bào)警信號有缺水、欠壓、超溫及缺料信號。對報(bào)警信號的處理如下：</p><p>　　1、缺水時(shí)反應(yīng)

35、罐停止加熱，報(bào)警。</p><p>　　2、欠壓時(shí)計(jì)量泵停止工作、反應(yīng)罐停止加熱，報(bào)警。</p><p>　　3、溫度超過上限時(shí)反應(yīng)罐停止加熱，報(bào)警。</p><p>　　4、缺料時(shí)計(jì)量泵停止工作、反應(yīng)罐停止加熱，報(bào)警。</p><p>　　5、系統(tǒng)停車后，延遲一段時(shí)間后關(guān)閉電磁閥。</p><p><b>

36、　　三、控制過程 </b></p><p>　　控制器將采集到的余氯含量、溫度值，以及檢測到的各個(gè)報(bào)警信號傳送到觸摸屏顯示，并在PLC內(nèi)部根據(jù)采集到的值與系統(tǒng)設(shè)定值進(jìn)行PID算法控制，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號輸出，從而將余氯、溫度控制在所要求的范圍內(nèi)。通過對溫度、余氯含量的檢測及控制加熱和計(jì)量泵的輸出，使發(fā)生器工作在自動控制狀態(tài)。</p><p>　　四、手動/自動控制 <

37、;/p><p>　　計(jì)量泵可以使用兩種控制方式：</p><p>　　一、手動控制方式，即可以由用戶設(shè)定計(jì)量泵工作頻率。</p><p>　　二、自動控制方式，及控制器根據(jù)用戶對余氯的設(shè)定值。</p><p>　　第二章 二氧化氯發(fā)生器控制器的原理及組成</p><p>　　2.1 二氧化氯發(fā)生器的原理</p&g

38、t;<p>　　氯酸鹽還原法制取二氧化氯是目前工業(yè)上主要采用的方法，考慮到生產(chǎn)成本工業(yè)上以氯酸鈉和鹽酸為原料的應(yīng)用為多，其反應(yīng)式：NaClO3+2HCl→ClO2+1/2Cl2+H2O+NaCl[14]。</p><p>　　其工作過程是：在用戶設(shè)定的余氯目標(biāo)值下，系統(tǒng)根據(jù)余氯傳感器的反饋信號以及進(jìn)水流量的變化，自動地把相應(yīng)量的氯酸鈉水溶液和鹽酸（濃度30-31%）[20]按一定比例輸送到發(fā)應(yīng)罐內(nèi)，

39、在一定的溫度下經(jīng)過負(fù)壓曝氣反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯氣體，二氧化氯氣體在水射器的作用下行成一定濃度的二氧化氯混合消毒液，然后通人待處理的水中，如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1二氧化氯發(fā)生器的原理圖</p><p>　　整個(gè)控制分成余氯控制和溫度控制兩個(gè)部分?，F(xiàn)場自動檢測儀表對生產(chǎn)中各個(gè)參數(shù)自動、連續(xù)地進(jìn)行檢測，同時(shí)將信號反饋給現(xiàn)場PLC并在觸摸屏和計(jì)算機(jī)顯示器上顯示出來，PLC根據(jù)觸摸

40、屏中設(shè)定的工藝參數(shù)，自動地調(diào)節(jié)設(shè)備的工作狀況從而自動滿足生產(chǎn)過程需要。</p><p><b>　　2.2 控制方法</b></p><p><b>　　一、溫度控制</b></p><p>　　通過溫度傳感器反饋回來的實(shí)時(shí)值和設(shè)定值進(jìn)行比較，運(yùn)用PID算法輸出相應(yīng)的信號來控制固態(tài)繼電器在一定周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)間，進(jìn)行對加熱

41、器的控制。</p><p><b>　　余氯控制</b></p><p>　　PID控制的輸入量:余氯，控制一個(gè)輸出量:計(jì)量泵的頻率。利用在線余氯檢測儀不斷將水中的余氯值反饋到PID調(diào)節(jié)器的輸入端，與余氯給定值進(jìn)行比較，通過它們的協(xié)調(diào)工作，輸出相應(yīng)的控制信號來調(diào)節(jié)計(jì)量泵的脈沖輸入從而控制氯酸鈉和鹽酸的投加量 ，使被控量余氯準(zhǔn)確地保持為給定值。同時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)將PID的輸

42、出限制在一定范圍內(nèi)，避免PID調(diào)節(jié)的大波動。 </p><p>　　2.3 二氧化氯發(fā)生器的硬件選型</p><p>　　控制器主要包括：控制處理核心PLC，模擬量采集模塊，溫度控制模塊，人機(jī)對話設(shè)備觸摸屏，溫度、余氯、進(jìn)水檢測元件，報(bào)警、故障檢測元件，進(jìn)料控制器計(jì)量泵，指示燈等。具體型號和原理如下：</p><p><b>　　一、PLC及模塊<

43、/b></p><p>　　采用FX2N-48MT為PLC主機(jī)，這是控制器的處理部分，以它為中心完成各種信號的采集，數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理，和控制輸出來完成各種控制功能；FX2N-2AD（模擬量輸入模塊）為余氯和進(jìn)水流量檢測輸入，它完成讀取模擬量數(shù)據(jù)；FX2N-2LC（溫度控制模塊）做為溫度檢測和控制加熱器的處理部分。</p><p><b>　　二、觸摸屏</b>&l

44、t;/p><p>　　三菱F940GOT作為人機(jī)界面 設(shè)備，由它可實(shí)現(xiàn)不同的操作功能、輸入設(shè)定值、啟動/停止控制器、顯示參數(shù)、曲線和運(yùn)行狀態(tài)等功能。</p><p><b>　　三、溫度檢測與控制</b></p><p>　　以PT100熱電阻為測溫元件，將溫度變化轉(zhuǎn)化成電阻值變化，輸入至FX2N-2LC（溫度控制模塊），經(jīng)過PLC處理后由FX2N

45、-2LC的輸出端口輸出脈沖信號控制固態(tài)繼電器的導(dǎo)通。</p><p>　　四、余氯、進(jìn)水檢測電路與傳送電路</p><p>　　檢測元件測量水中余氯含量和進(jìn)水流量輸出相應(yīng)的0-5V的電壓信號，分別輸入到PLC的2AD模塊的VIN1端口和VIN2端口。</p><p>　　五、缺水檢測與傳送電路</p><p>　　采用電容式接近開關(guān)判斷水位高

46、低，缺水時(shí)產(chǎn)生高電平輸入至PLC，PLC根據(jù)信號判斷是否缺水及輸出相應(yīng)報(bào)警信號。</p><p>　　六、欠壓檢測與傳送電路</p><p>　　由壓力檢測元件檢測水壓力值，若壓力大于規(guī)定值，則電接點(diǎn)壓力表導(dǎo)通。信號輸入PLC，程序根據(jù)輸入的電平為高或低來確定是否有欠壓發(fā)生。欠壓時(shí)輸出相應(yīng)報(bào)警信號。</p><p>　　七、缺料檢測與傳送電路</p>

47、<p>　　采用電容式接近開關(guān)判斷鹽酸和氯酸鈉水溶液罐中反應(yīng)原料液位，缺料時(shí)產(chǎn)生高電平輸入至PLC，程序根據(jù)信號判斷是否缺料及輸出相應(yīng)報(bào)警信號。</p><p><b>　　八、計(jì)量泵</b></p><p>　　計(jì)量泵是為鹽酸和氯酸鈉的投放器件，程序根據(jù)檢測到的余氯含量，與設(shè)定值進(jìn)行比較并且經(jīng)過PID算法運(yùn)算，得出計(jì)算結(jié)果，經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)處理后把處理結(jié)果做

48、為計(jì)量泵的投放頻率，由FX2N-48MT的Y0口輸出脈沖信號來控制計(jì)量泵。</p><p><b>　　九、聲光報(bào)警</b></p><p>　　對于缺水、欠壓、超溫、缺料等報(bào)警信號，可進(jìn)行屏幕報(bào)警并顯示相應(yīng)的提示信息，還可外接喇叭及報(bào)警燈。</p><p><b>　　2.4 觸摸屏</b></p>&l

49、t;p>　　2.4.1 觸摸屏介紹</p><p>　　觸摸屏技術(shù)(Touch Screen Technology)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為了滿足非專業(yè)計(jì)算機(jī)用戶操作計(jì)算機(jī)的需要而逐漸成熟與發(fā)展起來的。從計(jì)算機(jī)與人組成的人機(jī)系統(tǒng)來講，觸摸屏是一種交互輸入設(shè)備[3]。觸摸屏具有強(qiáng)大的顯示功能和操作功能，既可以對生產(chǎn)現(xiàn)場、設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和監(jiān)控，同時(shí)又可以在其屏上設(shè)置觸摸開關(guān)，對設(shè)備進(jìn)行操作。</p&

50、gt;<p>　　當(dāng)用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏，然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它同時(shí)能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。目前成熟的觸摸屏技術(shù)有4 種,即紅外線式、五線電阻式

51、、表面聲波式、電容式[4]。它具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　1、體積小、操作簡便:用手指等物體在屏幕相應(yīng)信息區(qū)內(nèi)輕觸即可。可免除工控機(jī)中對鍵盤以及某一應(yīng)用軟件不熟悉的苦惱，與鼠標(biāo)器相比，則更為簡便。</p><p>　　2、高可靠性:觸摸屏整機(jī)體密閉，可防水汽、防灰塵，抗干擾能力特強(qiáng)，并且背光板可隨時(shí)更換，在陽光直射下也可使用。</p><p>　　3、設(shè)計(jì)開

52、發(fā)簡單:通過對其自身支持軟件的簡單開發(fā)，即可設(shè)計(jì)出美觀的操作及監(jiān)視界面。</p><p>　　4、通訊、聯(lián)網(wǎng):采用RS23/RS422等方式使觸摸屏與PLC可進(jìn)行多臺網(wǎng)上互連、通訊，并可與計(jì)算機(jī)等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備連接通訊。</p><p>　　5、打印功能:可對屏幕數(shù)據(jù)及文件、圖表實(shí)時(shí)打印。由于具有打印保護(hù)功能的設(shè)置開關(guān)，使用壽命可達(dá)5萬h以上。</p><p>　　2.4

53、.2 觸摸屏在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用</p><p>　　在工業(yè)自動化越來越要求實(shí)時(shí)監(jiān)控的今天，PLC與觸摸屏的結(jié)合日趨完善，其聯(lián)控技術(shù)正日益接近具有多功能操作界面的工控機(jī)，觸摸屏的應(yīng)用更為PLC的廣泛應(yīng)用開辟了新的領(lǐng)域。</p><p>　　觸摸屏與FLC連接起來組成的控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用是:觸摸屏完成對設(shè)備的操作、顯示、報(bào)警,PLC則根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，編制程序，直接對設(shè)備進(jìn)行控制。觸摸屏替

54、代了原來控制中的顯示盤、操作盤，PLC替代原來控制中的控制盤，這種方式摒棄了傳統(tǒng)電氣控制中的繼電器、指示儀表、操作開關(guān)，變硬件設(shè)備為軟件設(shè)備，具有占地少、控制精度高、功能強(qiáng)、可編程、智能化等諸多特點(diǎn)。觸摸屏最大特點(diǎn)是不占用PLC的資源，即不需要PLC向串行端口送數(shù)據(jù)，就可以直接觀察或改變PLC內(nèi)部任意單元的數(shù)值和端口的狀態(tài)，并可將單元對應(yīng)的含義以文字的形式顯示出來。當(dāng)前在一些控制要求較高，參數(shù)變數(shù)多，硬件接線有變化的場所，觸摸屏與PLC

55、控制形式己占主導(dǎo)地位[4]。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人機(jī)交互界面向著更方便使用、更直觀的方向發(fā)展[17]。 事實(shí)上，觸摸屏是一個(gè)使多媒體信息或控制改頭換面的設(shè)備，它賦予多媒體系統(tǒng)以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。</p><p>　　2.5 FX2N-48MT 介紹</p><p>　　FX2N系列PLC，最多可以連接8臺特殊功

56、能擴(kuò)展模塊。FX2N-48MT它有24點(diǎn)輸入和24點(diǎn)輸出，輸出類型為晶體管輸出。它支持兩路高速脈沖輸出（Y0，Y1）?？删幊炭刂破鳎≒LC）的使用可對提高控制系統(tǒng)的可靠性，控制精度，增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力起到重要的作用。</p><p>　　2.6 FX2N-2LC 介紹</p><p>　　FX2N-2LC溫度控制模塊，該模塊配有2通道的溫度輸入和2通道晶體管輸出，即一塊能組成兩個(gè)溫度調(diào)

57、節(jié)系統(tǒng)。模塊提供了自調(diào)節(jié)的PID控制和PI控制，控制的運(yùn)行周期為500ms，占用8個(gè)I/O點(diǎn)數(shù)。本系統(tǒng)中要求的溫度控制要求較高，所以系統(tǒng)采用了FX2N-2LC溫度控制模塊對溫度進(jìn)行控制。FX2N-2LC的兩路輸入通道能接受，兩個(gè)熱電偶，兩個(gè)鉑電阻溫度計(jì)或一個(gè)熱電偶和一個(gè)鉑電阻溫度計(jì)。當(dāng)PX2N-2LC與PX2N/2Nc系列可編程控制器連接時(shí)，可用PROM/TO指令讀寫數(shù)據(jù)。</p><p>　　FX2N-2LC溫

58、度控制模塊支持測溫傳感器的類型有：熱電偶K, J,R, S，E，T，B，N,PLII，WRe5-26, U, L；鉑電阻Pt100，JPt100。測量精度：±0.7%輸入范圍±1位(當(dāng)周圍溫度為23℃士5℃時(shí)，±0. 3%輸入范圍±1位。分辨率：0.l℃或者l℃?？刂戚敵鲋芷冢?0秒(可在0到100秒內(nèi)變化)。本課題采用PT100作為溫度傳感器，接線如圖2-2所示。</p><

59、p>　　圖2-2 FX2N-2LC與PT100的連接</p><p>　　2.7 FX2N-2AD介紹</p><p><b>　　圖2-3輸入接線圖</b></p><p>　　FX2N-2AD（模擬量輸入模塊）該模塊為2路電壓輸入（0～10V DC，0～5V DC）或電流輸入（4～20mA DC），12位高精度分辨率，轉(zhuǎn)換的速度為2

60、.5ms/通道。這個(gè)模塊占用8個(gè)I/O點(diǎn)，適用于FX1N、FX2N、FX2NC子系列。在本課題中，我們采用了0-5V的電壓信號模擬余氯和進(jìn)水流量，接線圖如圖2-3所示。</p><p>　　第三章 F940GOT</p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　F940GOT是三菱公司開發(fā)的高性能圖形操作終端，具有5

61、.7寸液晶體顯示、闊視角、高速回應(yīng)、功能齊備、性能可靠等特點(diǎn) 。F940GOT有用戶定義畫面和系統(tǒng)畫面。</p><p>　　用戶定義畫面是用戶根據(jù)實(shí)際情況組態(tài)出來的畫面，其有以下功能：</p><p>　　一、可以顯示的用戶畫面達(dá)500個(gè)。在創(chuàng)建畫面時(shí)，兩個(gè)或更多畫面可以互相覆蓋或任意切換；可用畫面還可以使用安全功能進(jìn)行限制。</p><p>　　二、監(jiān)視功能

62、顯示PLC 中字元件設(shè)定值和當(dāng)前值，可以以數(shù)字或棒圖的形式顯示，供監(jiān)視用；圖形組件的指定區(qū)域可以根據(jù)PLC中位元件的ON/OFF狀態(tài)反轉(zhuǎn)顯示。</p><p>　　三、數(shù)據(jù)改變功能 監(jiān)視并改變數(shù)值數(shù)據(jù)。</p><p>　　四、開關(guān)功能 通過操作GOT內(nèi)的操作鍵，PLC內(nèi)的位元件可以被設(shè)置為ON和OFF；顯示面板可以指定為觸摸鍵以提供開關(guān)功能。</p><p>　

63、　系統(tǒng)畫面是為了方便GOT的各項(xiàng)基本設(shè)置和操作而設(shè)置的，在一些特殊情況下用戶不需要進(jìn)行組態(tài)，而是直接調(diào)用系統(tǒng)畫面就能實(shí)現(xiàn)所需要的功能。系統(tǒng)畫面有以下功能：</p><p>　　一、程序可以以指令清單程序的形式被讀出，寫入和監(jiān)視。</p><p>　　二、特殊模塊的緩沖存儲器(BFMs)中的內(nèi)容可以被讀出、寫入和監(jiān)視。</p><p>　　三、可以監(jiān)視和改變每個(gè)元件的

64、開/關(guān)狀態(tài)和PLC中每個(gè)定時(shí)器，計(jì)數(shù)器的設(shè)定值和當(dāng)前值以及數(shù)據(jù)寄存器的值。</p><p>　　指定的位元件可以被強(qiáng)制ON/OFF。</p><p>　　數(shù)據(jù)采樣功能 可以以恒定周期或在滿足觸發(fā)條件時(shí)獲取指定數(shù)據(jù)寄存器的當(dāng)前值；</p><p>　　采樣數(shù)據(jù)可以以列表或圖形的形式顯示；采樣數(shù)據(jù)可以以清單的形式輸出到打印機(jī)。</p><p>

65、　　報(bào)警功能 可以將報(bào)警信息指定到PLC中多達(dá)256個(gè)的連續(xù)位元件中；可以將報(bào)警（位</p><p>　　元件ON）存儲為報(bào)警歷史，數(shù)目可以多達(dá)1000 個(gè)；每個(gè)元件的報(bào)警頻率可以作為歷史數(shù)據(jù)存儲；使用畫面創(chuàng)建軟件可通過個(gè)人計(jì)算機(jī)讀出報(bào)警歷史信息, 并將信息傳入打印機(jī)。</p><p><b>　　三、前部面板</b></p><p>　　&

66、quot;320×240 點(diǎn)"圖形顯示 符串：40 字符×15 行。</p><p><b>　　四、背部面板</b></p><p>　　電源接線端子 ：為GOT提供電源和接地。</p><p>　　電池 ：存儲采樣數(shù)據(jù)，警報(bào)記錄和當(dāng)前時(shí)間。</p><p>　　擴(kuò)展接口 ：連接可選的擴(kuò)展

67、設(shè)備[9]。</p><p>　　3.2 GOT的啟動流程</p><p>　　一、為GOT的電源單元進(jìn)行布線。</p><p>　　圖3-1 GOT的電源布線</p><p>　　二、 用可選連接電纜連接GOT和PLC。</p><p>　　三、 打開GOT電源。如果需要顯示SET-UP（設(shè)置）畫面，在打開電源時(shí)按

68、住GOT屏幕的左上角并保持超過1秒鐘。</p><p>　　四、 顯示OPENING SCREEN（開機(jī)畫面），說明型號名稱、版本等。顯示時(shí)間由SET-UP MODE（設(shè)置模式）畫面中的“OPENING SCREEN（開機(jī)畫面）”設(shè)定。</p><p>　　五、 在SET-UP MODE（設(shè)置模式）畫面上，設(shè)定所需模式、連接的PLC名稱等。操作環(huán)境也可以在OTHER MODE（其它模式）畫

69、面中設(shè)置。</p><p>　　六、 顯示用戶畫面。如果不存在用戶畫面，將顯示如下頁所示的SELECT MODE（選擇模式）畫面。</p><p>　　七、顯示SELECT MODE（選擇模式）畫面。畫面上的每個(gè)菜單選項(xiàng)都起觸摸鍵的作用。按下所需觸摸鍵，就選擇了相應(yīng)模式。</p><p>　　八、顯示選擇的模式。</p><p>　　九、由S

70、ET-UP MODE（設(shè)置模式）畫面中的“MAINMENU CALL KEY（主菜單調(diào)用鍵）”設(shè)置的菜單調(diào)用鍵沒有設(shè)置，就選擇用戶模式。</p><p>　　圖3-2使用GOT的步驟</p><p>　　3.3 F940GOT動作環(huán)境設(shè)定</p><p>　　操作環(huán)境設(shè)置功能執(zhí)行對GOT操作非常重要初始設(shè)置?？梢园凑涨懊娴膯恿鞒趟?，在啟動電源的同時(shí)按住畫面的左

71、上角可以顯示SET-UP MODE（設(shè)置模式）畫面或在OTHER MODE（其他模式）畫面中選擇SET-UP MODE（設(shè)置模式）有同樣效果。如果在安全功能（為了保護(hù)畫面）里登記了進(jìn)入密碼，用戶輸入的進(jìn)入密碼和登記的進(jìn)入密碼一致才能設(shè)置操作環(huán)境。</p><p><b>　　動作環(huán)境設(shè)定：</b></p><p>　　系統(tǒng)語言:允許設(shè)置系統(tǒng)屏幕上顯示的語言，如日文、

72、英文等。</p><p>　　二、PLC 類型：允許設(shè)置連接的PLC 類型。</p><p>　　三、串行通訊口（RS232C）：設(shè)定GOT上連接了一個(gè)打印機(jī)或通信在GOT </p><p>　　或微型計(jì)算機(jī)板之間進(jìn)行時(shí)選擇。</p><p>　　四、標(biāo)題畫面：設(shè)置電源打開后開機(jī)畫面顯示的時(shí)間。</p><p>　　五

73、、主菜單調(diào)用鍵：允許設(shè)置從用戶畫面模式里調(diào)用SELECT MODE（選擇模式）畫面的觸摸鍵的位置。</p><p>　　六、設(shè)置時(shí)鐘：允許設(shè)置時(shí)間開關(guān)和時(shí)間顯示使用的時(shí)間。</p><p>　　七、設(shè)置背光：允許設(shè)置背光在連續(xù)空閑一段時(shí)間以后自動關(guān)閉的時(shí)間。</p><p>　　八、蜂鳴器：允許設(shè)置按鍵時(shí)的蜂鳴聲。</p><p>　　九、L

74、CD對比度：允許設(shè)置LCD的亮度。</p><p>　　十、清除用戶數(shù)據(jù)：刪除所有用戶畫面數(shù)據(jù)。</p><p>　　各設(shè)定畫面，無論選擇哪項(xiàng)，完成后按“終止”都將返回到“動作環(huán)境設(shè)定菜單畫面”。</p><p>　　3.4 F940GOT與外圍單元的連接</p><p>　　F940GOT、PLC、打印機(jī)之間的連接如圖3-4所示。<

75、/p><p>　　圖3-4 F940GOT與外圍單元的通訊方式</p><p>　　F940GOT與外圍單元的連接中具體的連接電纜可參照以下：</p><p>　　一、F940GOT與PC機(jī)是通過RS-232C進(jìn)行通訊的，當(dāng)PC上的RS-232C端口是9針時(shí)，用F2-232CAB-1型數(shù)據(jù)傳輸電纜連接；當(dāng)PC上的RS-232C端口是14針時(shí)，用 F2-232CAB-2數(shù)

76、據(jù)傳輸電纜；當(dāng)PC上的RS-232C端口是25針時(shí)，用 F2-232CAB-1數(shù)據(jù)傳輸電纜。</p><p>　　二、F940GOT與PLC之間是通過RS-422或RS-232C進(jìn)行通訊的。</p><p>　　三、 F940GOT與打印機(jī)通訊電纜可以選用數(shù)據(jù)傳輸RS-232C通訊電纜F2-232CAB-1。</p><p>　　四、F940GOT中有兩個(gè)通訊端口，

77、其中端口1是9針D接頭，陰性PLC端口(RS-422 端口)；端口2是 9針D接頭，陽性PC端口(RS-232C 端口) [10]。</p><p>　　在本次課題中,F940GOT與PC機(jī)的通信電纜按下圖3-5進(jìn)行制作。</p><p>　　圖3-5 F940GOT與PC機(jī)的通信電纜內(nèi)部接線圖</p><p>　　3.5 觸摸屏的操作</p>&l

78、t;p><b>　　一、操作觸摸對象</b></p><p>　　觸摸對象是指屏幕上對觸摸敏感的操作員控制對象，如按鈕、I/O域和報(bào)警窗口，可以使用手指觸摸來操作觸摸對象。當(dāng)觸摸面板檢測到觸摸對象的操作時(shí)，它會給出相應(yīng)的視覺和聲音反饋。這種反饋信號是獨(dú)立的，與PLC的通訊無關(guān)。因此，該反饋不能指示相關(guān)動作是否已被執(zhí)行。</p><p><b>　　二、

79、數(shù)值輸入</b></p><p>　　當(dāng)你觸摸一個(gè)輸入對象，例如I/O域時(shí)，觸摸面板自動打開屏幕鍵盤。當(dāng)訪問受保護(hù)功能時(shí)，也會顯示該屏幕鍵盤以輸入口令。輸入完成后，鍵盤將自動隱藏。根據(jù)輸入對象的組態(tài)，觸摸面板僅在要輸入數(shù)字或字母時(shí)顯示屏幕鍵盤。在運(yùn)行時(shí)通過選擇輸入對象來激活屏幕鍵盤。</p><p>　　第四章 觸摸屏界面設(shè)計(jì)</p><p><

80、b>　　4.1 概述</b></p><p>　　在過程日趨復(fù)雜、對機(jī)器和設(shè)備功能的要求不斷增加的環(huán)境中，獲得最大的透明性對操作員來說至關(guān)重要。觸摸屏提供了這種透明性。如何讓觸摸屏的顯示界面做到最大的透明性，是觸摸屏界面設(shè)計(jì)首先要考慮的問題。觸摸屏系統(tǒng)代表人(操作員)與過程(機(jī)器/設(shè)備)之間的接口。觸摸屏承擔(dān)下列任務(wù)：</p><p><b>　　一、過程可視

81、化</b></p><p>　　過程顯示在觸摸屏上。觸摸屏上的畫面可根據(jù)過程變化動態(tài)更新。這基于過程的變化。 比如一些趨勢圖、曲線等。</p><p>　　二、操作員對過程的控制</p><p>　　操作員可以通過圖形用戶界面來控制過程。例如，操作員可以預(yù)置控件的參考數(shù)值或者啟動、停止某些設(shè)備。 </p><p><b>

82、;　　三、顯示報(bào)警</b></p><p>　　過程的臨界狀態(tài)會自動觸發(fā)報(bào)警，提示用戶。例如，當(dāng)超出設(shè)定值時(shí)，或者遇到一些故障。</p><p>　　四、歸檔過程值和報(bào)警</p><p>　　觸摸屏可以記錄報(bào)警和過程值。該功能使您可以記錄過程順序，并檢索以前的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。這對系統(tǒng)和設(shè)置運(yùn)行狀況進(jìn)行分析提供了重要的數(shù)據(jù)。</p><p&g

83、t;　　五、過程值和報(bào)警記錄</p><p>　　觸摸屏系統(tǒng)可以輸出報(bào)警和過程值報(bào)表。例如，您可以在某一輪班結(jié)束時(shí)打印輸出生產(chǎn)數(shù)據(jù)，或者報(bào)警記錄。</p><p>　　六、過程和設(shè)備的參數(shù)管理</p><p>　　觸摸屏系統(tǒng)可以將過程和設(shè)備的參數(shù)存儲在配方中。例如，可以一次性將這些參數(shù)從觸摸屏設(shè)備下載到PLC，以便改變產(chǎn)品版本進(jìn)行生產(chǎn)[11]。</p>

84、<p><b>　　4.2 組態(tài)軟件</b></p><p>　　4.2.1 GT Designer2的介紹</p><p>　　需要顯示在F940GOT上的的圖形、文本以及操作和顯示元素必須首先在組態(tài)計(jì)算機(jī)上使用組態(tài)軟件創(chuàng)建。二氧化氯發(fā)生器控制器的觸摸屏使用的是三菱公司的F940GOT，相應(yīng)的組態(tài)軟件最新版為GT Designer2 Version

85、2。GT Designer2 是三菱電機(jī)公司所開發(fā)設(shè)計(jì)的，用于圖形終端顯示屏幕制造的Windows系統(tǒng)平臺軟件，支持所有的三菱圖形終端。</p><p>　　該軟件功能完善，圖形、對象工具豐富，窗口界面直觀形象，操作簡單易用，可以方便地改變所接的PLC的類型，實(shí)時(shí)讀取、寫入顯示屏幕，還可以設(shè)置保護(hù)密碼。</p><p>　　Designer2 Version 2是一種前瞻性的面向機(jī)器的自動

86、化概念的觸摸屏組態(tài)軟件，它具有舒適而高效的設(shè)計(jì),具有處理,、透明、靈活的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　4.2.2 GT Designer2的基本設(shè)置</p><p>　　要使用觸摸屏，首先要組態(tài)觸摸屏畫面，那么就要建立一個(gè)與實(shí)際符合的工程，它的基本設(shè)置如如圖4-1所示。</p><p>　　一、選擇GOT的類型，選擇（F94*GOT）。</p><

87、;p>　　二、選擇連接PLC的類型(MELSEC-FX)。</p><p>　　三、設(shè)置畫面切換軟元件,基本畫面設(shè)置為GD100。</p><p><b>　　圖4-1 系統(tǒng)設(shè)置</b></p><p>　　組態(tài)好的頁面要從PC機(jī)下載到F940GOT，除了3.4章講的進(jìn)行連接外，還需要對下載端口和傳輸速度進(jìn)行設(shè)置。如圖4-2所示。<

88、/p><p><b>　　圖4-2 通訊設(shè)置</b></p><p>　　4.2.3 GT Designer2的基本運(yùn)用</p><p>　　一、畫面切換開關(guān)，可以通過畫面切換開關(guān)切換到不同界面。</p><p>　　二、位開關(guān)，對PLC內(nèi)部元件進(jìn)行置位或者復(fù)位，經(jīng)常當(dāng)做開關(guān)來用?？梢栽O(shè)置成置位、復(fù)位、點(diǎn)動、交替。<

89、/p><p>　　位指示燈，讀取PLC內(nèi)部元件的狀態(tài)。</p><p>　　數(shù)值顯示，讀取PLC內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)，并且顯示給用戶?？蛇x擇16位或者32位，</p><p>　　并且可以設(shè)置小數(shù)點(diǎn)。數(shù)據(jù)顯示類型里可以設(shè)置成有符號10進(jìn)制數(shù)、無符號10進(jìn)制數(shù)、16進(jìn)制數(shù)、8進(jìn)制數(shù)、2進(jìn)制數(shù)、實(shí)數(shù)。如圖4-3所示。</p><p><b>　

90、　圖4-3數(shù)值顯示</b></p><p>　　數(shù)值輸入，用戶通過觸摸屏界面對PLC內(nèi)部寄存器進(jìn)行賦值。</p><p>　　折線、趨勢、條形圖表顯示。對PLC內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)以一定的采樣周期進(jìn)行采集并顯示。可以通過調(diào)用觸摸屏的系統(tǒng)畫面1004（條件設(shè)置）進(jìn)行設(shè)置。如圖4-4所示。</p><p><b>　　圖4-4條件設(shè)置</b>

91、;</p><p>　　時(shí)鐘顯示，可以以時(shí)間/日期的形式顯示。</p><p>　　浮動報(bào)警顯示，該功能可在與多個(gè)位軟元件的注釋相關(guān)的基本屏幕上從右向左按照產(chǎn)生的順序顯示ON位軟元件的注釋。</p><p>　　4.3 觸摸屏的界面設(shè)計(jì)</p><p>　　觸摸面板各個(gè)畫面采用樹型結(jié)構(gòu)連接，如圖4-5所示。</p><p

92、>　　圖 4-5 界面分布圖</p><p>　　4.3.1 主界面</p><p>　　主畫面上除了顯示作者有關(guān)信息外,還提供了日期和當(dāng)前時(shí)間。另外根據(jù)實(shí)際情況設(shè)有三個(gè)只要畫面的切換按鈕：系統(tǒng)流程圖、系統(tǒng)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置，主界面如圖4-6所示。</p><p><b>　　圖4-6 主界面</b></p><p>

93、;　　畫面切換開關(guān)的設(shè)置：選擇[對象]，然后選[開關(guān)]下的[畫面切換開關(guān)]。如圖4-7所示。</p><p>　　圖4-7 畫面切換開關(guān)設(shè)置</p><p>　　由于在基本畫面之間的切換非常的方便和明朗，所以在這個(gè)課題中只用到基本畫面。</p><p>　　時(shí)間/日期的設(shè)置：選擇[對象]，然后分別[選時(shí)間顯示]和[日期顯示]，如圖4-8所示。</p>

94、<p>　　圖4-8 時(shí)間、日期設(shè)置</p><p>　　4.3.2 系統(tǒng)流程界面</p><p>　　系統(tǒng)流程畫面，只要分為三大部分：系統(tǒng)運(yùn)行、報(bào)警指示；二氧化氯發(fā)生器的工作流程；系統(tǒng)的控制如圖4-9所示。 從整個(gè)頁面上來看，操作人員能從流程圖上監(jiān)控到系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并且通過按鈕對系統(tǒng)進(jìn)行啟動、停止、自動、手動控制。</p><p>　　圖4-9系統(tǒng)流

95、程界面</p><p>　　在系統(tǒng)運(yùn)行指示部分，手動/自動工作狀態(tài)信號燈通過對應(yīng)的PLC內(nèi)部繼電器M190、M191的狀態(tài)來顯示。其中黃色表示停止，綠色表示運(yùn)行。報(bào)警部分，綠色表示正常狀態(tài)，紅色表示報(bào)警，如圖4-10所示。</p><p>　　圖4-10系統(tǒng)運(yùn)行指示</p><p>　　在系統(tǒng)的報(bào)警指示里，分別用指示燈加上文字來實(shí)現(xiàn)，在正常的情況下，指示燈為綠色，如

96、果出現(xiàn)報(bào)警指示燈則由綠色變成紅色，來提示用戶。系統(tǒng)的控制的的四個(gè)按鈕根據(jù)PLC的程序設(shè)置為“點(diǎn)動”，如圖4-11所示。</p><p>　　圖4-11位開關(guān)設(shè)置</p><p>　　4.3.3 監(jiān)視界面</p><p>　　監(jiān)控頁面主要包括兩部分內(nèi)容，一部分是系統(tǒng)運(yùn)行指示和報(bào)警顯示。根據(jù)系統(tǒng)要求，增加了報(bào)警紀(jì)錄、報(bào)警打印功能，如圖4-12所示。</p>

97、<p>　　圖4-12 監(jiān)視界面</p><p>　　監(jiān)視界面僅僅是把系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)顯示給用戶，所以要求簡潔明了，在元件的排列方面應(yīng)該做到距離適當(dāng)，歸類清楚。報(bào)警記錄的設(shè)置首先要在“工程”的“公共設(shè)置”里面設(shè)置“報(bào)警記錄”。參照PLC程序，對應(yīng)的報(bào)警信號如下表：</p><p>　　在模式類型里面選擇“記錄模式”，詳細(xì)顯示里面選擇“注釋窗口”，周期設(shè)置成“20ms”，數(shù)據(jù)類型

98、為“位”。報(bào)警紀(jì)錄的設(shè)置：把報(bào)警輸入信號對應(yīng)的地址，和報(bào)警注釋編號一一對應(yīng)，如圖4-14所示。當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí),相應(yīng)的指示燈將由綠色變成紅色,如圖4-13所示。</p><p>　　圖4-13 報(bào)警指示</p><p>　　圖4-14 報(bào)警設(shè)置</p><p>　　由于在系統(tǒng)的使用過程中，有可能出現(xiàn)觸摸屏顯示界面不在監(jiān)視界面時(shí)發(fā)生報(bào)警，而用戶很難發(fā)現(xiàn)，為了增加安全系數(shù)，

99、在觸摸屏里增加了浮動報(bào)警，如圖4-15所示。這樣即使觸摸屏顯示不在監(jiān)視界面下時(shí)發(fā)生報(bào)警，用戶也能及時(shí)地得到報(bào)警信息。浮動報(bào)警會在屏幕的中間位置從右到左鼓動循環(huán)顯示。如圖4-16所示。</p><p>　　圖4-15 浮動報(bào)警設(shè)置</p><p>　　圖4-16 滾動報(bào)警顯示</p><p>　　設(shè)置了報(bào)警輸入元件，為了讓用戶更清楚的明白報(bào)警信號的詳細(xì)信息，那么就要對

100、輸入元件進(jìn)行注釋。</p><p>　　圖4-17元件注釋設(shè)置</p><p>　　另一部分就是系統(tǒng)有關(guān)數(shù)據(jù)的顯示，其中包括實(shí)時(shí)溫度、余氯含量、計(jì)量泵脈沖、進(jìn)水流量。</p><p><b>　　圖4-18數(shù)據(jù)顯示</b></p><p>　　由于PLC里讀取溫度指令 [FROM K0 K3 D150 K1]，D150C

101、里面的數(shù)據(jù)是以0.1℃為單位，所用觸摸屏上也要有一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，同樣余氯顯示部分,0-5v對應(yīng)D101的數(shù)據(jù)是0-4000，所以[DIV D101 K2 D105]，那么D105的數(shù)據(jù)就為0-2000，而系統(tǒng)要求的余氯值范圍在是0-20PPM,所以在觸摸屏上數(shù)值顯示D105要加兩位小數(shù)點(diǎn)。</p><p>　　圖4-19 模擬量的讀取和處理程序</p><p>　　4.3.4 參數(shù)設(shè)置界面

102、</p><p>　　圖4-20 參數(shù)設(shè)置界面</p><p>　　二氧化氯發(fā)生器控制器涉及到的參數(shù)有溫度設(shè)定值、余氯設(shè)定值、手動脈沖輸出頻率、電磁閥延遲關(guān)閉時(shí)間、溫度PID參數(shù)、余氯PID參數(shù)。</p><p>　　參數(shù)頁面是操作人員修改系統(tǒng)參數(shù)的頁面，為了提高系統(tǒng)的安全性，在參數(shù)頁面設(shè)置了密碼保護(hù)功能，只有密碼正確才能進(jìn)入修改。</p><

103、p>　　首先對參數(shù)設(shè)置頁面的安全等級設(shè)置為“2”，然后在公共設(shè)置下的系統(tǒng)環(huán)境里面設(shè)置等級“1”的密碼。</p><p>　　圖4-21 密碼設(shè)置</p><p>　　在切換到參數(shù)設(shè)置界面時(shí)，需要有一個(gè)密碼輸入界面，可以通過設(shè)置觸摸鍵來實(shí)現(xiàn)，觸摸鍵的鍵碼為“FF68。”如果需要修改密碼，可以通過數(shù)值輸入到等軟元件來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　4.3.5 溫度

104、趨勢圖界面</p><p>　　圖4-22 溫度趨勢圖</p><p>　　為了得到系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和可靠地對系統(tǒng)進(jìn)行控制，趨勢圖是一個(gè)不可缺少的資料。</p><p>　　系統(tǒng)中設(shè)置兩條曲線綠色的是溫度設(shè)定值，藍(lán)色的是實(shí)際溫度值。通過兩條曲線的變化，可以看出系統(tǒng)的控制是否符合要求，理想的情況是兩條曲線最終重疊。在溫度相差很近的時(shí)候，我們不是很容易看出兩條曲線的間的差

105、值，所以增加了D501作為坐標(biāo)的上限設(shè)置值，D500作為坐標(biāo)的下限設(shè)置值。曲線的采樣周期設(shè)為8S ，一共采集300個(gè)點(diǎn)，如需要采集更多點(diǎn)，可以用M600用來清除當(dāng)前曲線。如圖4-22所示。</p><p>　　很多時(shí)候工程技術(shù)人員需要不對同時(shí)刻所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最好的方法就是進(jìn)行采樣打印輸出。下圖是采樣的基本設(shè)置，（如圖4-32）也可以通過直接調(diào)用系統(tǒng)畫面1004進(jìn)行設(shè)置。</p><p&

106、gt;　　圖4-23 采樣設(shè)置</p><p>　　圖4-24 打印采樣結(jié)果</p><p>　　系統(tǒng)中的PID參數(shù)的整定是一個(gè)比較難的過程，為了更好地觀察不同PID參數(shù)下的控制輸出響應(yīng)，在觸摸屏上設(shè)置了溫度響應(yīng)曲線。設(shè)置方法如圖4-25 所示。</p><p>　　圖4-25 曲線設(shè)置</p><p>　　圖4-26 溫度響應(yīng)曲線&

107、lt;/p><p>　　綠色曲線為設(shè)置溫度與實(shí)際溫度的差值，藍(lán)色是FX2N-2LC的控制輸出百分比。</p><p>　　4.3.6 余氯趨勢圖界面</p><p>　　余氯是系統(tǒng)控制最主要的內(nèi)容，余氯能否準(zhǔn)確、快速的達(dá)到要求，是判斷系統(tǒng)好壞的依根據(jù)。余氯趨勢圖正好是判斷系統(tǒng)好壞的一個(gè)重要窗口。同樣綠色曲線是余氯目標(biāo)值，藍(lán)色是余氯實(shí)際值，理想情況是兩條曲線在最短時(shí)間內(nèi)

108、能重疊。</p><p>　　為了更好地整定余氯PID參數(shù)，所以也增加了余氯控制響應(yīng)輸出曲線。綠色是余氯設(shè)定值與實(shí)際值的差值，藍(lán)色為PID控制輸出值，即給計(jì)量泵的脈沖輸出頻率。</p><p>　　圖4-27 余氯趨勢圖</p><p>　　在系統(tǒng)調(diào)試的時(shí)候，為了得到最佳的PID參數(shù)，在余氯響應(yīng)曲線里面分別設(shè)置不同的PID參數(shù)，然后給系統(tǒng)階越信號，從余氯響應(yīng)曲線里

109、可以看出系統(tǒng)的響應(yīng)，和得出最佳的數(shù)據(jù)。如圖4-28所示。</p><p>　　圖4-28 余氯響應(yīng)曲線</p><p>　　4.3.7 幫助信息界面</p><p>　　幫助信息界面添加了詳細(xì)的操作說明及故障處理介紹，給操作人員提供故障處理方法、系統(tǒng)啟動說明、報(bào)警處理等在重要信息，讓操作人員更好地控制系統(tǒng)運(yùn)行。同時(shí)也讓用戶直接面對觸摸屏即可對產(chǎn)品有一個(gè)全面的了解

110、。</p><p>　　一、操作幫助的內(nèi)容為：</p><p>　　1、先選擇手動/自動，然后再啟動系統(tǒng)。</p><p>　　2、紅色指示燈表示報(bào)警，綠色表示正常情況。</p><p>　　3、在欠壓情況下，系統(tǒng)將自動停止加熱和停止加料，直到故障排除。</p><p>　　4、液位低，超溫，缺料時(shí)，系統(tǒng)將停止加熱并報(bào)

111、警，但其他設(shè)備正常運(yùn)行。</p><p>　　二、故障排除的內(nèi)容為：</p><p>　　1、觸摸屏無法操作，請檢查PLC是否運(yùn)行；檢查PLC與HMI間的通訊線連接是否正確。</p><p>　　2、報(bào)警無效，請檢查系統(tǒng)的外圍電路，以及各個(gè)傳感器是否正常。</p><p>　　3、溫度超調(diào)太大，檢查PT100的連接線是否正確，PT100的輸出

112、線是否完好。把PID參數(shù)的Kp設(shè)置小一點(diǎn)。</p><p>　　4、其他故障，請查閱系統(tǒng)說明書。</p><p>　　圖4-29 幫助信息界面</p><p><b>　　第五章 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b>　　5.1 通訊測試</b></p><p>　　要

113、正常使用觸摸屏首先必須保證它和PC機(jī)、PLC的通訊正常，它也是系統(tǒng)調(diào)試的第一步。在GT Designer2上組態(tài)一個(gè)簡單畫面，設(shè)置有關(guān)參數(shù)后，下載到觸摸屏中，檢查觸摸屏的數(shù)據(jù)能否正常下載。如果能正常下載，則說明觸摸屏和PC機(jī)之間的通訊正常。然后在觸摸屏中分別設(shè)置位開關(guān)、指示燈、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)顯示等元件，看能否給PLC軟元件進(jìn)行控制，和對PLC寄存器能否進(jìn)行賦值、讀取有關(guān)數(shù)據(jù)。如果可行的話，說明觸摸屏與PLC之間的通訊支持。</p&

114、gt;<p>　　圖5-1 觸摸屏和PC機(jī)的通訊</p><p><b>　　5.2 模擬調(diào)試</b></p><p>　　在組態(tài)過程中，我們不能保證每一步都是正確的，也不能保證做出來的結(jié)果和想像中的那樣，這個(gè)時(shí)候就需要調(diào)試一下，但是在實(shí)物上很不方便，所以我們可以采用模擬調(diào)試。</p><p>　　三菱公司提供了觸摸屏的模擬軟

115、件：GT Simulator2，利用GT Simulator2可以在沒有觸摸屏的情況下進(jìn)行仿真，這樣給系統(tǒng)的調(diào)試帶來了很大的方便。在仿真之前首先要對GT Simulator2的系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。需要設(shè)置的參數(shù)有：</p><p>　　一、“連接方式”，可以設(shè)置成CPU 或GX Simulator,如果設(shè)置成CPU則和PLC 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,否則只是單獨(dú)的界面模擬。</p><p>　　二、連