1、PLC－觸摸屏簡介
觸摸式工業(yè)圖形顯示器（簡稱觸摸屏）是一種新型可編程控制終端，是新一代高科技人機界面（國外稱為 HMI 或 MMI ）產品，它是替代傳統(tǒng)控制面板和鍵盤的智能化操作顯示器。可用于參數設置、數據顯示、以曲線、動畫等形式描繪自動化控制過程，并可簡化 PLC 的控制程序。 具有體積小、 連線簡單化、 防塵、抗震 、防水、防電磁 等特點。
PLC是一種可編程控制器，有著運算速度高、指令豐富、功能強大、可靠性高、使用方便、編程靈活、抗干擾能力強等特點。近幾年，隨著科學技術的不斷進步，各行業(yè)對其生產設備和系統(tǒng)的自動化程度要求越來越高，采用現(xiàn)代自動化控制技術對減輕勞動強度、優(yōu)化生產工藝、提高勞動生產率和降低生產成本起著很重要的作用。
2、PLC－觸摸屏的應用領域
* 傳統(tǒng)的產業(yè)設備和機械的自動控制；
* 中小型過程控制系統(tǒng)；
* 遠程維護服務系統(tǒng)；
* 節(jié)能監(jiān)視控制系統(tǒng)；
3、基于PLC控制與觸摸屏的具體解決方案
3.1 城市(工廠)污水處理自動化控制系統(tǒng)解決方案
3.1.1 系統(tǒng)概述
該污水處理工程自動化系統(tǒng)的下位控制站采用上位機、PLC和現(xiàn)場總線功能為一體的最新智能化控制器作為主控裝置，還配有繼電器、接觸器、智能化熱繼電器、電量變送器等裝置，完成工藝設備的保護和控制、流程數據采集和控制功能等。另外，系統(tǒng)中還包括在線水質分析儀表、變送器、調節(jié)閥、電磁閥、各種泵及風機等。
3.1.2 系統(tǒng)主要控制功能
* 自動排油控制：污水進入隔油池后，控制器根據水溫自動打開蒸汽閥給污水加熱，使水溫達到設定溫度，啟動浮油機工作。吸走水面浮油，達到排油目的；
* 集水池潛水泵控制：污水進入集水池后，根據水位啟停潛水泵，將污水送至一級氣浮池；
* 混凝加藥泵控制：根據潛水泵的啟停控制混凝加藥泵的啟停；
* 加堿及PH值控制：根據檢測的PH值自動調節(jié)加堿量，使中和后的PH值控制在6~9；
* 回流泵控制：根據潛水泵的啟停控制回流泵的啟停；
* 風機的控制：根據氧化池含氧量測定，自動控制風機的啟停；
* 一、二沉淀池自動定時排泥控制；
* 濾池定時反沖洗控制。
3.1.3 系統(tǒng)特點
* 基于Windows NT/2000/XP平臺，采用面向對象的技術和方法進行系統(tǒng)設計和軟件實現(xiàn)；
* 開放性強，遵循ODBC、COM/DCOM、Active X、IEC-1131-3等國際標準；
* 能跟據用戶需求整合WINCC、IFIX、FIX32、RSVIEW、INTOUCH、阻態(tài)王等阻態(tài)軟件；
* 系統(tǒng)界面直觀，具有完善的瀏覽功能；
* 系統(tǒng)功能齊全、技術先進、操作簡單、維護量少；
* 豐富方便的擴展能力，能方便地基于現(xiàn)有系統(tǒng)進行擴展；
* 系統(tǒng)提供形式豐富地報表，位統(tǒng)計和決策提供依據。
3.1.4 系統(tǒng)指標
* 數據刷新1s；
* 事件順序分辨率<2ms；
* 控制命令響應時間≤1s；
* 調畫面響應時間<1s。
3.1.5 系統(tǒng)組成原理圖
3.1.6 系統(tǒng)主要硬件配置
系統(tǒng)硬件由可編程控制器（含數字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入模塊），WPLC-C無線透傳終端，上位機，變頻器、傳感器及若干電器元件組成。
（1）PLC：選用SIEMENS公司的S7-400系列（配數字擴展輸入/輸出模塊、模擬輸入模塊）
（2）變頻器：采用DAFOSS公司VLT系列；據PLC發(fā)送過來的數據（PH值、曝氣含氧量、水箱液位、流量計等模擬信號，水泵運行、電動閥門開、故障報警等為數字信號）值調節(jié)設備的運行，并將其內部運行參數反饋到PLC及上位機。
（3）上位機：可作為工程師站對PLC和組態(tài)軟件進行編程，操作員站可以監(jiān)控系統(tǒng)的運行。上位機選用的是研宏YH-MB945VEA.
3.2 基于觸摸屏結合PLC在空調送風系統(tǒng)中的節(jié)能應用
3.2.1 系統(tǒng)概述
通過觸摸屏和PLC結合使用，可以在觸摸屏中直接設定目標值（壓力及溫度等），通過PLC與實際值（傳感器的測量值）進行比較運算，直接向變頻節(jié)能系統(tǒng)發(fā)出運算指令（模擬信號），調節(jié)變頻器的輸出頻率。通過調節(jié)送風電機的轉速，實現(xiàn)節(jié)能的目的。
3.2.2 系統(tǒng)原理圖
3.2.3 系統(tǒng)主要硬件組成
系統(tǒng)硬件由可編程控制器（含數字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入模塊）、觸摸屏一臺、變頻器、傳感器及若干電器元件組成。各部分說明如下：
(1) PLC：選用SIEMENS公司的S7-200系列CPU224（配數字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入模塊）。通過接收開關量、模擬量輸入經處理后輸出開關量、模擬量去控制繼電器的動作，同時與觸摸屏進行實時通訊，為觸摸屏的顯示提供數據，并對于觸摸屏發(fā)出的信息進行處理等。
(2) 觸摸屏采用PROFACE公司的GP2301。實現(xiàn)人機對話，與PLC系統(tǒng)進行數據傳送和交換，將設定參數寫入PLC，也可將PLC、傳感器及變頻器內部參數讀入觸摸屏，實現(xiàn)了模擬量、數字量的實時監(jiān)控，目標值的設定以及報警記錄等。
(3) 變頻器：采用SIEMENS公司440系列，通過USS4協(xié)議可由觸摸屏通過PLC設置其內部參數，根據PLC發(fā)送過來的數據（模擬量）值調節(jié)水泵或風機的轉速，并將其內部運行參數反饋到PLC及觸摸屏。
(4) 壓力、溫度等傳感器：將被控制系統(tǒng)（水系統(tǒng)或風系統(tǒng)）的實際參數值轉變成電信號上傳至PLC和觸摸屏。
(5) 電氣元件：給PLC、觸摸屏、變頻器及傳感器等供電，完成各種操作及驅動等。
3.2.4 系統(tǒng)特點
在變頻節(jié)能系統(tǒng)中采用觸摸屏作為人機交互工具，簡單直觀，便于操作。減少系統(tǒng)的電力消耗的前提下，減少了企業(yè)的用電費用。減輕了空調系統(tǒng)的高耗能對電網系統(tǒng)的壓力。這種結合必將更多的應用在未來的各種生產系統(tǒng)中，并成為自動化控制發(fā)展的一個亮點。
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