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案例頻道一、 引言
精梳機(jī)是近年來(lái)在紡織行業(yè)使用較為普遍的一種設(shè)備，其主要作用是排出梳棉生條中一定長(zhǎng)度以下的短纖維，提高纖維整齊度，進(jìn)一步清除纖維中殘留的棉結(jié)、雜質(zhì)，提高纖維光潔度。我國(guó)精梳機(jī)設(shè)備在經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展后，綜合質(zhì)量水平及自動(dòng)化水平都有了很大的提高。其中自動(dòng)化水平的提高就需要越來(lái)越多的電氣元件參與精梳機(jī)的控制，隨著這些元件的使用，對(duì)其監(jiān)控也就成了精梳機(jī)電氣控制部分的核心，而人機(jī)界面的應(yīng)用對(duì)于精梳機(jī)的監(jiān)控來(lái)說(shuō)就方便多了。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)精梳機(jī)的廠家基本上都使用了觸摸屏，但由于尺寸比較小，所顯示的內(nèi)容受到一定的限制，所以還要加上故障監(jiān)控面板，這就大大增加了控制面板的尺寸。而HXFA299型精梳機(jī)采用10.4英寸大屏幕觸摸屏作為人機(jī)界面，就可將故障監(jiān)控面板作為一個(gè)畫(huà)面顯示在觸摸屏中，這樣以來(lái)就大大縮小了控制面板的尺寸，節(jié)省了PLC的輸出口接口，也減少了設(shè)備的硬件接線(xiàn)。同時(shí)可為用戶(hù)提供完整的設(shè)備故障診斷及分析功能，使精梳機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)更加清晰簡(jiǎn)捷。
二、 硬件系統(tǒng)組成
1.觸摸屏
觸摸屏選用AE10THTD型，32bit 206MHz超強(qiáng)RISC MCU，10.4寸超大屏幕，可支持65536色TFT面板顯示，分辨率可達(dá)640×480像素，使畫(huà)面更加清晰生動(dòng)。該人機(jī)支持USB下載，可與80多種PLC及控制器通訊，兼容性極強(qiáng)，而且可以和計(jì)算機(jī)通訊，基于Windows操作平臺(tái)下的專(zhuān)用組態(tài)軟件，易學(xué)易用，大大節(jié)省了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。具有RS232/422/485通訊口，方便連接條形碼、存儲(chǔ)卡、變頻器等外設(shè)產(chǎn)品。編程軟件中備有大量的圖形庫(kù)可供選擇，還可根據(jù)用戶(hù)需求編輯所需要的工藝圖形，能轉(zhuǎn)換BMP文件和AUTOCAD中的DXF文件。在系統(tǒng)目錄中可設(shè)定觸摸屏背光燈的關(guān)閉時(shí)間，節(jié)省其使用壽命。觸摸屏中具有內(nèi)部編程的宏指令，可以減輕PLC的編程負(fù)擔(dān)，甚至在一些簡(jiǎn)單的設(shè)備中還可以取代PLC，由觸摸屏編程直接和其它設(shè)備通訊。觸摸屏上的還可以直接好打印機(jī)連接實(shí)時(shí)或定時(shí)打印當(dāng)前或歷史數(shù)據(jù)。
2. 可編程序控制器
可編程序控制器選用臺(tái)達(dá)DVP60ES型PLC，該系列PLC體積小，指令豐富，可方便地連成網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制，具有極高的性?xún)r(jià)比，適合于多種行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)及自動(dòng)控制。
3. 變頻器
變頻器選用臺(tái)達(dá)VFD055M43A型高功率低噪音迷你型變頻器，具有體積小、低速力矩大、性能完善、使用方便等特點(diǎn)，通過(guò)RS485接口與PLC連接，支持Modbus協(xié)議。
三、 軟件實(shí)現(xiàn)
通過(guò)其專(zhuān)用的ADP編程軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行設(shè)計(jì)、編譯后下載到人機(jī)界面中，連接上通訊電纜后就可進(jìn)行操作顯示。人機(jī)界面運(yùn)行時(shí)以自身程序?qū)LC進(jìn)行讀取、傳送，不必?fù)?dān)心它的引入而影響PLC的掃描周期。
1. 主界面的設(shè)計(jì)
軟件的主界面分為設(shè)備狀態(tài)區(qū)、故障監(jiān)控區(qū)、功能控制區(qū)三大部分。設(shè)備狀態(tài)區(qū)主要顯示日期時(shí)間及設(shè)備當(dāng)前所處狀態(tài)，還包括鉗次顯示、條速顯示、筒內(nèi)長(zhǎng)度及滿(mǎn)筒比例顯示；故障監(jiān)控區(qū)則顯示故障所發(fā)生的部位、故障名稱(chēng)、分析其原因并給出解決方法；功能控制區(qū)共有十幾個(gè)按鍵，其中啟動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、停止、班次選擇、手動(dòng)換筒等按鍵在具備條件時(shí)可直接操作設(shè)備，而調(diào)試/設(shè)定、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)好故障查詢(xún)鍵在按下后會(huì)分別進(jìn)入各自的操作界面再次進(jìn)行選擇操作。
系統(tǒng)主界面監(jiān)控圖
將鑰匙開(kāi)關(guān)選至自動(dòng)運(yùn)行位置后，PLC首先得電，這時(shí)屏幕左上角PLC的狀態(tài)指示燈會(huì)變成綠色；當(dāng)自動(dòng)運(yùn)行的條件具備后，自動(dòng)指示燈也會(huì)變成綠色，此時(shí)設(shè)備進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；在設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中若有故障發(fā)生，則故障指示燈會(huì)由正常時(shí)的綠色變成紅色 ，并不停的閃爍。故障發(fā)生時(shí)，示意圖上相應(yīng)位置的指示燈也會(huì)變成紅色并閃爍，醒目的告訴操作者故障所發(fā)生的部位，相應(yīng)的故障名稱(chēng)及處理方法會(huì)在下面的故障顯示欄里以走馬燈的形式顯示。當(dāng)多個(gè)故障同時(shí)發(fā)生時(shí)，可循環(huán)顯示每一個(gè)故障。用戶(hù)還可進(jìn)入故障查詢(xún)界面，查詢(xún)每次故障所發(fā)生的準(zhǔn)確時(shí)間及頻次，方便用戶(hù)分析和維修。
界面中的調(diào)試/設(shè)定鍵需將鑰匙開(kāi)關(guān)開(kāi)至相應(yīng)位置后按下才有效，否則不起作用。這是因?yàn)樵O(shè)備處在調(diào)試狀態(tài)時(shí)，為了其中一些部件單獨(dú)動(dòng)作，就必須甩開(kāi)一些安全開(kāi)關(guān)的束縛，這就要求擁有鑰匙的維修調(diào)試人員來(lái)進(jìn)行，而非所有的操作人員。與此相類(lèi)似的還有參數(shù)設(shè)定界面，必須在輸入正確的密碼后才能進(jìn)入，也是為了保證設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)不被隨意修改，而使設(shè)備工作在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。
2. 子界面的設(shè)計(jì)
子界面包括參數(shù)設(shè)定、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)、故障查詢(xún)、語(yǔ)言轉(zhuǎn)換等十幾個(gè)畫(huà)面，內(nèi)容豐富、操作直觀，可使操作人員在極短的時(shí)間內(nèi)按屏幕提示就可熟悉設(shè)備的操作。
產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)界面 長(zhǎng)度設(shè)定界面
四、 結(jié)束語(yǔ)
本系統(tǒng)投入使用一年來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行證明該電氣系統(tǒng)無(wú)論是在硬件還是軟件設(shè)計(jì)上都是比較合理的。設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，而且有著很強(qiáng)的抗干擾性，使精梳機(jī)的自動(dòng)化水平又上升了一個(gè)新的臺(tái)階，但由于大屏幕觸摸屏的價(jià)格相對(duì)于小屏幕要高出幾千元，因此不適合在低檔精梳機(jī)中推廣，而更適用于中高檔精梳機(jī)。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)