1 引言 近年来,随着我国自动化技术的提高,工厂自动化也上了一个新台阶。触摸屏作为一个新兴的工业控制器,以其体积小,功能齐全,价格低廉,可靠性高等方面具有独特的优点,在各个领域获得了广泛应用。 触摸屏作为一种新型的人机界面,从一出现就受到关注,它的简单易用,强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境运行。用户可以自由地组合文字,按钮,图形,数字等来处理或监控、管理随时可能变化的信息。随着机械设备的飞速发展,以往的操作界面需由熟练的操作员才能操作,无法提高效率。但使用人机界面后,能明确指示并告知操作员机器设备目前的状况,使操作变得简单生动。使用触摸屏,还可以使机器配线标准化,简单化,同时也能减少PLC及各种控制器所需的I/O点数,降低生产成本,也相对提高整套设备的附加价值。韩国M2I公司TOP触摸屏和各种控制器有很好的通用性,修改程序也很方便。 上海雅色兰广告器材有限公司成立于1993年,是国内领先的大型电脑喷绘系统专业生产商和销售商。YSL印刷机是雅色兰今年推出的新型印刷机,它主要用于户外大幅面的广告宣传画、舞台背景、车身广告等的印刷。它的特点是实现了管控一体化,是高度的人机控制系统。全线路采用单片机控制,保证了水墨平衡,减少印刷时间。采用
静电消除装置,降低纸张损耗,使进出纸顺畅。 YSL印刷机控制系统硬件部分主要包括触摸屏,单片机,变频器等几大部分。根据雅色兰公司对电气控制系统的要求,我们在软硬件方面都做了一些开发。
2 Top-designer 软件的特点 通过在雅色兰公司YSL印刷机控制系统中TOP触摸屏的实际应用,深深地感到Top-designer软件具有许多优点,而且,我个人认为,下列优点是其它组态软件所不及的: (1) Top-designer软件功能强大,对控制系统中所要求实现的控制功能都能实现; (2) 内有宏指令编程,简便易学。在不需要懂得很多VC编程技巧的情况下,也能发挥出VC的强大功能; (3) 画图功能非常强大。Top-designer软件包含大量图形工具,使用户能够快速简单地开发系统; (4) Top-designer编程结构简单,组态灵活方便,效率高; (5) 内部运算能力很强,这应该是其他所有触摸屏软件所不能比拟的。
3 TOP触摸屏在雅色兰YSL印刷机控制系统中的应用 由于印刷机是一个精度较高的机械,印刷品的好坏一方面在于机械加工以及安装的精度,另一方面,也取决于水路,墨路的平衡以及合压的准确性。双色机的每一色组,都有水路和墨路装置。为了便于水辊速度的调节,每根水辊都用一个变频器控制,同时,主电机速度也需要变频器调节。因此,为了实现多路速度调节,我们采用了多路数模转换器,它将单片机给出的数字量,根据相应的算法,转换成0~10V直流电压输出,很好地实现了多路速度调节要求。 利用Top-designer开发的YSL印刷机控制系统上位监控程序具有良好的人机界面,具体主要实现了以下功能: 3.1 TOP触摸屏与下位单片机的通讯 TOP提供了强大的通讯功能,能够与众多厂家的控制器通讯。Top-designer监视控制和数据采集服务器直接连接到物理I/O接口,建立并维护过程数据库。通讯方便可靠。
图1 连接方式示意图 其中,上位机与下位机采用了SLAVE通讯协议,通讯方便,可靠,连接方式示意图如图1所示。对印刷机而言,安全因素很重要。在设计中,每个机组既要考虑到安全控制,其中包括机组的急停,安全按钮。 3.2人机界面程序 在人机界面中,为了方便操作我们设计了十多幅控制画面,包括整体图形,故障显示,机器速度和计数显示,水辊速度显示,电机的启停控制画面,报警画面,历史数据、实时数据趋势曲线,数据查询,报表,自动手动切换画面等等。每幅画面都能够方便的进行切换。另外我们还设计了故障显示使用指示器,给出位元件即可实现闪动效果,让操作者很方便的知道故障部位,整体感很好。在水辊速度显示中,设计了一个柱状图,可以显示水量增加大小,只需触摸"柱状图",就可增加水量,同时也可方便监控。通过监视动态画面,操作员可以很方便地监视设备的实时状态,如出纸状况,墨水的情况等,并及时对设备进行控制,如图2所示。
图2 监视动态画面 3.3控制功能 (1) 自动手动回路的切换 通过设定给纸和收纸的张力值,在机器运转过程中自动调节纸张张力。对于调节回路有两种控制方式,自动调节和手动调节。当点击画面上的自动手动按钮,可以切换自动手动方式。在自动状态下,调节回路由下位进行控制,自动调节阀门的开度。此时,若点击阀门,将出现提示窗口,提示此时是处于自动状态下,不能手动调节阀门。若处于手动状态下,操作工可以自行调节阀门开度。 (2) 水墨平衡及墨色遥控系统 通过跟踪水曲线和墨曲线,在印刷速度变化时,自动调节送水量和送墨量,以达到水墨平衡,保证在任何速度下的印刷质量。另外通过控制板上的控制按钮来调节出墨量的大小,操作方便,大大降低了废品率。 (3) 安全保护 本上位
监控系统具有安全保护功能。设定了三级密码,系统除了操作员和管理员可以进行各自的工作,其他人员不能操作。操作员和管理员分别有自己的权限。当上位机一开机,系统就自动进入Top的运行画面,用户注册后方可进行操作。在运行过程中,操作员和管理员可以根据自己的需要随意更改各自的口令。 (4) 数据查询 a) 查询各种设备的运行状态,确认设备是否处于正常工作状态。 b) 查询各种流量计的流量和流量累积值。 c) 查询
标签的历史数据。 (5) 数据上传 由于管理层的需要,必须把一些重要的参数如流量,流量累积值,平均值等保存在数据库中。在这里我们把要保存的数据放在Top触摸屏特有的LOGGING中从而达到保存功能,触摸屏保存容量达256KB。 (6) 信息提示 对于一些重要的操作,为了防止操作工误操作设了一些提示,使操作员按提示操作避免了错误的发生。如“请先选择所要查询的时间”、“确实要打印吗,请按‘确定’按钮”等。 (7) 光电检测系统 该系统可检测印刷前纸张的歪斜、破损、双张和空张的现象,监测走纸情况,及时离压,提高印刷速度和质量; (8) 设备报警 当设备出现故障时,如纸机断纸、液位过高等,报警状态栏中就会出现提示,并通过声音进行报警。报警状态栏根据
报警设备的优先级现示不同的报警颜色,提示操作员及时处理。当出现报警时,打印机可自动打印报警信息。 (9) 报表打印 该系统可对印刷机进行运行状态的监控、设定、故障显示及报表的打印,集中操作等。操作员可根据生产的实际需要打印一些与生产相关的报表。如年报表、月报表等。
4 结束语 目前雅色兰的YSL印刷机控制系统已经正常使用。该系统运行可靠,操作方便。印刷机的一套电气设计属于系统设计,包括硬件,软件设计,涵盖范围较广。这里,我只简单介绍了其中比较重要的几部分,其它细节还有很多,这里不再一一列举。使用TOP的产品,感觉可靠,方便,在机器实际生产过程中,没有发现什么问题。其单片机功能齐全,可靠耐用,指令简洁。与其他产品相比,感觉TOP整体软件系统界面都比较友好,给用户编程,检测都带来极大方便。其触摸屏与单片机有很好的通用性,可通过触摸屏监视并修改部分程序,这是本产品的独到之处。总之,TOP的触摸屏给设计人员和用户都带来了很多方便。