触摸屏及组态技术在自动化生产线监控系统中的应用

2014-01-03余峰浩

武汉船舶职业技术学院学报 2014年5期

余峰浩

（武汉船舶职业技术学院，湖北武汉 430050）

随着自动控制技术的发展和对生产效率不断提高的要求，自动化生产线应用越来越广泛。早期的自动化生产线在控制柜上布满了各种控制按钮和状态指示灯，对于比较复杂的控制系统，不仅控制按钮和指示灯比较多，往往还需要对某些生产数据进行设置和监控，这就需要基于触摸屏的人机交互系统。本文以MPS 生产线为例，采用北京昆仑通泰自动化软件技术有限公司研制的TPC7062KS触摸屏及MCGS嵌入式组态软件对其监控系统进行设计。

1 MPS生产线

MPS 是Modular Production System 的缩写，即模块化生产加工系统。它由上料检测站、操作手站、加工站、安装搬运站、安装站和立体存储站等六站组成，每站均由一台PLC 控制，完成待加工工件的供料、加工、装配和分类存储功能。在生产过程中，除了对生产线各站的工作状态进行监控外，还需统计已加工的不合格工件的数量和已入仓的各合格工件的数量，对生产线进行复位、启动与停止控制等。

2 触摸屏与PLC的连接

TPC7062KS触摸屏采用了7 英寸高亮度TFT 液晶显示屏（分辨率为800＊480），电源进线、各通信接口均在其背面，如图1所示。装有组态软件的PC 机与其USB2 口相连，实现组态程序的上载与下载；PLC通过COM 口与其相连，实现触摸屏与PLC 的联机控制。USB1 口用来连接鼠标或U 盘等。

3 MPS生产线监控系统的组态设计

为了实现触摸屏对生产线的监控，必须对触摸屏进行组态设计，即设计监控画面，设置组态元件属性、动画设计以及设置与PLC 通信的变量等。对生产线各站状态的监控实际上是组态系统读取各PLC的某些内部变量的值并显示出来，对生产线的控制实际上是对各PLC 写入某些变量的值。

图1 TPC7062KS触摸屏背面的接口

在进行组态设计之前，需在PC 机上安装MCGS 嵌入版软件。运行该软件，点击新建工程，对工程基本参数进行设置后，会出现“工作台”对话框，包括有主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库、运行策略等五个选项。选中设备窗口，双击设备窗口图标，进行设备组态，在通用串口父设备0下添加设备0-［西门子＿S7200PPI］，并对该设备的基本属性进行设置，如图2所示，在右边窗口内添加连接变量、通道名称等，这也是组态的核心设置之一，应根据生产线监控的需要进行设置添加。

图2 设备编辑窗口设置

在完成设备串口组态设置后，选中用户窗口，进行监控主画面的设计，这是组态设计的重点。根据MPS生产线的特点和监控的要求，我们将整个画面分成三个区域，即各站状态监控区、工件信息显示区、联机模式控制区，如图3所示。各站状态监控包括是否已上电、是否处于联机模式、是否已复位完成、是否处于运行状态等，其中上料检测站和安装站还需显示大工件和小工件的颜色。工件信息显示区主要有显示钻孔不合格工件数量，立体存储站中各列已存放工件的数量，以及每个仓位能存放的工件数量进行设置，每列工件若已存放满，旁边的报警灯会亮。在联机模式区，主要含有黄色报警灯、红色报警灯和网络故障指示灯的显示，全线是否已完成复位和是否处于正常运行状态，以及包括有启动、复位和停止按钮，单机／联机切换按钮等。

图3 MPS生产线监控系统主画面设计

图3中各红色指示灯（默认颜色为红色，可以通过设置其属性改变其颜色），反映的是某种状态，是通过在设备窗口设置的连接变量与PLC 内部对应变量相连接，当PLC的相应变量值发生变化时，指示灯颜色也会跟着变化，如上料检测站上电指示灯，其设置方法如图4所示。

图4 上料检测站上电指示灯组态属性设置

图3中的启动按钮、复位按钮和停止按钮，通过对其按下、弹起属性进行设置，如图5所示，对于启动按钮，在操作属性中“抬起功能”里，选择“数据对象操作”，对“触摸屏启动按钮”选择“按1松0”选项设置，其余按钮也是类似的设置。通过这些设置，可以实现触摸该按钮对生产线进行启动、复位或停止控制，这当然也需在PLC 程序中添加这些按钮对应的变量，才能实现。