PLC和触摸屏组合控制系统的应用

胡庆何

（苏州大学机电工程学院，215000）

PLC和触摸屏组合控制系统的应用

胡庆何

（苏州大学机电工程学院，215000）

当前，在科技力量的支持下，人机操作界面被普遍应用于各种机器当中。PLC在处理数据时，对人机界面的操作性、简便性提出了更高的要求。PLC与触摸屏组织控制系统应用后，使PLC在可视化、灵活度方面，具有更大的优势。

PLC触摸屏；组合；控制系统；应用

1　PLC与触摸屏概述

PLC指的是：采用数字运算操作，实现相关控制的电子系统，又被翻译为可编程逻辑控制器。其中，可编程存储器是PLC的重要组成部分，该存储器不仅能完成内部程序的存储，而且可以执行用户的相关指令。常见的有顺序控制命令、逻辑运算指令、算术操作指令等。PLC利用输入、输出模拟方式，控制机械生产过程。当前，科学、技术得到了快速的发展，也进一步扩展了PLC的控制范围，打破在逻辑控制方面的限制。在此基础上，使其普遍应用到计算机集成制造系统、工业自动化控制当中，并发挥着重要的作用。触摸屏就是可编程终端，主要是在生产中设置机械参数，实现生产的自动化控制。触摸屏改变了传统的键盘操作，取代了显示器、控制台。实践证明，将PLC与触摸屏有效结合，使其功能进一步扩大，增强了PLC的可视化与灵活性。

2　PLC与触摸屏组合控制系统

本文提出的PLC与触摸屏组合控制系统包括两个重要的组成部分，分别是迪文触摸屏、S7-200可编程控制器。以上结构可以对电动阀、温度控制器、电动机进行控制。S7-200 PLC在传感器下采集信号。比如，利用温度传感器，主要是采集温度信号。利用压力传感器，主要是对现场的压力信号进行采集。数据采集完成后，通过触摸屏进行数值变换、转换，并输入到触摸屏当中。此时，触摸屏会对接收到的信号进行判断，显示出具体的参数，包括温度数值、压力数值等。同时，在传递信号与执行命令的过程中，还能形成对应的压力、温度曲线。另外，触摸屏可以设置PID参数，然后将指令发送到PLC。PLC接收到指令后，根据自身的存储器的执行命令，进而对下场的电动阀、温度控制器、电磁阀进行控制。

3　PLC与触摸屏的通信

3.1触摸屏的数据传输。首先，对触摸屏的数据模块进行介绍。一般而言，每个数据帧结构包括4个数据模块，分别是：帧头数据模块、帧尾结束符数据模块、指令数据模块、数据模块。其中，帧头以OXAA来表示，是固定不变的。指令指的是触摸屏设计的指令集合，数据≤249B。另外，帧尾固定的结束符为：OXCC、OX33、OXC3、OX3C。其中，所有数据与指令均为16进制数和两字节数据。字节在传输的过程中，先传送高字节，方向为上行、下行。数据以下行方向传递时，就会传送到触摸屏。反之，以上行传递时，触摸屏就会将相关指标、数据发送到PLC。

3.2PLC的自由通信。PLC自由通信数据传输协议可以通过用户程序来设定，然后利用编程来实现通信业务。在自由通信方式下，可以对波特频率进行调整，实现与触摸屏、条码阅读器的通信。通常，波特率的范围为1200-115200bit/s。PLC自由口通信的主要业务时收发指令，并对寄存的指令进行控制。针对本系统来说，利用自由口工作模式来实现通信。同时，通过特殊寄存器设置数据位、选择协议，以及自由口波特率。由于PLC的CPU通信为半双工通信口，所以无法同时激活指令的接收与发送。

4　PLC程序

4.1收集、发送模拟量。模拟量采集完成后，要利用PLC内部的相关转换，将其转换为实际值。下面以压力为例，进行具体探讨。首先，压力传染期自动采集压力模拟信号，该信号在模拟量输入模块的转换下转换为数字信号。然后，将其储存到PLC存储器当中。存储器根据传感器的具体模量，将数字信号再转换为实际的现场压力数值。值得注意的是，在转换的过程中，要遵循数值之间对应的数学换算关系。模拟量根据自身的相关通道进行输入，在输入的过程中很容易出现不稳定的现象。所以，经常采用求取平均值的办法来采集模拟量，保证模拟量的稳定性。另外，PLC在扫描模拟量时，会耗费一定时间。为了节省时间，可以采用移位除法来解决。

4.2触摸控制。触摸控制提高了控制系统的灵活性，在触摸屏中起着重要的作用。按下触摸屏的相关按钮后，系统就会自动生成坐标位置，并发送给PLC。PLC接受到按钮坐标后，首先判断按钮坐标的位置。若坐标位置正确，PLC就会立刻执行命令。同时，还会显示出相关的曲线图，以及实时参数，电动阀等执行机构的控制命令等。

4.3通信程序。一般而言，社会人员的思维方式、技术能力，硬件运行、软件运行等要素都会对PLC编程造成影响，表现为编程方法上的差异性。通常情况下，PLC编程主要包括两种办法，分别是语言编程、梯形图编程。其中，前一种编程方法类似于计算机语言表达形式。后一种编程则与继电器控制表达形式很相似。尽管如此，语言编程、梯形图编程都体现了继电器表达的思想。本系统采用语言编程办法，编写了PLC与触摸屏之间的通信、触摸屏触摸控制功能。触摸屏控制功能程序编写指的是：通过PLC来接收触摸屏发出的指令，然后执行相关命令，以此来对解机构程序进行控制，属于编程语言。

5　用户界面的设计与制作

5.1显示界面设计。首先，要选择一组画图软件的触摸屏用户界面，然后进行绘制。其次，绘制界面前，要设计出用户界面。在设计的过程中，要求用户界面的HMI物理分配率与触摸屏的HMI物理分配率相同。然后，将其下载到HMI终端上。

5.2按钮的制作。触摸屏界面中，包括多个按钮，每个按钮有独立的功能。在操作的过程中，需要根据工艺的要求来制作。首先，设置按钮坐标，然后将信息传输给PLC。PLC对按钮的坐标格式进行分析、判断，进而执行机构的相关控制。以温度曲线按钮为例。其有效区域为坐标的左下角、右上角，此处的坐标分别是、。按钮被按下后，系统就会自动以坐标指令的形式将其坐标发送到PLC，表现为（）。PLC要对坐标形式进行准确判断。当时，表示上面的坐标形式是正确的。那么，PLC就会自动执行温度曲线上显示的命令。同时，触摸屏上会显示现场温度的实时曲线。反之，若按钮坐标的范围不是时，PLC则不执行命令。另外，也不会在触摸屏上显示现场温度的实时曲线。

6　PLC和触摸屏组合控制系统设计、应用中的问题

系统在设计的过程中，往往存在以下几个问题。第一，PLC的通信接口无法与触摸屏接口匹配，对正常通信造成了影响，导致数据传输出现问题。鉴于此，可以利用接口转换器来解决。另外，也可以设计出新的转换电路，解决连接问题。第二，PLC在收、发指令时，出现不同步的现象，降低了信息接收与发送的效率。针对该问题，利用软件设计方法对信息的控制字进行调节就可以解决。比如，在规定的时间内，当系统没有接收或者发送信息时，就会自动停止业务。第三，PLC和触摸屏组合控制系统中，要求二者的通信波特率相同，不能出现偏差。

7　结束语

从上述分析中可以看出，PLC具有强大的控制功能。与此同时，触摸屏能够提供友好的人机交互界面。所以，将二者结合以后，综合其独立的优势。除此之外，减少了开关的数量，使控制系统更加安全、可靠。本文对PLC和触摸屏组合控制系统的应用进行了详细论述，希望可以促进工控领域的发展。

［1］ 李腾飞. PLC和触摸屏组合控制系统应用［J］. 无线互联科技，2016（1）：62-63.

［2］ 吴雷. PLC和触摸屏组合控制系统的应用［J］. 科研，2015（60）：00050-00050.

［3］ 邱金升. PLC和触摸屏组合控制系统的实践［J］. 科技创新与应用， 2015（31）：136-136.

［4］ 杨德君. PLC和触摸屏组合控制系统的应用［J］. 中国科技投资， 2014（A12）：409-409.

Application of PLC and touch panel control system

Hu Qinghe
（School of Mechanical and Electric Engineering，Soochow University，215000）

At present，with the support of scientific and technological forces，the man-machine interface is widely used in all kinds of machines.PLC in the processing of data，the man-machine interface of the operation，the simplicity of the higher requirements.PLC and touch screen after the application of the organization control system，so that PLC in visualization，flexibility，with a greater advantage.

PLC touch screen；combination；control system；application