触摸屏在真空烧结炉中的设计应用分析

葛鹏

摘 要：工业触摸屏是最近几年发展起来的图形化操作设备，由于能够代替操作按钮，与设备进行人机交互并能够直观显示设备的运行状态。本文引入触摸屏来控制PLC從而实现对真空烧结炉的控制和时时监控，使得操作人员能够在触摸屏上直接更改工艺参数，同时更加直观的了解设备的运行状态。

关键词：触摸屏；真空烧结炉；PLC

本文阐述了利用触摸屏作为上位机来控制和监控PLC，再由PLC对设备的运行进行控制。工业触摸屏是最近几年发展起来的图形化操作设备，由于能够代替操作按钮，与设备进行人机交互并能够直观显示设备的运行状态。

1.真空烧结炉介绍

真空烧结炉是在真空环境中对被加热物料进行保护性烧结的炉子，其加热方式比较多，如电阻加热、感应加热、微波加热等。在稀土永磁材料行业中广泛应用的是电阻加热方式的真空烧结炉，是不可缺少的重要关键设备。

真空烧结炉由真空泵系统，加热系统，风冷换热系统和控制系统这四部分构成。其工作流程为：

2.触摸屏软件设计

依照原有设备的控制要求以及工艺流程，设计触摸屏窗口的人机交互界面，可以分成操作画面、参数画面、报警画面、时间积算画面。这四大块，如果单个画面无法完全显示所要表达的图形或需要预留升级的画面可以由这四大主窗口延伸或并行，流程图如图1。

2.1开机主画面

开机画面一般是显示设备名称和规格、设备厂家信息组成，能够起到宣传作用，可以让使用者了解初步信息。

2.2操作画面

由于触摸屏最基本的功能就是可以代替按钮开关来对PLC进行信号的输入，因此设备的操作画面必不可少。该画面能够直观的模拟出设备的整个布局，并能够时实显示设备各部件的工作状态，通过触控屏幕上模拟的各个开关实现控制设备的运行/停止动作。该功能完全替代了按钮开关的功能，并且在使用寿命和可靠性上远远高于按钮开关。

2.3参数画面

在此画面内提供了时间参数的设定窗口，由于该设备的真空系统为三级泵系统，其中油扩散泵需要在工作前40-60分钟对扩散泵油进行预加热，油扩散泵停止工作后要延长40-60分钟对油进行冷却，这两个时间可以通过该窗口进行设定和修改。冷却系统（即风冷换热）的工作下限为0—90℃，能通过该窗口进行设定和修改，通过设定温度能精确控制风冷温度，达到设定值时，通过报警提示工作人员进行出炉，即保证了工艺条件又节约了电能，大大方便了现场的操作。

2.4报警画面

在此画面内将真空系统内的真空泵电机过载故障，真空阀门开启/关闭超时故障，充气超压故障，系统循环水压力低故障，动力起源压力低故障，加热电源故障，炉温超温故障等等全部包含进来，在有故障发生时，触摸屏的显示画面会自动跳到报警画面，可以很醒目的看到是哪个设备引起的，方便操作人员和维修人员对故障的判断。

2.5时间积算画面

时间计算画面的引入，能对真空烧结炉的真空泵，冷却风机电机的运行时间做累计计时。通过这个画面了解各个真空泵和冷却风机的运行时间，对于真空泵和冷却风机的定期保养维护起到了定时提醒的目的，便于设备维护保养的管理，方便操作人员和维修人员时时了解设备的运行时间，可以提前准备保养维护的工作。

2.6真空度和温度画面

真空度和温度的数据采集和储存，能在设定的几秒内进行数据采集和储存，方便了数据的记录，也减少纸质记录的书写，方便了工艺问题的查询，为日常生产起到监督和指导做用。通过数据的积累，能运用真空度和温度数据来对现有工艺进行改进和优化，从而为生产优质产品提供原始资料。

3.结论与认识

在触摸屏没有应用到真空烧结炉的控制系统时，控制系统一般由一块模拟面板描绘出设备的部件结构，相应位置由按钮或指示灯标示。操作人员通过按相应按钮来控制各个设备的启停，指示灯显示相应的工作状态。由于操作频繁的按钮和指示灯会经常出现故障，因此给操作带来了诸多的不便。

触摸屏的应用解决了上述的故障，并能够更加逼真的显示出设备各个部件的运行状态和各个参数的时实数值，不但直观而且使用寿命长，同时给人机交互提供了便利的条件，许多参与控制的时间常数可以随时在触摸屏上更改，即可通过触摸屏写入到PLC内部，解决了以前必须要用电脑软件或编程器来更改PLC程序。

参考文献：

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