浅谈触摸屏在通径机自动化控制中的应用

李明星

摘要：触摸屏是人机界面的一种高级模式，它具有输入、输出、显示、报警等多种功能，是操作员与设备PLC之间传递、交换信息的媒介和对话接口，因此触摸屏在工厂自动化控制中的地位越来越重要，但在我厂自动化控制中，触摸屏的应用还不够广泛，为此，需要普及触摸屏应用技术，从而更好地满足我厂对自动化控制的需求。

关键词：触摸屏;工业自动化;应用

前言：

本文主要分析了触摸屏在我厂通径机设备中的应用，通径机是石油套管生产线专门进行钢管全长通径的设备，是钢管内径椭圆度和直线度检测的专用设备，因此在实际生产中如何精确控制通径机，不断提升通径数据的准确性和可控性，是生产亟待解决的问题。基于此考虑，本文对触摸屏在通径机自动化控制中的应用进行研究分析和总结，概述了触摸屏的重要性和组成方式，论述了触摸屏在工业自动化中的应用。

1触摸屏在通径机中的用途和特点

1.1触摸屏在通径机中的用途

我厂通径机是1998年德国进口设备，其通径方式是气动炮弹式，是我厂最完备的全长通径设备。随着生产节奏的不断提高，人机数据交换速度越来越快，为了达到更好的控制设备，我们就需要一个媒介，操作人员可以通过它来控制通径机风机的启停、钢管长度的显示、通径小车所在的位置、通径结果的判断、根数的统计，故障的报警以及设备状态实时显示等功能，触摸屏完美的解决了以上问题，触摸屏的应用大大提高了人机信息交换的及时性和准确性，对通径机操控和故障维修提供了有力依据，提高了生产效率。

1.2触摸屏的特点

触摸屏是一种可以接收输入讯号的感应式液晶显示装置，具有操作方便，界面良好、信息丰富、安全稳定、扩充性良好等特点。它可以取代机械按钮，简化硬件配置，实现多点触控，且操作灵敏，具有不易误触、耐用度高。并且具有防水、防尘、耐磨等特点，极大的满足了工业环境的需要。

2 触摸屏与通径机PLC的连接

2.1 WINCC FLEXIBLE软件的应用

WINCC FLEXIBLE是西门子推出的用于MP系列控制面板的一种组态软件，该软件是操作员和触摸屏之间以及WINCC FLEXIBLE和通径机PLC之间的一个连接桥梁。通过工艺画面制作、中间参数配置，来实现对PLC中变量的读取和显示，从而达到实时反应现场各元器件的状态和数据传送的目的。

在通径机人机界面上标注了公司名称和设备名称，并设置了工作、维修、报警三种画面，来满足设备操作和维修的需要。通过画面编制，创建变量，建立与PLC中输入和输出相关联的中间变量，同时根据每个变量的状态、编缉内容和状态，确定其状态变化时的闪烁时间和颜色显示。

工作画面上，充分考虑操作要求，设置方式选择、风机开停、风机数量选择、钢管长度显示、好坏管判断、数量统计等信息，便于操作人员对设备进行监控和数据统计，分析。在维修界面上，主要显示各个输入输出元器件的实时状态，以及自动、手动和旁路三种操作方式的实现条件，包括小车前后、步进梁启动、夹具上下、风机启动等动作实现的条件等。在报警画面中，根据自己多年来对通径机维修工作中对故障的处理和总结，并结合生产操作人员、其他维修人员在实际生产过程中，所需要的报警信息，来进行整理、编辑，极大地满足了生产和维修的需要，保证设备顺行，打下来坚实的基础。

2.2 通讯方式及通讯地址的设定

触摸屏与通径机PLC的连接端口主要有2种：一种是RS-422/RS-485端口，将PROFIBUS DP或MPI与PLC相连;一种是PROFINET，2个端口X1P1和X1P2，使用以太网线与PLC相连接。通径机现场使用的就是后一种，通过PROFINET端口与PLC相连接。经过在WINCC FLEXIBLE软件上进行通讯参数设定，来达到通讯的目的。

3 触摸屏在通径机自动控制中功能的实现

3.1 有效监测和显示设备状态运行

根据通径机生产需要，在工作画面中设定1#风机启动K4、2#风机启动K5、3#风机启动K6、通径后小车的速度百分比设定、通径或旁路选择按钮K8、当班通径支数显示、测长位钢管长度显示、通径小车实际位置显示和工作状态显示（自动运行或手动运行）。然后根据画面内容进行排版，创建画面变量，建立与PLC中输入和输出相关联的中间变量，同时根据每个变量的状态编缉内容和状态显示。

另外，触摸屏的应用还可以根据显示屏上的设计图形，显示现场传感器的开关量状态，维修画面中包括通径机现场传感器状态和电磁阀状态显示。在传感器状态中包括现场测长A、B、C、D四个传感器、通径有管、步进梁基位、通径后小车感应有管、通径规回退、炮弹缓冲器位置、弹仓前后位置、通径夹具、通径小车定位、极限和原点传感器，每个传感器不感应时显示为灰色方块，当传感器感应时显示为绿方块同时闪烁。画面中有9个控制通径炮弹的气阀和通径缸动作的6个电磁阀，当每个电磁阀得电时其相应位置会显示得电或锁紧、打开字样，现场元器件状态显示的增加减少了设备维修时电脑监视PLC程序的使用频率，方便维修人员观察，通过图形的方式来显示各种信息，加快了维修速度。避免了现场长时间停机故障，为生产赢得更多宝贵时间。

3.2能够实时地监测并实现自动报警功能

由于通径机在自动化正常生产运行过程中，可能会由于诸多因素的影响而使得设备出现故障或者控制系统发生跳闸等问题。为此，在报警画面中增加各种报警信息，根据PLC采集的信息进行故障问题归类、汇总，在报警画面中根据实际需要明确每个故障报警内容，方便操作人员根据报警显示内容自己动手维修。例如：当现场有跳闸或通径超时、通径机动作错乱等故障报警时会在报警画面中显示（报警中包括编号、日期、时间及报警内容），设备自动运行状态停止，并在工作画面中显示报警提示。当操作人员在工作画面发现有报警三角号闪烁时，能够及时切换报警画面，并根据报警内容及时地处理设备问题或报修设备管理人员及时处理设备故障，减少生产停机。

3.3具备良好的设备保护功能

触摸屏在使用中操作人员可以通过数字输入功能，将通径机PLC程序中的数据进行修改。通径机后小车位置数据是时时变化的，当我们发现通径机后小车的位置值与实际位置不符时，我们可以通过重置零位的方法把通径机后小车位置参数重新赋值，即把通径机后小车退回原点，再通过触摸屏重置PLC中后小车位置值，使得通径小车实际位置值与PLC控制系统中的一致，避免因通径机后小车位置错误造成步进梁翻管撞击小车的重大事故发生。

4 触摸屏在生产中的推广

随着触摸屏在实际生产中投入的越來越多，应用也越来越广泛。在生产中我不断的根据设备需求、生产需要，利用触摸屏努力达到精益生产的目的，使操作人员更熟悉设备，更了解设备的工作状态和学会简单维修。我厂的许多生产线在近几年除了在通径机中增加触摸屏，还在切管机、保护环、探伤机、涂柒机等设备均增加了触摸屏人机操作系统，极大的提高了设备的可操作性，便于数据的修改和监控，同时也为维护人员查找故障提供了一个便利的途径，而且其拥有的高性能、良好的性价比也满足了我厂日新月异的技术革新要求。

结束语：

随着科学技术的飞速发展，触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，成为目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。它赋予了生产自动控制以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体人机交换机设备。笔者认为，当前急需普及触摸屏技术，以适应生产自动控制技术的发展需要。

参考文献：

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