PROFACE 触摸屏在吊挂式抛丸清理机的应用

蒋德鹏

（青岛新东机械有限公司，山东青岛 266319）

0 引言

DZBX 型吊挂式抛丸清理机主要由抛丸器、清理室组立、吊钩公转（2 工位转换）和自转装置（2 工位自转，即搬送部组立）、弹丸循环系统（含螺旋输送机、提升机、分离器、流量调整装置）、除尘系统及电气系统等部分组成。

清理室内呈180°布置了两个工位，搬送部组立上装有2 个吊钩工装，工件挂在吊架上，由旋转室公转到抛丸器工作区。抛丸器高速抛出的弹丸形成扇形弹束均匀地打击在工件上，使工件各个部位得到有效清理，在清理的同时，另一个工位可以方便地装夹、拆卸工件，同时可以预约起动，达到一人操作多台设备，使生产效率成倍增长。

溅落的钢丸和工件表面被清理下来的杂物由螺旋输送机送入提升机内，由提升机提至分离器内进行分离，细小粉尘经除尘管路由风机吸至除尘器内，经滤袋过滤，清洁空气排入大气，粉尘和碎丸等流入废料筒，分离净化后的弹丸经流量调节装置重新分配到两个抛丸器中循环利用。

在吊挂式抛丸清理机控制系统的设计中，为了尽可能减少设备的占用空间，同时方便设备的运输与安装，采用壁挂式电控柜，PLC 采用三菱FX3GA 系列，抛丸器电机用变频器为三菱FR-E840 系列，本文介绍使用的触摸屏为PROFACE 的PFXGP4301TW 型触摸屏，该屏尺寸为5.7 英寸，分辨率为320×240 像素，真彩LCD 屏，内部存储器8 MB，通信接口COM1 支持RS232C/RS422 通信，另外还有USB 接口1 个。该屏价格适中，功能强大，USB 接口传送程序方便快捷，PROFACE 触摸屏编程软件GP-PRO EX 操作灵活，功能多样，组态界面充满人性化设计。

1 触摸屏界面设计

1.1 自动操作界面

设备最常用且最主要的功能是自动操作界面，触摸屏设计原则为力求界面简洁，尽可能让操作人员从一个界面上即可了解设备的各种状态，如自动运转前设备机械结构是否在原位置，是否满足各种先决条件来达到自动启动，以及设备是否存在各种异常状态等，都能一目了然、直观明白，触摸屏自动操作界面如图1 所示。

抛丸清理机最重要的生产指标是工件的清理效果，并且清理工件时抛丸器的电流值是钢丸投射量的一个间接反应，因此从PLC 程序设计考虑，当自动运转中钢丸投射开始时，触摸屏自动切换到一个抛丸器电流表界面，以便实时观察抛丸器的电流值。为了实现此功能，设计时将电流表画面进行编号，需要时将此画面的编号送入触摸屏预先设定好的切换界面用寄存器即可实现。抛丸器的电流值由三菱FR-E840 型变频器以模拟电压信号的形式传递至PLC 的模拟量输入模块，经过模拟量转化为数字量，再经过程序计算显示为触摸屏上的电流值。

1.2 条件设定界面

为了使设备更具操作性和可维护性，将一些可以改变设备性能的时间参数做到触摸屏上，客户可以根据设备的使用情况做修改，以提高设备的性能。

一类参数是加工参数，修改此类参数可以实现一台设备满足客户多种工件的加工要求，提高了设备性能。另一类参数为运行参数，简单修改运行参数可以变更设备运转状态。从安全性上考虑，为防止误操作修改参数，可在界面上加密码保护，触摸屏参数设定界面如图2 所示。

图2 参数设定界面

设备在正常使用中不可避免需要进行定期点检，以确保稳定运行，保证生产效率，提高产量。因此将设备的运行数据通过触摸屏展现给客户，如设备连续运转时间、工件加工数量等，更创新性地加入各类易损件的更换预报，如设置清理室内的耐磨护板在钢丸投射工作达到500 h 后报警，运行时间达到设定报警值后报警，提醒维护人员检查护板损坏情况，及时准备及更换备件，以免因易损件的更换问题耽误生产，触摸屏维护设定界面如图3 所示。

图3 维护参数设定界面

1.3 手动操作界面

手动操作界面是设备触摸屏必需的界面，用于设备的维修及调试，按钮尽可能按照自动运行时运转的启动顺序排放，对客户来说更容易学习操作。另外，所有按钮制作为带灯按钮，操作时将各部件运行状态直观地反映出来。

1.4 机器状态界面

机器状态界面可将机器的PXS、LS、RS 等开关的状态以指示灯及形状的方式直观地表示出来，方便操作人员观察，DZBX型吊挂式抛丸清理机因结构相对简单，只制作指示灯观察，在大型清理设备的设计中，还可以做整个设备运转画面，实现在电控柜前即可对设备动作位置有明确的定位。

1.5 设备异常界面

设备异常状态通过异常界面第一时间通知操作人员，异常界面，可以帮助维修人员在最短时间判定故障位置以解除故障，使设备尽快投入生产，保证生产计划。因此故障报警要简洁明了，多采用履历和故障指示灯等方式。本设计采用履历报警，并对报警内容进行简单描述，还可将解决办法描述给客户，即使新购入设备客户也可在最短时间内熟悉设备的使用及简单故障的排除方法。此设备履历报警与报警文本关联，如果客户要求，还可以对触摸屏做多语言设置，实现在不同语言文本间切换。

1.6 其他功能界面

（1）功能选择界面：DZBX 型吊挂式抛丸清理机控制系统设计时将很多选择功能同时做入触摸屏，当客户选择机械形式不同，只需从触摸屏上选择自己设备对应功能添加即可，使一套程序可以用于同系列大多数设备，而无需设计人员重复编程，极大减少了电气设计人员的编程和调试时间，从而降低设备生产制作成本，提高设备的利润率。

（2）安全确认界面：随着安全理念的不断深化，因此客户购买设备时对安全性的要求越来越高，对安全隐患的预防越来越看重，因此制作了安全确认解界面，每天上班开机先要操作人员对应点检，保证设备的正常及操作人员的安全。安全确认包含操作员个人当日健康状况的自评、劳动保护用品的佩戴、设备危险区域安全门及人员进入的确认、设备自身问题易发点的状态确认等。通过此类开机画面提高操作人员安全意识，最大限度地保护操作人员与设备，部分安全确认内容如图4 所示。

图4 安全确认界面

2 触摸屏与PLC 的通信

PROFACE 触摸屏与PLC 的通信方式在PROFACE 触摸屏官网有详细的通信手册可以查询，手册详细介绍了PLC 端及触摸屏端的通信设置，设定参数如图5 所示。手册内配有详细的接线图方便用户自制通信电缆，可以降低生产成本，方便设备维护。

图5 触摸屏通信设定参数

3 结束语

工业自动化领域日新月异的发展，PLC、触摸屏等的使用越来越被客户所接受，普遍应用于设备控制系统，其具有体积小、安装方便、故障率低等优点。因此，触摸屏潜在功能的开发将使设备的功能愈加强大，在满足设备基本的功能使用后，通过触摸屏及组态软件中各种强大的功能使设备性能提高到一个更高的水平。同时，随着国内工控品牌的不断发展，国产触摸屏在品质与功能上正逐步追赶及超越国外品牌，使用国产品牌可大大降低成本及货期问题，为国内设备制造商及设备用户提供更质优价廉的产品和更好的服务。