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行業動態

工業觸摸屏一體機在工業現場總線控制系統應用

  工業觸摸屏一體機在工業現場總線控制系統應用
  傳統個人計算機或工作站必須使用鍵盤或鼠標來實現人與計算機的溝通,這些輸入設備對不具備計算機操作技巧的人來說是項嚴重的障礙,使信息交流的目的大打折扣。為滿足快速信息交流的需求,目前發展成熟的技術之一就是觸摸屏。觸摸屏以方便、簡單、自然的輸入手段,廣泛應用于ATM、辦公設備以及醫療設備上。
本課題所要解決的問題--面向現場總線控制儀表的人機界面的實現,它是用觸摸屏構建一個直觀的信息交互平臺,實現對總線控制系統運行狀態的監測以及對其進行可視化的人工干預。 本文圍繞“工業現場智能化設備的嵌入式軟件構件平臺”,用觸摸屏設計了基于TMS320F2812現場智能儀表的人機界面。與DSP的SCI模塊進行人機之間的數據傳送交互,通訊協議采用工業控制領域廣泛應用的Modbus協議,從Modbus協議中優化精選出FUN3,FUN15,FUN16三條命令,來完成與DSP的SCI模塊與觸摸屏的通信,完成浮點數,位開關量和整形量的讀寫。FLIN3,FUN15,FUN16三條命令可以解決監控界面的所有的數據顯示和修改功能。全文系統地介紹了觸摸屏整個監控界面的設計及實現,界面設計美觀,支持棒圖和趨勢圖的功能。闡述了通信功能的實現,并編寫了下位機的相關程序。 此方案已經成功的應用在直接轉矩控制系統上。觸摸屏的通信實驗證明,該方案切實可行,可靠性高,通用性強,通信穩定,觸摸屏與實驗裝置相隔離,互不干擾。觸摸屏的軟件界面顯示電機運行的參數,調節PID控制器的自動手動功能,顯示參數曲線等。同時也發現了觸摸屏自身的一些問題:棒圖,趨勢圖不支持浮點數的功能,數值元件不能設置采樣數據的采樣周期,XY曲線的X軸和Y軸的地址必須連續,不能任意讀取我們需要數據的點的坐標,而且數據的顯示也不是點的形式,是直線的形式。這些問題在應用中都得到了解決。 總之,觸摸屏在電機直接轉矩上的應用方案,為以后觸摸屏在現場總線控制系統上應用Modbus協議作為人機界面提供了有益的嘗試。
  工業觸摸屏一體機在工業現場的位置分析:
  下面,對控制現場各層進行由下到上的逐層分析:
  現場采集層:主要是傳感器、執行器等現場設備組成,帶有總線通訊模塊。
  現場總線:現場設備通過現場總線,比如CAN、LonWork、ProfiBus等總線,和控制器相連;
  現場控制層:通過邏輯控制器比如PLC、PAC等,可以通過現場總線監控設備,同時,也可以通過I/O信號,實現傳統的分布式控制。
  本地網絡:可以是現場總線,比如CAN總線或者PROFIBUS總線,同時,也可以是各種設備廠家支持的其他通訊網絡,比如MPI網絡、其他工業現場使用的局域網等。是控制器的信息傳遞給操作控制平臺的通道。
  本地操作層:現場監視的工業觸摸屏一體機,通過各種組態軟件進行各種數據采集、顯示、存儲,也可以對下面的控制器進行控制和設置。由于現在的控制器支持多種通訊方式,所以,本層可以大量使用運行組態工程的人機界面產品,監視運行、控制、數據上傳等。同時,可以使用便攜式調試設備進行控制器和人機界面產品的實時維護。比如,使用西門子的TP270HMI產品進行系統監視、控制,使用西門子便攜式編碼器PG產品或者裝有西門子HMI軟件和STEP7系列控制器PLC編程軟件的筆記本(帶串行口和以太網等網絡通訊口),進行TP270HMI組態工程的維護和修改,同時,可以修改PLC控制器的邏輯命令,監視控制器的運行狀況。文章轉自《中國傳動網》
  管理網絡:可以是以太網,甚至因特網,比如廠域網、802.11G的無線網絡、MODEME網絡、GPRS網絡等。主要負責大量現場數據上傳和遠程管理。
  中心控制層:由工業計算機,或者高端的人機界面組成的硬件平臺,運行管控一體化的工業組態軟件,對工業現場的大量數據進行統計、計算、存儲,并形成報表,同時負責遠程監視、調度、管理。文章轉自《中國傳動網》
  通過分析,人機界面處于現在的管控一體化現場的核心位置,連接現場總線,完成總線邏輯控制系統上層的現場操作和管理,同時,負責將現場數據匯總后,將中心管理層關心的數據上傳。所以,硬件通訊接口豐富,軟件具有多種通訊處理功能,成為工業觸摸屏一體機系統的重要特點之一。
  業自動控制的應用 工業控制自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技 術,對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策,達到增加產量、 提高質量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術。工業控制自動化技術作為 20世紀現代制造領域中最重要的技術之一,主要解決生產效率與一致性問題。 雖然自動化系統本身并不直接創造效益,但它對企業生產過程有明顯的提升作 用。工業控制自動化技術是當代發展極為迅速、應用十分廣泛、最引人注目的高 技術之一,也是推動新技術革命和新產業革命的核心技術。隨著現代控制理論的 發展,自動控制技術已從單變量控tilN多變量控制,從自動調節到最優控制?,F 在對自動控制的要求己不僅是保持個別變量(如溫度、轉數、電壓等)的穩定, 而是要求實現多個變量的最優控制。分析與設計最優控制系統已成為現代控制理 論的基本內容。隨著微型計算機的出現,特別是微型計算機應用于控制系統,為 計算機控制帶來了根本性的變革。對于復雜的、分散的控制對象,由于它們往往 是同時、并行,且獨立地工作,控制對象分白面又很廣,因此把它們聯系起束實 現分布控制是現代控制技術中的一個重要發展方向。 工業控制計算機是工業自動化設備和信息產業基礎設備的核心。傳統意義 上,將用于工業生產過程的測量,控制和管理的計算機統稱為工業控制計算機, 包括計算機和過程輸入、輸出通道兩部分。但今天的工業控制計算機的內涵已經 遠不止這些,其應用范圍也已經遠遠超出工業過程控制。因此,工業控制計算機 是“應用在國民經濟發展和國防建設的各個領域、具有惡劣環境適應能力、能長 期穩定工作的加固計算機”,簡稱“工控機”。隨著計算機硬件、軟件技術及集成 電路技術的迅速發展,工業控制系統取得了巨大進步。由于對系統可靠性和靈活 性的高要求,工業控制系統的發展主要表現為:控制面向多元化,系統面向分散 化,即負載分散、功能分散、危險分散和地域分散。分散式工業控制系統就是為 適應這種需要而發展起柬的。

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