基于触摸屏的多级皮带机PLC控制系统设计

基于触摸屏的多级皮带机PLC控制系统设计

电气工程及其自动化专业 胡雪琪

[摘 要] 随着工业自动化的发展，PLC与计算机的通讯在工业中的应用越来越广

泛。课题在监控系统的设计中，分析了工业监控系统所应具有的功能和工作原理，通过分析多级皮带机运行控制流程，设计相关控制方案，采用欧姆龙PLC编写控制程序，并基于EB500软件设计触摸屏监控界面，通过上位机触摸屏软件监控下位机PLC的控制系统，实现了工艺设备的启/停控制、故障报警、停机处理，同时对设备的各种性能参数进行动态显示，实现了基于触摸屏的皮带机实时监控。

[关键词]欧姆龙PLC；触摸屏；工业监控系统；人机界面

PLC Control System Design of Multistage Belt Conveyor Based on

Touch Screen

Electrical Engineering and Automation Specialty HU Xue-qi

Abstract: Along with the development of industrial automation, the communication of PLC and computer in industrial application is more and more widely. The Topic in the design of the monitoring system analyzes the industrial control system should have the function and working principle, after the analysis of the control process and design control scheme, use Omron PLC to write control procedures and design for monitoring based on EB500 software touch screen interface, realize the real-time industrial field monitoring control by using computer touch-screen software to monitor the PLC control system. Realized the process equipment run/stop control, fault alarm, stopping treatment, meanwhile the various performance parameters of equipment dynamically display, and analysis of a complete industrial monitoring system should have the function and working principle, realized real-time belt conveyor monitoring based on the touch screen.

Keywords：OMRON PLC; touch Screen; industrial monitoring system; human-machine interface

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基于触摸屏的多级皮带机PLC控制系统设计

目 录

1引言 .................................................................... 1

1.1 设计意义 .......................................................... 1 1.2 设计研究内容及主要工作 ............................................ 2 2 皮带机监控系统整体设计方案 .............................................. 3

2.1 皮带输送机 ........................................................ 3 2.2 监控系统总体设计 .................................................. 3

2.2.1 监控系统的组成结构 ........................................... 3 2.2.2 上位机监控系统 ............................................... 4 2.2.3 下位机控制系统 ............................................... 4 2.3 监控界面设计 ...................................................... 4 3 欧姆龙PLC简介 .......................................................... 5

3.1 PLC一般结构 ....................................................... 5 3.2 内部寄存器及I/O配置 .............................................. 5 4 上位机与PLC通讯及监控程序的设计方案及功能 .............................. 6

4.1 系统的设计方案 .................................................... 6

4.1.1 PLC的选择 ................................................... 6 4.1.2 编程软件的选择 ............................................... 6 4.1.3 设计方案 ..................................................... 6 4.2 通讯与监控系统的功能 .............................................. 7 4.3 欧姆龙CPM2AH系列PLC的通讯协议 ................................... 8 5 PLC程序设计 ............................................................ 8

5.1 多级皮带机双向控制PLC设计方案 .................................... 8 5.2 PLC程序设计 ...................................................... 10

5.2.1 主程序 ...................................................... 10 5.2.2 逆流启动程序段 .............................................. 10 5.2.3 顺流启动程序段 .............................................. 11

6 现场触摸屏监控系统设计 ................................................. 12

6.1触摸屏 ............................................................ 13 6.1.1 触摸屏技术 .................................................. 13 6.1.2 触摸屏的分类 ................................................ 13 6.1.3 触摸屏的应用 ................................................ 13

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基于触摸屏的多级皮带机PLC控制系统设计

6.2 MT500触摸屏简介 .................................................. 14 6.3 EB500 组态编程软件 ............................................... 15 6.4 触摸屏画面的设计 ................................................. 15

6.4.1 EB500触摸屏画面的设计流程 .................................. 15 6.4.2 画面组态 .................................................... 17

结束语 ................................................................... 25 参考文献 ................................................................. 26 附录 ..................................................................... 27 致谢 ..................................................................... 35

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基于触摸屏的多级皮带机PLC控制系统设计

1 引言

工业生产现场往往非常恶劣，单纯依靠技术人员对现场数据进行采集处理，一旦数据变化速度快或者数据量大就难以满足工业控制的实时性要求。然而仅仅实现对现场设备的控制已经无法满足工业自动化的更高要求，在对现场设备进行控制的同时实现对其运行状况的实时监视具有更多的实际意义，因此对工业现场进行自动检测控制和监视管理的工业监控系统应运而生。

工业监控系统是以计算机为基础用于生产过程自动监控的自动化系统，在对现场设备进行监视和控制的同时，实现数据采集、设备测量与控制及各类信号报警等各项功能。随着计算机技术、网络技术、控制技术的不断发展，监控系统自诞生之日发展到今天，共经历了五代基于不同软硬件的发展阶段[1]。

基于工业控制计算机（Industrial Personal Computer IPC)的工业监控系统。其基本特点是输入输出装置采用板卡的形式，并将板卡与工控计算机的系统总线相连。IPC上必须安装多种驱动程序来采集数据，占用大量资源，造成系统不稳定；IPC中的数据具有独占性，只能通过本机进行分享，同时现场设备扩充困难，因此一般适用于中小型特别是小型监控系统。

微型计算机技术被应用到PLC中，使得PLC不仅具有逻辑控制功能，而且增加了运算、数据传送和处理等功能，成为具有计算机功能的工业控制装置，具有可靠性高、编程简单、通用性强、安装及维护方便等特点[1]。

一般来说，由PLC构成的监控系统分为三种类型，分别是：单机控制系统、集中控制系统和分布式控制系统。

集散控制系统(Distributed Control System，DCS)后，集计算机技术、控制技术、网络技术、CRT显示技术于一身的DCS在化工、电力、冶金等自动化领域得到了广泛应用。DCS由回路仪表控制系统发展而来，它把大量分散的单回路检测系统通过计算机进行集中统一管理，用各种功能模块代替传统仪表，利用计算机完成回路调节、工况联锁、参数显示、数据存储等多种功能，故迅速成为工业自动控制系统的主流。

基于现场总线(Field Bus)技术的工业监控系统，即现场总线控制系统 (Field bus Control System，FCS)，是一种全分散、全数字式、双向、串行、多节点的通信与控制系统。

1.1 设计意义

皮带机运输系统是矿石码头实现其各项生产工艺流程的关键基础环节，具有涉及的工业控制设备众多、矿石运输路线跨度大、沿途工矿较为恶劣等特点。为了保证设备工

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