F940GOT触摸屏在智能抛丸清理机系统的应用

摘要： 基于触摸屏与 PLC 的智能抛丸清理控制系统， 以三菱 FX2N 系列可编程控制器为核心， 利用940GOT-SWD彩色触摸屏实现了触摸屏代替常规开关作为输入，采用微型计算机控制技术对大型双工位悬挂式柴油机曲轴智能抛丸清理系统进行控制，将抛丸清理过程自动化。 生产实践表明，此系统人机界面友好、操作简单和稳定可靠的控制性能使其较好地提高清理系统的工作效率，在抛丸清理控制领域中有一定的应用价值。
关键词： 触摸屏； PLC； 抛丸清理； 智能控制
中图分类号： TP273 文献标识码： A 文章编号： 1674－6236（2013）16-0005-02

触摸屏作为一种新型的人机界面，显示直观，操作简单，可靠性高 ，它属于计算机的输入设备，与键盘和鼠标输入有所不同，它能让用户通过触摸屏幕来进行选择输入 ，比键盘和鼠标更为直观[1]。 触摸屏不但在日常生活中的很多领域得到应用，且广泛应用于工业控制中。 我们采用 F940GOT 彩色电阻式触摸屏代替常规开关输入，实现了对某集团汽配公司委托我们设计的智能高效的大型双工位悬挂式柴油机曲轴抛丸清理系统的输入控制。
1 抛丸清理机系统原理
抛丸清理机系统主要是对机械零部件进行表面抛丸清理处理 ，如去除氧化皮 、毛刺 、砂粒和其他表面杂质 ，并使工件表面形成一定的粗糙面[2-3]。
双工位悬挂式柴油机曲轴智能抛丸清理机系统主要由除尘子系统、钢丸循环传送子系统、工件传送子系统、抛丸清理子系统、PLC 控制器和输入设备 6 个部分组成[4]。 其结构框图如图 1 所示。
图 1 双工位悬挂式智能抛丸清理系统框图
输入设备主要由触摸屏 、行程开关 、限位开关 、打滑检测、急停和手动/自动开关组成，同时触摸屏还用于抛丸时间显示。 在输出控制的 4 个子系统中，除尘子系统包含除尘旋风机和震打机构 ；钢丸循环传送子系统包含提升机 、筛分滚筒和风选装置； 工件传送子系统包含吊钩和电动钢轨小车 ；抛丸清理子系统包含了抛丸器和抛丸清理室。 每个子系统的动作都由电机或气阀完成。
大型双工位悬挂式柴油机曲轴抛丸清理系统的控制分全自动控制部分和手动控制部分。 自动控制时，系统一键式顺序启动。 手动控制时，每个子系统都可以独立控制，方便设备维护。
2 触摸屏选择
一般来说触摸屏可分为 4 类 ，分别为电阻式 、电容感应式、红外线式以及表面声波式。 每一类触摸屏都有其各自的优缺点，在系统设计时可按系统实际需求而选择 。 电阻屏稳定性好，可靠性好、环境适应性强，在工控领域中电阻屏显示出了它的独特性质，已成为市场上的主流产品。 由于抛丸清理系统工作环境较差，空气中含有的各种对电气设备有损害的 气 体 及 尘 埃 ， 因 此 系 统 人 机 界 面 采 用 三 菱 电 阻 式F940GOT-SWD 型彩色触摸显示屏。
三菱 F940GOT-SWD 型彩色电阻式触摸屏，触摸屏显示320×240 象素的图像，有画面显示功能、画面操作功能 、监视功能、数据采样功能和报警功能。
F940GOT-SWD 需要外部 DC24V 电源供电，它有两个通信接口，一个与计算机连接的 RS232 连接口 ，用于传送用户画面， 另一个与可编程控制器等设备连接的 RS422 连接口，用于与可编程控制器进行通信[5]，如图 2 所示。 通过 PC 机运行专用的编程软件把触摸屏画面下载到触摸屏中后 ，触摸屏与计算机便可以断开连接。
图 2 触摸屏与计算机、PLC 连接图
3 触摸屏界面设计与实现
触摸屏编辑软件为 FX-PCS-DU-WIN-C，它提供了多种控制器件图形控件以及功能组件能组合出各种显示与控制功能[6]，其画面主要由参数设置界面、操作控制界面和生产管理界面等组成。 触摸屏作为上位机，可对 PLC 中的实时数据进行显示 、记录 、存储和处理，起监控机器设备运行的功能。触摸屏主界面如图 3 所示。
图 3 触摸屏主界
在主界面上可对抛丸时间进行设定，时间设定范围为 1～30 分钟，要设定时间时只要触摸到时间设定区便会出现输入键盘，从而输入所要设定的抛丸时间。 选择自动运行模式和手动运行模式分别可以进自动操作和手动操作两个界面 ，操作界面如图 4 和图 5 所示。
图 4 触摸屏自动模式界面

图 5 触摸屏手动模式界面

在自动模式操作时，吊钩升降和运工件的小车为手动操作，其他被控设备运行动作控制为一键全自动完成。 选择返回键可返回上一*菜单。 系统启动、系统停止和吊钩进四个开关的动作设置为瞬间，其他开关设置为交替。
由于手动操作需要的输入开关比较多 ，因此在手动模式操作时分除尘子系统 、钢丸循环传送子系统 （吊钩操作和小车操作）、 工件传送子系统和抛丸清理子系统 4 个子系统操作界面，选择对应的子系统可进入相应操作界面。
除尘子系统操作界面主要对除尘电机 、振打电机 、抽风机的启停进行控制；抛丸清理子系统操作界面主要抛丸机的启停和各门的开与关进行控制；丸料循环子系统操作界面主要对提升机和螺旋传送机的启停进行控制；吊钩操作和小车操作界面主要对吊钩和钢轨小车的运行进行控制。
各操作画面绘制、 设置好以后便可以下载到触摸屏中 ，触摸屏与 PLC 联机使用，通过操作人员在触摸屏上操作触发PLC 的操作指令或者显示 PLC 运行中的各种信息。
4 结束语
基于 F940GOT 触摸屏与 PLC 结合， 实现了触摸屏代替常规开关作为输入，并对大型双工位悬挂式柴油机曲轴智能抛丸清理系统进行控制。 系统具有明显的优势，系统智能度有了很大的提高, 自双工位悬挂式柴油机曲轴智能抛丸清理系统投入生产以来 ，降低系统维护的费用和风险 ，具有广阔的推广应用前景。
参考文献:
[1] 岳庆来. 变频器、可编程序控制器及触摸屏综合应用技术[M].北京:机械工业出版社，2006.
[2] 姜培刚． 全自动发动机缸体抛丸清理系统的研究[J]． 铸造