觸摸屏技術(shù)在水廠實(shí)時(shí)監(jiān)控中的應(yīng)用

1、摘要：木文主要討論了法國(guó)施耐得公司生產(chǎn)的magelis系列觸摸屏在水廠泵房上層監(jiān)掠屮 的應(yīng)用。分析了使用觸摸屏組態(tài)軟件編寫程序的主要步驟和應(yīng)該注意的方面，以及觸摸屏怎 樣與plc連接以實(shí)現(xiàn)工業(yè)過(guò)程的自動(dòng)化控制。通過(guò)使用該觸摸屏代替以往工控機(jī)作為上位 機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，使現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備具有更高的穩(wěn)定性和易用性，并且使維護(hù)更加 方便。關(guān)鍵字：觸摸屏magelis實(shí)時(shí)監(jiān)控1引言觸模屏是用戶利用手指或其它介質(zhì)直接與屏幕接觸，進(jìn)行信息選擇，向計(jì)算機(jī)輸入信息 的一種輸入設(shè)備。在工廠車間中，觸摸屛是首選的接口設(shè)備，因?yàn)樗哂泻軓?qiáng)的適應(yīng)性，所 以比鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球更有優(yōu)越性。觸摸屏易于使用、易于掌握、

2、低操作故障率是任何其 它輸入設(shè)備所無(wú)法比擬的：當(dāng)觸摸屏工作在惡劣的環(huán)境下，如灰塵、油污、潮濕、磨損劃傷 等，都不會(huì)造成觸摸屏的損壞。因此在工業(yè)自動(dòng)化屮觸摸屏可以發(fā)揮很好的作用。2工程具體應(yīng)用2.1實(shí)施方案在揚(yáng)子水廠三大泵房控制系統(tǒng)優(yōu)化工程項(xiàng)目中，根據(jù)廠方提出的要求，取消了原供水車 間大三大泵房（生活泵房、工業(yè)泵房、低硅泵房）的儀表盤、操作臺(tái)，各安裝一臺(tái)控制柜, 控制柜內(nèi)安裝plc作為下位機(jī)控制現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，控制柜柜面安裝有觸摸屏進(jìn)行上層監(jiān)控，另 外在工業(yè)泵房安裝一臺(tái)工控機(jī)通過(guò)電纜集成三大泵房的數(shù)據(jù)信號(hào)并傳送至水廠供水中控制 以實(shí)現(xiàn)全廠的管控一體化。系統(tǒng)主要配置和結(jié)構(gòu)圖如下：硬件：plc： modi

3、con quantum 系歹lj觸摸屏：施耐得magelis系列xbt-f034510型號(hào)10英、彩色液晶屏工控機(jī)：研華pill 128m/40g軟件：windows2000操作系統(tǒng)、ifix2.6中文版組態(tài)軟件magelis系列觸摸屏專用組態(tài)軟件xbt-l1000下位機(jī)組態(tài)軟件concept2.52.2觸摸屏組態(tài)編程本人在此項(xiàng)工程中主要負(fù)責(zé)觸摸屏部分的系統(tǒng)集成工作，所以以下就觸摸屏應(yīng)用程序的 開(kāi)沒(méi)、軟硬件調(diào)試過(guò)程以及與下位機(jī)plc的連接等內(nèi)容作比較詳細(xì)的闡述。（以生活泵房的開(kāi)發(fā)為例，另外兩個(gè)泵房的開(kāi)發(fā)與其相似）1. 硬件參數(shù)配罝和畫面總體布局設(shè)計(jì)首先，根據(jù)所選擇的觸摸屏打開(kāi)xbt-l1000

4、軟件，使用configuration/terminalty菜單 命令將硬件型號(hào)選力xbt-f0345i0,協(xié)議選擇modbus協(xié)議;使用configuration/equipment symbol命令將硬件地址定位master （1 ），這個(gè)地址必須與plc程序中的地址相互一致。其 他的參數(shù)使用默認(rèn)值即可，無(wú)需改變。其次，依照本工程的工藝要求確定設(shè)計(jì)四頁(yè)畫面：t藝流程閣、系統(tǒng)電氣圖和兩頁(yè)點(diǎn)表 圖。工藝流程圖顯示整個(gè)生活泵房車間工藝流程，即生活水由清水池經(jīng)過(guò)管道輸送到泵房車 間，在八臺(tái)水泵的加壓下送到各川水單位，其中謠要顯示各個(gè)泵的運(yùn)行狀態(tài)、管道的壓力、 水的濁度等數(shù)據(jù)量;系統(tǒng)電氣圖主要顯示與水

5、泵相聯(lián)系電機(jī)、變頻器等設(shè)各的運(yùn)行狀態(tài);點(diǎn)表 圖用來(lái)顯示所有的需要定時(shí)記錄的數(shù)據(jù)量。2. 畫面繪制與控制按鈕的設(shè)計(jì)在這里，我們使用new page/application命令來(lái)創(chuàng)違各個(gè)application page貞，使用go to page/application命令在各個(gè)畫面之間切換。為丫使畫面淸晰醒目，采用黑色作為畫面背 景顏色，使用 page/new model/application 命令建立一 application model 頁(yè)，model 頁(yè)相當(dāng) 于母板，只要在此頁(yè)上畫一占滿全屏的黑色矩形，就可以在所有application page頁(yè)上顯示， 作為背景。xbt-l1000提

6、供了一個(gè)繪圖工具條tool palette，如下圖所示:tool palettean o蚓b3公孑士谷® e其中的-些靜態(tài)圖形（即沒(méi)有和數(shù)據(jù)信號(hào)相關(guān)聯(lián)的圖形）如水泉、管道、閥門等都可以 使川以上工具條里的繪圖工具畫出;由于xbt-l1000沒(méi)有巾文輸入功能，所以所有的巾文文 本顯示只能通過(guò)拷貝外部的位圖來(lái)獲得;各水泵和控制各水泵的電機(jī)、變頻器的狀態(tài)分別用 不同顏色的示意閣形來(lái)表示，每一種閣形與一種狀態(tài)反饋信號(hào)相互關(guān)聯(lián)，這里我們分別使用 綠、紅、黃三種顏色的閣形來(lái)代表設(shè)備的運(yùn)行、停止和故障狀態(tài)。工具條中比較重要的幾個(gè)工具使用方法分別是：1主要是和各種信號(hào)相關(guān)聯(lián)，以川來(lái)顯示它們的實(shí)時(shí)值，

7、也可以接受用戶輸入來(lái)控制某些數(shù)據(jù)信號(hào)。這里我們主要是用來(lái)顯示清水池的液位、泵的電流、管道的壓力、流量、 累積等這些需要定時(shí)記錄的模擬y:。這一過(guò)程和上位機(jī)的掛點(diǎn)十分相似，只不過(guò)這里沒(méi)有數(shù) 據(jù)庫(kù)，關(guān)鍵是把各數(shù)據(jù)量的地址設(shè)置成和plc中的地址相互一致，模擬量類型應(yīng)為十進(jìn)制， 屬性應(yīng)為只讀方式。如果某些重要的數(shù)據(jù)耑要在超過(guò)一定范圍時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，以提醒操作 員工采取相應(yīng)的措施，則付以在屬性窗口中設(shè)置這些數(shù)據(jù)的報(bào)警上下限以及超過(guò)上下限后先 后顯示顏色的變化，以此來(lái)達(dá)到報(bào)警的目的。在此工程屮我們主要是控制各個(gè)水泵的啟動(dòng)和 停止，方法是先繪制或者從外表拷w按鈕圖標(biāo)到畫面（如啟動(dòng)或停止），然后拖動(dòng)此工具 到

8、按鈕，設(shè)置其字體使它的大小與按鈕重合并將它放到按鈕下層，再雙擊它打開(kāi)屬性設(shè)置窗 口將地址設(shè)置成和plc屮的地址相互一致，最后將數(shù)據(jù)類型設(shè)成二進(jìn)制屬性為讀/寫方式， 當(dāng)然還可以沒(méi)置輸入密碼。這個(gè)工具可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)畫而之間的相互切換。方法是先繪制或者從外表拷貝一按 鈕圖標(biāo)到畫面（如下頁(yè)），然后拖動(dòng)此工具到按鈕，拖動(dòng)它的大小使其與按鈕重合并將它放 到按鈕下層，然后雙擊它打開(kāi)屬性設(shè)置窗口選擇所要跳轉(zhuǎn)的頁(yè)面。這幾個(gè)工具圖標(biāo)主要用來(lái)和一些模擬量相互鏈接（如清水池液位），模擬各種儀表顯示，可以實(shí)現(xiàn)一定的動(dòng)畫效果，使畫面更生動(dòng)形象，用法與以上兩個(gè) 工具的類似。在所打畫面都設(shè)計(jì)好以后，我們可以使用simulati

9、on/simulation application菜單命令模 擬plc運(yùn)行程序，用以驗(yàn)證各種顯示、控制和報(bào)警功能是否正常。這一功能極大地方便了 程序的調(diào)試，加快了工程的開(kāi)發(fā)進(jìn)度。3. 地址設(shè)定與程序下裝為了實(shí)時(shí)監(jiān)控一些重要的數(shù)據(jù)，比如清水池的液位、泵的電流、管道的壓力、流量、累 積等，必須使巾現(xiàn)場(chǎng)傳感器、智能儀表等設(shè)備所測(cè)得的數(shù)據(jù)通過(guò)通訊電纜輸送到plc擰制 器的數(shù)據(jù)能夠在觸摸屏上得以顯示。巾于我們選用的plc也是施耐得公司的產(chǎn)品，所以觸 摸屏與plc的地址設(shè)定是一致的，硬件上只需要用一根a賈modbus協(xié)議驅(qū)動(dòng)卡的電纜線 連接二者的串行端口，就可以達(dá)到數(shù)據(jù)實(shí)吋顯示的目的。具體地址規(guī)定如下：位

10、輸入?yún)⒖家詳?shù)1作為前綴，即100001;位輸出參考以數(shù)0作為前綴，即000001;寄存器（模擬）輸入?yún)⒖家詳?shù)3作為前綴，即300001;寄存器（模擬）輸出參考以數(shù)4作為前綴，即400001。程序在計(jì)算機(jī)上編寫完成后需要導(dǎo)出到觸摸屏的存儲(chǔ)器中，這稱為程序下裝。觸摸屏的 存儲(chǔ)器是一塊可以拆卸的pcmcia存儲(chǔ)卡，與一般筆記本電腦使用的pcmcia卡互相兼容， 所以我們可以有兩種方法將程序t裝:其一是直接用串口通訊電纜將程序?qū)С龅接|摸屏的存 儲(chǔ)卡閃，使用transfer/export/to import/export folder命令，但巾于足使用申口通訊，速度較 慢，一般需要幾分鐘，如果程序稍大，

11、則需要十幾分鐘;所以我們-般采用另一種方法，就是先將程 序?qū)С龅接?jì)算機(jī)的文件夾中，使用transfer/export/to terminal命令，然后通過(guò)第記本電腦將導(dǎo)出的 內(nèi)容全部一次拷貝到觸摸屏的存儲(chǔ)卡中，這樣做速度既快，又不容易丟失數(shù)據(jù)。4. 安裝與調(diào)試具體安裝接線圖如下所示：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過(guò)程主要應(yīng)注意以下兒個(gè)方而：要對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行各種狀態(tài)的測(cè)試，以保證在任何情況下數(shù)據(jù)顯示的正確性； 對(duì)一些特別重要的操作（如泵的啟動(dòng)）必須通過(guò)系統(tǒng)菜單設(shè)置密碼和權(quán)限，對(duì)一些控制操作（如泵的停止）為防止誤操作必須設(shè)置二次確認(rèn)提示框；可以設(shè)置適當(dāng)?shù)钠聊槐Ｗo(hù)時(shí)間用于延長(zhǎng)觸摸屏的使用壽命。2.3觸摸屏技術(shù)特點(diǎn)分析

12、通過(guò)這一工程的實(shí)施，我們可以得山其中所使用的maglies系列觸摸屏具有如下特點(diǎn)：magelis在設(shè)計(jì)hmi （人機(jī)界面）時(shí)的特點(diǎn)：女基于windows的組態(tài)軟件，易于使用，可以進(jìn)行離線模擬*程序的通訊協(xié)議易于更改*具有豐富的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的圖形庫(kù)*組態(tài)軟件簡(jiǎn)單易學(xué)在xbtl1000軟件巾己包含自學(xué)習(xí)功能;支持位圖輸入;預(yù)定義的模擬圖庫(kù)注頁(yè)面的定 義*操作與機(jī)器容易配合xbtl1000支持5種系統(tǒng)語(yǔ)言和3種顯示語(yǔ)言;幫助可關(guān)聯(lián)于每個(gè)應(yīng)用頁(yè)或報(bào)警頁(yè);幫助 彈山功能可關(guān)聯(lián)于每個(gè)變量;plc協(xié)議可隨吋變更而不必更改程序magelis的操作特點(diǎn)：*系統(tǒng)菜單簡(jiǎn)單易用可以方便地實(shí)現(xiàn)權(quán)限的設(shè)置、控制加密、fi期

13、時(shí)間的設(shè)定、屏幕保護(hù)等功能*用戶可定義的報(bào)警管理：報(bào)警組的概念;單一或全局的認(rèn)知;集成的報(bào)警繼電器*搞清晰度的10“彩色tft屏幕magelis的調(diào)試與維護(hù)特點(diǎn)：*產(chǎn)品容易安裝和更換：使用彈簧夾，pcmcia存儲(chǔ)卡，無(wú)須工具即可拆卸*軟件容易升級(jí)，升級(jí)后程序無(wú)需重新編寫*程序易于閱讀：頁(yè)面的連接使用樹形結(jié)構(gòu);頁(yè)面之間交叉引用 3結(jié)束語(yǔ)我們這次在水廠工程中，將觸摸屏用于泵房控制很好的滿足了用戶的工作要求，投運(yùn)以 來(lái)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定、可靠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控。觸摸屏技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，并且由于它具有 可依靠性高、操作方便、易與安裝調(diào)試等特點(diǎn)，所以已經(jīng)在工業(yè)控制屮得到了廣泛地應(yīng)用。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，將會(huì)有許多工； '和企業(yè)在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程屮使用觸摸屏作為監(jiān)控設(shè) 備，因此，作為工程技術(shù)人員掌