消失模振動臺的人機界面系統(tǒng)設(shè)計

原云峰

（山西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西長治 046011）

1 振動臺簡介

振實臺是消失模鑄造中的關(guān)鍵設(shè)備，它能使砂子充滿模樣束內(nèi)外空間，并保證砂子達(dá)到足夠的緊實度而不會使模樣束變形。

振動臺在造型的過程中主要是起到對泡沫模型填充和緊實的作用，一方面要使型砂能充分地填充到模型的型腔里，同時還要使填充的型砂緊實，具有非常好的剛性;最理想的效果就是，不但保證型腔能夠填充緊實，而且要保證模型的變形的尺度在產(chǎn)品技術(shù)要求允許的范圍之內(nèi)［1］。

2 觸摸屏簡介

觸摸屏是觸摸式工業(yè)圖形顯示器的簡稱，它是一種連接人類和機器（主要是PLC）的人機界面（國外稱為HMI），被稱為PLC的臉面。它是替代傳統(tǒng)控制面板和鍵盤的智能化操作顯示器。可用于參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示。以曲線，動畫等形式描繪自動化控制過程，并可簡化PLC的控制程序。

觸摸屏的主要作用是:監(jiān)視和控制。

監(jiān)視-以數(shù)據(jù)，曲線，圖形，動畫等各種形式來反映PLC內(nèi)部位狀態(tài)，存儲器數(shù)值，從而直觀反映工業(yè)控制系統(tǒng)的流程，走向。

控制-可以通過觸摸屏操作改變PLC內(nèi)部位狀態(tài)，存儲器數(shù)值，從而參與過程控制。

現(xiàn)以山西某消失模鑄造企業(yè)的新型雨淋加砂振動臺的控制系統(tǒng)為例，簡要介紹有關(guān)觸摸屏的應(yīng)用情況。

3 系統(tǒng)原理與設(shè)計要求

（1）全機采用閉環(huán)控制，砂箱加砂重量通過重力傳感器傳遞給控制器［2］，保持運行中頻率的恒定。

（2）振動電機采用變頻控制，這樣十分方便改變它們的速度。

（3）全機控制系統(tǒng)通過PLC處理，增加了運行的可靠性。

（4）全機的工藝參數(shù)都能夠通過WEINVIEW MT6050i的觸摸屏來設(shè)定和監(jiān)控。

4 電控系統(tǒng)的整體構(gòu)成

（1）主控回路:整個電控系統(tǒng)的主控回路由主控制箱、振動臺體、控制電源（包括24V和48 V的開關(guān)電源）和緊急停車按鈕組成。

（2）程序采用雨淋加砂裝置與振動臺聯(lián)動控制，分自動、手動2個程序，自動程序流程為:第1部分完成后停止，待工人放好模族后連續(xù)完成2、3、4、5部分。手動程序流程為:每按下按鈕，順序完成上述中的一個部分。并用觸摸屏完成該程序部分的人機交換界面，程序要求能保存10個程序的參數(shù)，隨時可以調(diào)用保存的程序參數(shù)，進(jìn)行另一種產(chǎn)品的作業(yè)。

（3）半自動接頭裝置電器:有主控PLC、重力傳感器、電磁鐵等組成。

（4）控制板:由主控 PLC、變頻器以及 WEINVIEW MT6050i觸摸屏組成。

系統(tǒng)中，觸摸屏+PLC+變頻器+傳感器+執(zhí)行機構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得數(shù)據(jù)采集更加迅速順暢，控制更加集成化。由于現(xiàn)場安裝時觸摸屏與PLC在不同的地點，所以我們選擇的連接電纜為10 m。

本機通過以PLC核心控制器為中心的電路系統(tǒng)，來控制振動臺的所有振動電機、電磁閥工作;觸摸屏與PLC通過RS-485方式通訊;觸摸式人機界面可對全機的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，設(shè)定與顯示主要參數(shù);并可以存儲相關(guān)數(shù)據(jù)，重力傳感器信號輸入后，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后參與運算，對振動臺進(jìn)行控制;軟件運行過程中對各故障點和通訊進(jìn)行查詢，一旦發(fā)生故障則進(jìn)行故障處理，并對發(fā)生故障進(jìn)行記錄，可在觸摸屏上隨時進(jìn)行查詢。

5 觸摸屏畫面設(shè)計

WEINVIEW MT6050i觸摸屏憑借其出色的65536色色彩顯示以及精心設(shè)計的操作界面，讓人們在享受其美觀視覺的基礎(chǔ)上，既能實時顯示變頻器的參數(shù)，又能有效控制變頻器的各項動作及準(zhǔn)確設(shè)定各項參數(shù)，進(jìn)而精確控制振動臺的運行。

在WEINVIEW MT6050i觸摸屏的主界面上，可以簡單方便的對系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，另外還可實時顯示當(dāng)前通訊變頻器的各項主要參數(shù)，并用精美的圖形實時顯示變頻器的當(dāng)前狀態(tài)，分為:停機、運行、故障等多檔指示［3］。

WEINVIEW MT6050i觸摸屏還有一項非常實用的功能，即可以使用變量來設(shè)置變頻器的站號。當(dāng)一臺觸摸屏無論連接多少臺變頻器時，只需使用一套觸摸屏窗口程序即可輕松訪問各臺變頻器，而您需要操作的僅僅是改變變量的值為您要訪問的變頻器站號即可。

6 結(jié)束語

所有行業(yè)的應(yīng)用中，觸摸屏技術(shù)帶來的實質(zhì)益處始終未變:觸摸屏能夠讓用戶無須經(jīng)過任何培訓(xùn)就能馬上對上位機進(jìn)行操作，也無須計算機方面的專門培訓(xùn)。由于供用戶選擇的菜單設(shè)置非常明確，觸摸屏的使用幾乎消除了操作員誤操作的可能性。觸摸屏在真正意義上做到了輸入、輸出設(shè)備的一體化，它成功取代了鍵盤和鼠標(biāo)，結(jié)實耐用，可以承受鍵盤和鼠標(biāo)易受損壞的惡劣環(huán)境通過觸摸屏可以快速訪問所有類型的數(shù)字媒體，不會受到文本界面的妨礙;使用觸摸屏可以保證空間不被浪費，因為輸入設(shè)備已完全整合到顯示器中。

綜上所述，在工業(yè)現(xiàn)場，對計算機處理速度要求不是非常高的場合，用觸摸屏代替一般計算機的優(yōu)點在于:（1）簡化了人機界面;（2）在惡劣條件下經(jīng)久耐用;（3）適用于所有環(huán)境;（4）提高了精確度;（5）節(jié)省了空間。

本系統(tǒng)采用WEINVIEW6050i的觸摸屏+PLC+變頻器+傳感器+執(zhí)行機構(gòu)（電機、電磁閥），組成的高集成的控制系統(tǒng)，極大地提高了雨淋加砂振動臺的穩(wěn)定性。減少了很多以前用開關(guān)、按扭來控制的操作失誤，減小了設(shè)備的維修次數(shù)，提高了生產(chǎn)效率;同時增加了設(shè)備的顯示、存儲功能，大大提高了系統(tǒng)的性價比［4］。

［1］蘇繼勇，賈柏林，王驪.消失模鑄造砂處理系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用［J］.鑄造設(shè)備研究，2006（3）:12-13.

［2］葉偉.高頻震實臺在消失模鑄造生產(chǎn)線上的應(yīng)用［J］.鑄造設(shè)備研究，2003（6）:23-25.

［3］WEINVIEW威綸觸摸屏編程軟件操作手冊［Z］.Easy-Builder8000版本.2004.06.

［4］周櫆，樊自田，黃乃瑜，等.年產(chǎn)1500噸鑄件消失模鑄造生產(chǎn)線及其三維設(shè)計［J］.中國鑄造裝備與技術(shù)，2004（2）:54-57.