觸摸屏在真空燒結(jié)爐中的設(shè)計(jì)應(yīng)用分析

葛鵬

摘 要：工業(yè)觸摸屏是最近幾年發(fā)展起來的圖形化操作設(shè)備，由于能夠代替操作按鈕，與設(shè)備進(jìn)行人機(jī)交互并能夠直觀顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。本文引入觸摸屏來控制PLC從而實(shí)現(xiàn)對真空燒結(jié)爐的控制和時(shí)時(shí)監(jiān)控，使得操作人員能夠在觸摸屏上直接更改工藝參數(shù)，同時(shí)更加直觀的了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：觸摸屏；真空燒結(jié)爐；PLC

本文闡述了利用觸摸屏作為上位機(jī)來控制和監(jiān)控PLC，再由PLC對設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行控制。工業(yè)觸摸屏是最近幾年發(fā)展起來的圖形化操作設(shè)備，由于能夠代替操作按鈕，與設(shè)備進(jìn)行人機(jī)交互并能夠直觀顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

1.真空燒結(jié)爐介紹

真空燒結(jié)爐是在真空環(huán)境中對被加熱物料進(jìn)行保護(hù)性燒結(jié)的爐子，其加熱方式比較多，如電阻加熱、感應(yīng)加熱、微波加熱等。在稀土永磁材料行業(yè)中廣泛應(yīng)用的是電阻加熱方式的真空燒結(jié)爐，是不可缺少的重要關(guān)鍵設(shè)備。

真空燒結(jié)爐由真空泵系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)，風(fēng)冷換熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)這四部分構(gòu)成。其工作流程為：

2.觸摸屏軟件設(shè)計(jì)

依照原有設(shè)備的控制要求以及工藝流程，設(shè)計(jì)觸摸屏窗口的人機(jī)交互界面，可以分成操作畫面、參數(shù)畫面、報(bào)警畫面、時(shí)間積算畫面。這四大塊，如果單個(gè)畫面無法完全顯示所要表達(dá)的圖形或需要預(yù)留升級(jí)的畫面可以由這四大主窗口延伸或并行，流程圖如圖1。

2.1開機(jī)主畫面

開機(jī)畫面一般是顯示設(shè)備名稱和規(guī)格、設(shè)備廠家信息組成，能夠起到宣傳作用，可以讓使用者了解初步信息。

2.2操作畫面

由于觸摸屏最基本的功能就是可以代替按鈕開關(guān)來對PLC進(jìn)行信號(hào)的輸入，因此設(shè)備的操作畫面必不可少。該畫面能夠直觀的模擬出設(shè)備的整個(gè)布局，并能夠時(shí)實(shí)顯示設(shè)備各部件的工作狀態(tài)，通過觸控屏幕上模擬的各個(gè)開關(guān)實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備的運(yùn)行/停止動(dòng)作。該功能完全替代了按鈕開關(guān)的功能，并且在使用壽命和可靠性上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于按鈕開關(guān)。

2.3參數(shù)畫面

在此畫面內(nèi)提供了時(shí)間參數(shù)的設(shè)定窗口，由于該設(shè)備的真空系統(tǒng)為三級(jí)泵系統(tǒng)，其中油擴(kuò)散泵需要在工作前40-60分鐘對擴(kuò)散泵油進(jìn)行預(yù)加熱，油擴(kuò)散泵停止工作后要延長40-60分鐘對油進(jìn)行冷卻，這兩個(gè)時(shí)間可以通過該窗口進(jìn)行設(shè)定和修改。冷卻系統(tǒng)（即風(fēng)冷換熱）的工作下限為0—90℃，能通過該窗口進(jìn)行設(shè)定和修改，通過設(shè)定溫度能精確控制風(fēng)冷溫度，達(dá)到設(shè)定值時(shí)，通過報(bào)警提示工作人員進(jìn)行出爐，即保證了工藝條件又節(jié)約了電能，大大方便了現(xiàn)場的操作。

2.4報(bào)警畫面

在此畫面內(nèi)將真空系統(tǒng)內(nèi)的真空泵電機(jī)過載故障，真空閥門開啟/關(guān)閉超時(shí)故障，充氣超壓故障，系統(tǒng)循環(huán)水壓力低故障，動(dòng)力起源壓力低故障，加熱電源故障，爐溫超溫故障等等全部包含進(jìn)來，在有故障發(fā)生時(shí)，觸摸屏的顯示畫面會(huì)自動(dòng)跳到報(bào)警畫面，可以很醒目的看到是哪個(gè)設(shè)備引起的，方便操作人員和維修人員對故障的判斷。

2.5時(shí)間積算畫面

時(shí)間計(jì)算畫面的引入，能對真空燒結(jié)爐的真空泵，冷卻風(fēng)機(jī)電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間做累計(jì)計(jì)時(shí)。通過這個(gè)畫面了解各個(gè)真空泵和冷卻風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，對于真空泵和冷卻風(fēng)機(jī)的定期保養(yǎng)維護(hù)起到了定時(shí)提醒的目的，便于設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的管理，方便操作人員和維修人員時(shí)時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，可以提前準(zhǔn)備保養(yǎng)維護(hù)的工作。

2.6真空度和溫度畫面

真空度和溫度的數(shù)據(jù)采集和儲(chǔ)存，能在設(shè)定的幾秒內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和儲(chǔ)存，方便了數(shù)據(jù)的記錄，也減少紙質(zhì)記錄的書寫，方便了工藝問題的查詢，為日常生產(chǎn)起到監(jiān)督和指導(dǎo)做用。通過數(shù)據(jù)的積累，能運(yùn)用真空度和溫度數(shù)據(jù)來對現(xiàn)有工藝進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，從而為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品提供原始資料。

3.結(jié)論與認(rèn)識(shí)

在觸摸屏沒有應(yīng)用到真空燒結(jié)爐的控制系統(tǒng)時(shí)，控制系統(tǒng)一般由一塊模擬面板描繪出設(shè)備的部件結(jié)構(gòu)，相應(yīng)位置由按鈕或指示燈標(biāo)示。操作人員通過按相應(yīng)按鈕來控制各個(gè)設(shè)備的啟停，指示燈顯示相應(yīng)的工作狀態(tài)。由于操作頻繁的按鈕和指示燈會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)故障，因此給操作帶來了諸多的不便。

觸摸屏的應(yīng)用解決了上述的故障，并能夠更加逼真的顯示出設(shè)備各個(gè)部件的運(yùn)行狀態(tài)和各個(gè)參數(shù)的時(shí)實(shí)數(shù)值，不但直觀而且使用壽命長，同時(shí)給人機(jī)交互提供了便利的條件，許多參與控制的時(shí)間常數(shù)可以隨時(shí)在觸摸屏上更改，即可通過觸摸屏寫入到PLC內(nèi)部，解決了以前必須要用電腦軟件或編程器來更改PLC程序。

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