1、基于觸摸屏的水位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計目 錄摘要1Abstract11 引言21.1 現(xiàn)狀分析21.2 可行性分析21.3 設(shè)計任務(wù)32 設(shè)計方案32.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)32.2 技術(shù)要求32.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架42.4 觸摸屏設(shè)置42.4.1 信號地址配置42.4.2 功能對象設(shè)置52.4.3 工程測試與傳送72.5 PLC設(shè)置92.5.1 PLC系統(tǒng)設(shè)置與傳送92.5.2 PLC 的功能112.5.3 PLC 主要程序142.6 PLC與PT連接153 操作界面163.1 主菜單界面的生成163.2 實時曲線菜單的生成173.3 報警/事件菜單生成183.4 水箱液位顯示設(shè)計194 設(shè)計總結(jié)194.1 系統(tǒng)

2、特色194.2 系統(tǒng)實際效果20致謝21參考文獻21基于觸摸屏的水位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計摘要： 觸摸屏是一種用觸摸方式進行人機交互的計算機系統(tǒng)，一種智能的人機界面。觸摸屏廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，是現(xiàn)代信息查詢系統(tǒng)的重要前端設(shè)備。觸摸屏使用方便，操作直接，界面友好，對環(huán)境要求低，堅固耐用，應(yīng)用非常普遍，給人們帶來了極大的方便。本論文就介紹了一個采用姆龍系列觸摸屏NS10和CJ1M型PLC設(shè)計的水位監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用NS-Desigen軟件實現(xiàn)系統(tǒng)操作界面的設(shè)計，然后把界面?zhèn)魉偷絇T；采用CX-Programmer軟件實現(xiàn)一個單級水位監(jiān)控系統(tǒng)的仿真，然后把系統(tǒng)傳送到PLC中。最后，通過NS10和PLC的連接、

3、數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)觸摸屏監(jiān)視和控制水位系統(tǒng)。經(jīng)過設(shè)計調(diào)試，最終完成了觸摸屏對PLC水位系統(tǒng)的監(jiān)視和控制。關(guān)鍵詞：觸摸屏；人機界面；可編程終端；PLCDesign of Water-Level Control SystemBased on theTouch-Screen Abstract：The Touch-Screem is a one kind of man-machine interaction computer system which is used by touching way, one kind of intelligent Human Machine Interface. Wide

4、ly used in various trades and industries, modern information systems，it is an important front-end equipment. Easily to use, operated directly, user-friendly, low environmental requirements, durable, very common application, It has brought greatly convenience to us. This article introduce a Water-lev

5、el control system which designed by OMRON NS10 and CJ1M type of PLC. OMRON NS-Desigen software desigened the interface of the control system while CJ1M type of PLC desigened a Single-stage water level monitoring system for simulation. NS-Desigen software desigen a system operation contact surface，an

6、d then transmit to PT while CX-Programmer sofeware desigen a Single-stage water level monitoring system for simulation, and then transmit to PLC. Finally, through NS10 and the PLC connection, the data exchange, realizes the touchscreen surveillance and the control water level system. After designed

7、and debugged, the system is well desigened.Key words：Touch-Screem；Human Machine Interface；Programmable terminal；Programmer logical control1 引言采用可編程邏輯控制器PLC，可利用其硬件和軟件上采取的一系列抗干擾措施，使它可以直接安裝于工業(yè)現(xiàn)場而穩(wěn)定可靠地工作。不宜實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控以及參數(shù)的現(xiàn)場設(shè)置和修改。如果采用上位機監(jiān)控計算機PC與PLC通信的方式，不僅投資成本高，而且上位機一般難于設(shè)置在高溫、輻射、高電氣干擾的生產(chǎn)現(xiàn)場，不便于現(xiàn)場操作人員對生產(chǎn)過程實施監(jiān)控

8、和參數(shù)的在線設(shè)置1。觸摸屏人機界面采用“人機對話”的控制方式，以觸摸屏HMI作為操作人員和機器設(shè)備之間雙向溝通的橋梁，用戶可以自由地組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來處理并監(jiān)控管理設(shè)備、使用人機界面能夠明確告知操作人員機器設(shè)備目前的工作狀態(tài)，使操作變得簡單生動。同時，使用人機界面可以使機器的配線標準化、簡單化、還能減少PLC的I/O點數(shù)，同時由于控制設(shè)備的高性能以及操作面板的小型化，相對地提高了整套設(shè)備的附加價值2。鑒于一階水位控制系統(tǒng)要控制水位的變化，實時顯示水位變化曲線，安全措施要求比較高，環(huán)境多變，而且需要人機交互，因而使用可靠性高的觸摸屏是最佳的選擇。1.1 現(xiàn)狀分析長期以來，PLC始終處

9、于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非常可靠的控制應(yīng)用。目前，PLC已被廣泛應(yīng)用于連續(xù)過程控制領(lǐng)域，而且基于連續(xù)過程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢正在進一步得到增長3。PLC觸摸屏是一種用觸摸方式進行人機交互的人機界面。其顯示器上面加了一層具有檢測功能的透明薄膜，通過手指觸摸的方式進行人機交互，檢測和接收信息。它的產(chǎn)生和發(fā)展推動了人機交互的快速發(fā)展，以及提供了更為方便快捷的操作界面。作為智能的多媒體輸入輸出設(shè)備，觸摸屏已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、通信等領(lǐng)域的控制，信息查詢及其他諸多方面。觸摸屏技術(shù)在不斷的發(fā)展，從紅外屏、電阻屏到電容屏、聲波屏，從單色屏到彩色屏，智能化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化

10、，技術(shù)越來越可靠。早期PLC的人機對話功能較弱，但是目前這種情況已有很大改觀，各廠家都推出了自己的人機對話產(chǎn)品。OMRON C 系列也推出了兩種產(chǎn)品，一種是字符型的小型液晶屏；另一種是基于點陣的NT系列觸摸屏（Programmable Terminal，PT）。前者操作比較簡單。NT系列由多類PT及相關(guān)的支持軟件組成，PT主要包括NT10 ，NT20，NT30，NT60，NT31和NT61等幾類，每一類又有若干型號，它們的工作原理相同，區(qū)別在于外形的大小、顯示色彩、支持功能的多少等方面。支持軟件實現(xiàn)PT的畫面編程、PT與PLC的數(shù)據(jù)鏈接設(shè)置、PT與上位機和PLC的通信支持等功能。其工作原理是先

11、在上位機上用軟件進行編程和調(diào)試，然后利用RS-232接口使上位機與PT進行通信，將編輯好的應(yīng)用程序下載到PT上，最后仍用RS-232接口把PT與PLC相連，采用NT通行方式，PT就可以與PLC聯(lián)機工作4。因此開發(fā)一套適應(yīng)且方便快捷的觸摸式人機交互的過程控制系統(tǒng)顯得非常及時而又重要。這也是工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。1.2 可行性分析觸摸屏產(chǎn)品的研發(fā)開始于20世紀60年代的美國，到70年代技術(shù)日漸成熟。目前，在工業(yè)現(xiàn)場中，觸摸屏產(chǎn)品和技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用?？删幊探K端是一種與PLC進行人機交互的終端設(shè)備。作為智能的多媒體輸入輸出設(shè)備，它取代了傳統(tǒng)控制臺的許多功能，具有圖形顯示等豐富的人機交互功能。其

12、是由計算機逐步演化過來的，初始階段，為了工業(yè)現(xiàn)場使用方便和可靠，把操作按鈕放在顯示器的下方并做成一體。隨著檢測技術(shù)的發(fā)展，使用觸摸技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鍵盤和操作按鈕并通過加工將觸摸部分和顯示器疊成一體，便構(gòu)成了觸摸屏。與PC相比，觸摸屏對環(huán)境要求低，可適用于多種環(huán)境。同時，還具有操作方便、堅固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省時間、易于交流信息等優(yōu)點。隨著觸摸屏技術(shù)的飛速發(fā)展，過程控制系統(tǒng)需求的進一步提升，特別是在工業(yè)現(xiàn)場的各種環(huán)境中，觸摸屏的優(yōu)點開始嶄露頭角。其顯示和狀態(tài)監(jiān)視功能、實時報警功能、數(shù)字輸入功能、控制功能等功能使其成為過程控制系統(tǒng)成功開發(fā)的根本保證和強大的推動力5。分析表明：采用PLC觸摸屏在工業(yè)

13、控制中進行實時監(jiān)控成為了可能和必然。1.3 設(shè)計任務(wù)經(jīng)過一段時間的深入調(diào)查和分析，總結(jié)出PLC觸摸屏在過程控制的開發(fā)任務(wù)主要體現(xiàn)為：用戶可以通過觸摸屏的良好的人機交互界面對過程控制系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，對被控對象進行采樣并保存，實現(xiàn)異常情況進報警并記錄事件，以及系統(tǒng)的啟動和停止。使用基于OMRON NS10觸摸屏的CX-Designer和 CX-Programmer軟件，設(shè)計出合理的操作界面和PLC控制程序，最終實現(xiàn)對一階水位控制系統(tǒng)進行實時控制。2 設(shè)計方案2.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)依托中南民族大學(xué)自動化實驗室的 OMRON NS10 觸摸屏、CJ1M 系列PLC上位機及過程控制設(shè)備，建立PLC觸摸屏在一

14、階水位自動控制中的應(yīng)用與設(shè)計的控制系統(tǒng)。主要實現(xiàn)對一階水位控制站進行實時監(jiān)控。PLC實驗室共配置15臺（套）PLC，并形成管理層、控制層、設(shè)備層三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（如下圖所示）。計算機1計算機14PLC1PLC2PLC3PLC4PLC15PLC14管理層控制層計算機2計算機3計算機4計算機15遠程PT圖2-1 設(shè)備結(jié)構(gòu)圖2.2 技術(shù)要求為了增加整個系統(tǒng)的控制性、穩(wěn)定性及可推廣性，特提出以下幾點要求。（1）良好的開放性。系統(tǒng)具備跨平臺的性能，可以在大部分PLC觸摸屏硬件環(huán)境下使用。用戶與界面的設(shè)置和PLC控制程序之間是透明的。（2）易擴展。用戶可以根據(jù)控制需要對控制系統(tǒng)進行擴展。（3）安全可靠。系統(tǒng)穩(wěn)

15、定、可靠。（4）界面友好，易于操作。主要界面有實時曲線、歷史曲線、報警/事件、啟動開關(guān)、停止開關(guān)、時間等功能，界面簡潔，易于操作。2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖2-2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)架圖系統(tǒng)由一階水位控制站、PLC、PT組成，如圖2-2所示。使用PLC控制器，用于控制一階水箱的水位和發(fā)出報警信號。PT的功能是實時顯示水位變化趨勢圖、記錄水位歷史變換的歷史曲線、報警并記錄事件和控制系統(tǒng)啟動停止。這里使用OMRON-NS10型號PT。PLC編程器使用OMRON CX-One NS-Desigen編寫控制程序。2.4 觸摸屏設(shè)置 觸摸屏的設(shè)置包括地址的設(shè)置，編寫程序，程序的傳輸，通訊等等。2.4.1 信號地址配置

16、 PLC和PT之間需要隨時交換信號，有采樣水位，放在DM00000中，歷史曲線采樣信號也放在DM00000 中。還有報警標志，由于PLC使用PID單元進行水位控制，所以報警信號存放在148.01中，啟動信號存放在HR0.00中，停止信號存放在HR0.01中，如表2-1所示。表2-1 信號分配信號名稱地址信號實時液位0010BCD碼歷史液位D00200BCD碼報警$B6置1啟動0.00脈沖停止0.01脈沖 PT在本設(shè)計中使用了四個屏幕，8個功能對象，如表2-2所示。表2-2 功能對象功能對象圖標地址功能作用位燈$B6顯示報警時亮開關(guān)0.00輸入啟動開關(guān)0.01輸入停止液位0010顯示顯示水位數(shù)據(jù)

17、日志0010顯示記錄歷史曲線報警/事件顯示0010顯示顯示報警信息報警/事件記錄0010顯示顯示報警記錄日期顯示顯示日期時間顯示顯示時間2.4.2 功能對象設(shè)置（1）位燈：位燈用于報警，當(dāng)PLC判斷水位=95時，地址$B6置 1，燈亮，其設(shè)定值對應(yīng)下圖Set Numeral comparison macro的值。另外還需要設(shè)置燈的形狀和顏色?，F(xiàn)設(shè)置為系統(tǒng)正常時燈顏色為綠色，當(dāng)報警情況時燈顏色為紅色。其設(shè)置方法是設(shè)置水位輸入對象的宏，如下2-3圖所示：圖2-3 位燈設(shè)置圖Edit Macro 所對應(yīng)的函數(shù)是： (1): 液位大于等于95 $b6=1; '位燈打開$b8=1; '報

18、警開(1): 液位小于95$b6=0; '位燈關(guān)$b8=0; '報警關(guān)（2）啟動按鈕：用于系統(tǒng)的啟動，此按鈕用于啟動PLC程序。PLC程序啟動的信號經(jīng)由PT的Serial A 傳送到 PLC:0#C00001.00。啟動按鈕的Write Address設(shè)為PLC:0#C00001.00。在Action Type 選項中選擇Alternate。在Color/Shape 中選擇按鈕的形狀和顏色。（3）停止按鈕：用于系統(tǒng)的停止，此開關(guān)用于停止PLC程序。PLC程序停止的信號經(jīng)由PT的Serial A 傳送到 PLC:0#C00001.01。如果PLC程序停止運行，就不再查詢水位系統(tǒng)，

19、不再接收水位數(shù)據(jù)，也就不再把水位數(shù)據(jù)傳輸給PT。（4）報警/事件記錄和報警/事件顯示：設(shè)置讀出報警位地址為PLC:0#C00000位 當(dāng)$b6=1位置 1 時報警。在常規(guī)設(shè)置中選擇Alarm History和Event，然后單擊 Register Alarm/Event出現(xiàn)Alarm/Event Setting對話框，單擊Add出現(xiàn)對話框，主要設(shè)置地址和標題信息。地址：$B8。標題信息：報警！選擇Save to History。其設(shè)置如2-4圖所示：2-4圖報警/事件記錄和報警/事件顯示設(shè)置（5）數(shù)據(jù)日志趨勢圖：記錄歷史曲線，它的功能是讀取PLC:0#C00000的內(nèi)容，并以趨勢圖的方式顯示出

20、來。主要設(shè)置有地址，讀數(shù)據(jù)的間隔以及圖形界面的設(shè)置。設(shè)置圖形最高顯示100，假設(shè)系統(tǒng)5min能進入穩(wěn)定狀態(tài)，為了能看到完整的過渡過程，在此設(shè)定一個界面顯示10min的數(shù)據(jù)。其中地址設(shè)置為PLC:0#C00000，數(shù)據(jù)類型為BCD（Signed 1 Word），最大值為100，最小值為0，時間間隔設(shè)置為1s。其設(shè)計如圖2-5所示：圖2-5 采樣地址（6）時間與日期：用于顯示時間和日期，它和系統(tǒng)的時間和日期一致。放在系統(tǒng)主菜單的右下角。(7) 液位計（Lecel Meter）：也叫棒狀圖，可以顯示PT或PLC存儲器中的數(shù)據(jù)，它與輸入數(shù)據(jù)通過存儲器地址聯(lián)系起來。當(dāng)輸入變化時，使用者可以直觀地看到輸出

21、的變化。此設(shè)計中液位計可以顯示設(shè)定液位值和當(dāng)前液位值。其設(shè)計如圖2-6所示：圖2-6 液位計地址及其他設(shè)置2.4.3 工程測試與傳送（1）測試當(dāng)用把程序設(shè)計好以后，可在NS-Desigen主菜單中選擇工具（Tool）/測試（Test），對他們的運行狀態(tài)進行測試。在運行測試之前要保存熒屏。選擇測試后，出現(xiàn)Test對話框。如圖2-7所示，開始對工程進行初步測試。圖2-7 Test對話框（2）系統(tǒng)設(shè)置屏幕編輯好以后，要傳送到PT，在傳到PT之前，先要進行系統(tǒng)設(shè)置。要設(shè)置PT與PLC之間的通信路徑，設(shè)置路徑如下：<Setting./System Setting/Comm-All/Serial P

22、ort A/PLC,Serial Port B/None>,其他選項不變，如圖2-8所示。圖2-8 系統(tǒng)設(shè)置（3）PC與PT鏈接用RS-232端口連接PC與PT，下載屏幕數(shù)據(jù)，在傳輸數(shù)據(jù)之前，先要進行傳輸端口的設(shè)置。COM端口在軟件中的設(shè)置應(yīng)與硬件使用一致。完成連接后進行如下操作：1）在菜單欄File（F）中選擇Transfer Date（D）項。如圖所示。2）連接設(shè)置，對Comms進行設(shè)置，單擊Comms Method（C），選擇Serial項，單擊set，單擊Port，選擇Com1，如圖2-9所示。圖2-9 系統(tǒng)連接設(shè)置3）選擇傳送屏幕：回到屏幕傳輸數(shù)據(jù)（Screen Transfe

23、r Data）對話框，選擇全部（Select All）。4）下載（D）開始下載（Start）。下載完畢后確定。工作就緒后，出現(xiàn)進度條顯示當(dāng)前傳輸進度。5）傳輸完成后，會要求重啟NS-hardware，選擇”是”，回到初始狀態(tài)。2.5 PLC設(shè)置2.5.1 PLC系統(tǒng)設(shè)置與傳送PLC與PT進行NT鏈接要對PLC進行通信協(xié)議設(shè)置。PLC通信協(xié)議設(shè)置是通過CX-P軟件實現(xiàn)的。在CX-P中設(shè)置好后，需要傳送到PLC中。PLC傳送系統(tǒng)設(shè)置時要把CPU的DIP開關(guān)第五角置1，傳送完畢后再復(fù)位。具體操作如下：（1）硬件設(shè)置實驗室PLC為CJ1M型，打開CPU上的一個小蓋子，里面有一個DIP開關(guān)，開關(guān)旁有一個

24、表格，如表2-3所示，表中說明了各腳的含義。現(xiàn)把第五腳設(shè)為1.表2-3 DIP開關(guān)表序號名稱備注值1MEMORY PROTECT存儲器保護02M/C AUTO READM/C自動讀03MESSAGE：ENGLISH英語信息04DEFAULT INSTRUCTION SET默認指令設(shè)置05RS-232C FIXED SETTINGRS-232C端口固定設(shè)置16EXTERMINAL IAR0712：ON擴展IAR0712：ON0（2）軟件設(shè)置 軟件設(shè)置是用CX-P軟件完成的。打開CX-P軟件。建立一個新文件，確定PLC的型號，如圖所示確定后的界面如圖2-10所示。單擊上位機鏈接端口，選擇NT鏈接1

25、：1.選擇在線和PC-PLC連接時PC的通信口，把它傳送到PLC中，如圖2-11所示。傳送完畢后，就可以把CPU的DIP開關(guān)的第五個腳撥回到OFF。這時把PLC與PT用PS-232端口連接在一起。PT就可以工作了。下載情況如圖2-12所示：圖2-10 設(shè)定PLC型號圖2-11 CX-P編程選項設(shè)置圖2-12 PLC設(shè)定RS-232連接2.5.2 PLC 的功能PLC主要是設(shè)計一個一階PID模塊，用于對水位控制站的水位進行控制，并且判斷水位是否超過95，如果超過，報警位置 1，I/O表如表2-4所示。表2-4 I/O表序號地址信號含義說明1DM00000存放水位當(dāng)前值2148.01報警信號當(dāng)水位

26、超出范圍時，148.01為高3147.00開關(guān)SW-1狀態(tài)本設(shè)計設(shè)置為固定，置OFF為常閉4147.01開關(guān)SW-2狀態(tài)本設(shè)計置ON5HR0.00啟動按鈕6HR0.01停止按鈕7HR1控制是啟動還是停止的中間變量當(dāng)1時代表啟動，當(dāng)0時代表停止823200根據(jù)HR01產(chǎn)生一個脈沖當(dāng)HR01由低變高時，微分指令使它為高來控制啟動，置142為1250923201系統(tǒng)中使用的是OMRON-CJ1M型PLC，采用的軟件是CX-P，軟件編程時編程器中有一個編程控制指令PID（190）。此指令可以根據(jù)設(shè)定實現(xiàn)PID控制，從而實現(xiàn)水位的模擬控制。PID指令的梯形符號如下圖所示：PID指令說明：當(dāng)執(zhí)行條件為On

27、時，PID（190）按照C中設(shè)置參數(shù)（設(shè)定值，PID常量等）在兩個自由度上對目標執(zhí)行PID控制，從輸入字S的內(nèi)容中得到指定輸入范圍的二進制數(shù)，并根據(jù)設(shè)定參數(shù)執(zhí)行PID動作。計算結(jié)果以操作變量的形式存入輸出字D中。如果設(shè)置在操作范圍，PID處理按照初始值執(zhí)行，此時未運行 緩沖操作，該操作在執(zhí)行PID過程后作用于操作變量。（緩沖操作指的是為了避免突然變化造成相反效果，而漸進地改變操作變量的過程）。當(dāng)執(zhí)行條件為On時，計入采樣周期的PV值并執(zhí)行過程。C+6的第811位中設(shè)置的輸入范圍指定了16位以內(nèi)的PV輸入（S）的有效輸入數(shù)據(jù)位。測量值（PV）和設(shè)定值（SV）為從0000H到輸入范圍的最大的二進制

28、無符號數(shù)。C+6的第03位中設(shè)置的輸出范圍指定了16位以內(nèi)的操作變量有效輸出數(shù)據(jù)位數(shù)。對只是比例操作，當(dāng)PV等于SV時，變量可被指定為： 0：輸出0% 1：輸出50%比例操作方向可以設(shè)定為正向或反向?？梢灾付ú僮髯兞康纳舷藓拖孪?。采樣周期可以設(shè)定為以10ms（0.0199.99s）為單位的值，但實際的PID動作由采樣周期和PID（190）指令執(zhí)行時間共同決定。在每個采樣周期（也就是PID指令執(zhí)行期間）僅比例帶（P），積分常量（Tik），微分常量（Pdk）可以變化。時刻油C+5的位1設(shè)置。此PID指令要求進行指令參數(shù)的設(shè)定，下圖2-13展示了PID參數(shù)的位置：圖2-13 PID參數(shù)的位置指令運用

29、應(yīng)注意一下幾點：執(zhí)行條件像一個停止-運行信號一樣控制著PID（190）的執(zhí)行。在C+9C+38被初始化后，若下一個執(zhí)行周期仍為On，則執(zhí)行PID計算。因此，當(dāng)使用常標志作為PID（190）的執(zhí)行條件，在操作開始的時要有一個獨立的C+9和C+38初始化過程；如果C數(shù)據(jù)超出范圍，將產(chǎn)生一個錯誤，錯誤標志為On；如果采樣周期大于指定采樣周期的兩倍，將產(chǎn)生一個錯誤，錯誤標志為On，而PID控制繼續(xù)執(zhí)行。（3）程序設(shè)定及說明軟件CX-P設(shè)定的程序如圖2-14所示：圖2-14 CX-P程序設(shè)定指令執(zhí)行規(guī)定如下表2-5所示：表2-5 PID指令規(guī)定項目規(guī)定PID控制方法目標值類型兩個自由度PID算法（正向/

30、反向）PID控制循環(huán)無限制（每個指令一個循環(huán)）采樣周期t0.0199.99sPID常量比例帶P0.1999.99%積分常數(shù)Tid18191.9999（采樣周期9999時，無積分動作）微分常數(shù)Tdk08191 （采樣周期倍數(shù)0時，無微分動作）設(shè)定值SV065535測量值PV065535操作變量MV0655352.5.3 PLC 主要程序 軟件CX-P 設(shè)計的PID程序如下圖所示：圖2-15 CX-P PID程序2.6 PLC與PT連接 PT與PLC之間是用專用導(dǎo)線連接的。接線定義如下圖2-16所示。 PT RS-232C信號針號FG屏蔽層1SD2RD3RS4CS5+5V678SG9 PLC針號信

31、號RS-232C1FG2SD3RD4RS5CS6+5V789SG圖2-16 PT與PLC連接電纜PT與PLC的連接線的兩端都是9針連接器，PT機與PC的連接線兩端的連接器一邊為孔一邊為針。1-連接線屏蔽層（FG）；2-發(fā)送數(shù)據(jù)（SD）；3-接收數(shù)據(jù)（RD）4-請求發(fā)送（RS）；5-清除發(fā)送（CS）；9-信號地（SG）。PLC向PT傳送數(shù)據(jù)7，按照圖2-17所示步驟，可以傳送項目文件，也可以傳送系統(tǒng)文件。圖2-17 PLC向PT傳送數(shù)據(jù)3 操作界面本方案的操作界面的設(shè)計是通過OMRON CX-One NS-Designer 軟件在PC上完成，然后通過和PT的連接傳送到PT上。系統(tǒng)操作界面包含4個

32、部分，分別為操作界面主菜單，實時曲線，歷史曲線，報警事件。其PT操作層次圖如3-1。圖3-1 操作界面層次圖3.1 主菜單界面的生成系統(tǒng)界面對本系統(tǒng)做了簡單說明，包含一個進入操作系統(tǒng)的按鈕。點擊此按鈕，只有輸入正確的系統(tǒng)密碼才能進入系統(tǒng)，對系統(tǒng)進行了權(quán)限保護。效果圖如圖3-2所示。圖3-2 系統(tǒng)界面進入系統(tǒng)操作界面，界面包括一個液位控制操作模擬系統(tǒng)，啟停按鈕，水位、PID參數(shù)設(shè)定以及進入實時曲線，歷史曲線，報警事件界面的命令按鈕，當(dāng)前日期時間，報警燈。水箱液位界面包括設(shè)定液位和實時液位，其目的是進行液位的對比。（1）系統(tǒng)界面生成 點擊文本顯示，然后會在界面上生成一個拉框，用拉框找到合適的位置確

33、定即可，雙擊生成的標題欄，在屬性中設(shè)置中，點擊Label，輸入標題名稱就完成了標題欄的生成。其它文本設(shè)置與此相同。（2）點擊Commend Button，然后會在界面上生成一個拉框，用拉框找到合適的位置，設(shè)置Lable屬性。然后選擇PassWord 屬性，選擇Lable 1，設(shè)置密碼。3.2 實時曲線菜單的生成（1）實時曲線顯示欄的生成 點擊折線圖，用自動生成的拉框選擇合適的位置，雙擊生成實時曲線顯示欄。（2）其他各功能的生成與上例相同。設(shè)計界面如圖3-3所示：圖3-2 實時曲線界面3.3 報警/事件菜單生成（1）報警/事件顯示欄生成 點擊報警/事件顯示，用自動生成的拉框選擇合適的位置，雙擊生

34、成報警/事件顯示欄。（2）其他各功能的生成與上例相同。設(shè)計界面如圖所示：圖3-2 報警/事件界面3.4 水箱液位顯示設(shè)計 （1）液位柱狀圖生成 點擊Level Meter ，用自動生成的拉框選擇合適的位置，雙擊生成液位顯示圖。（2）其他各功能的生成與上例相同。設(shè)計界面如圖3-3所示：圖3-3 水箱液位棒狀圖界面4 設(shè)計總結(jié)本課題主要設(shè)計了基于PLC和觸摸屏的一階水位控制實驗的控制系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)中軟件，硬件及人機界面的設(shè)計。主要完成了以下設(shè)計： 通過NS-Designer對觸摸屏界面進行合理的設(shè)計與設(shè)置。 深入研究了PT與PLC之間的通信，并建立了合理的連接方式，保證系統(tǒng)的正常運行。 利用OM

35、RON-CJ1M 型PLC完成控制程序，并與PT成功連接，系統(tǒng)成功運行。4.1 系統(tǒng)特色系統(tǒng)的設(shè)計，本著緊跟PLC觸摸屏最新發(fā)展潮流，充分利用最新技術(shù)成果的基本原則。在高效利用原有系統(tǒng)資源的基礎(chǔ)上，充分考慮了整個系統(tǒng)的實用性與可操作性。因而系統(tǒng)的本身及其開發(fā)過程具有以下特點： 系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對一階水位控制系統(tǒng)的監(jiān)視，而且還實現(xiàn)了對整個系統(tǒng)進行啟?？刂疲瑥亩黾恿讼到y(tǒng)的操作性和安全性。 系統(tǒng)最大特色是采用NS-Designer 軟件對PLC觸摸屏界面進行設(shè)計，多層次的鑲嵌式界面使得界面更加合理美觀，更達到了簡潔的目的，使用戶的操作更為簡便。 系統(tǒng)建立了良好的連接機制，PT通過RS-232C端口與PLC連接，采用了N：1的NT連接方式，增加了整個系統(tǒng)得穩(wěn)定性。 系統(tǒng)以O(shè)MRON NS10 觸摸屏和 OMRON CJ1M 系列PLC為依托，充分利用了實驗室現(xiàn)有的軟/硬件資源，實現(xiàn)了較好的效益/費用比。4.2 系統(tǒng)實際效果系統(tǒng)運行后將大大提高一階水位控制系統(tǒng)的監(jiān)控能力，減小勞動強度；系統(tǒng)完善，功能基本滿足需要；界面友好，操作簡單；可操作性好，實用性強。主菜單效果圖如圖4-1。圖