精品文档豆丁网维维大豆整理2011年7月19号PLC和触摸屏在Q-300切割机中的应用沈于林，孙维连,李昕（河北农业大学机电工程学院，河北保定071001）摘要：本文以河北农大机电新技术公司Q-300金相切割机控制系统的改造为例，介绍了该控制系统的组成。在系统改造中，以PLC作为控制系统的核心，以触摸屏作为人机界面，系统界面友好，简单直观，易于操作，并着重介绍了PLC和触摸屏的硬件和软件设计。系统试用表明PLC的使用提高了控制系统的稳定性和抗干扰能力，触摸屏的使用减少了大量的硬件设施以及由此而带来的故障。关键词：金相切割机；PLC；触摸屏；人机界面：TP273ApplicationofPLCandtouchscreeninQ-300metallographiccutterSHENYu-lin,SUNWei-lian(CollegeofMechanicalandElectronicEngineering,AgriculturalUniversityofHebei,Baoding071001，China)Abstract:ThispaperintroducedthecompositionofcontrolsystemforQ-300metallographiccutterofelectromechanicalnewtechnologycompany.Inthemodification,thecontrolsystemwasbasedonPLC,astheman-machineinterface,thetouchscreenmadetheinterfacefriendlyandthesystemeasilyoperatedandhandled,thenthedesignofhardwareandsoftwarewasdescribedindetails.ThisinitialtestshowstheuseofPLCenhancesthestabilityandanti-jammingabilityofthesystem,andtheuseoftouchscreenreducesmanyfacilitiesofhardwareandfaultwhichbring.Keywords:metallographiccutter;PLC;touchscreen;man-machineinterface1.引言Q-300切割机是用于金相试样切割的专用机床，是自动化程度和可靠性要求较高的一类机械加工设备。因此，Q-300金相切割机采用可编程控制器（PLC）作为控制系统的核心。由于生产对工艺要求的不断提高，PLC控制设备操作面板上的各种按钮和LED显示越来越复杂，工位指示也很多，这就增加了操作难度和设备的故障点。为了解决上述问题，本系统采用了触摸屏，其主要功能和特点有：（1）可代替按钮和指示灯等元件，节约PLC的I/O点。（2）触摸屏画面制作方便，有丰富的部件库，可以简化PLC的控制程序。（3）与PLC结合可对控制参数和数据进行实时监控，用动画显示机床工作工程。（4）连线方便。2.切割机控制系统要求及系统组成Q-300切割机控制系统的任务主要是控制一台主电机（7.5KW的三相异步电机）和三台步进电机（X向、Y向、Z向各一台），PLC需要同时控制主电机和三台步进电机协调工作，完成切割工作。主电机的控制由PLC对一台变频器的控制来实现，人机界面由触摸屏来实现。控制系统结构图见图1：图1控制系统结构图3.切割机控制系统硬件选型和设计3.1PLC的选型PLC的选择一般从基本性能、特殊功能和通信联网三方面考虑。选择的基本原则是在满足控制要求的前提下力争最好的性价比。对于大型金相试样切割机的控制系统而言，工艺切割过程固定、环境条件一般，维修量比较小等，所以选用整体式结构的PLC机型比较合适。具体满足条件如下：（1）I/O点的估算：变频器与触摸屏占用串口通信输入2个；三台步进电机占用开关量输入3个、脉冲输出3个和高速计数器输入3个；冷却系统（水泵）占用开关量输出1个；行程开关占用开关量输入8个；控制按钮占用开关量输入2个。总计I/O点共22个。（2）PLC性能和控制任务相适应：Q-300切割机控制系统多数是开关量控制的，多是顺序控制和多模式的自动控制，对控制速度要求不是很高。根据上面的控制要求，本设计选用日本OMRON公司的CP1H-X40DT-D型PLC，它是晶体管漏型输出，24V直流供电。它的I/O点数为40，其中DC输入点为24，晶体管(漏型)输出点为16。具有4路脉冲输出、4路高速计数器输入、可选2端口串行通信、标配USB端口等强大功能。适合于多台步进电机的控制，双串口可搭载触摸屏控制终端、简易的变频器串行控制。3.2触摸屏的选型触摸屏主要用于显示设备和系统状态的实时信息，上面的按钮可产生相应的开关信息或输入数值、字符给PLC进行数据交换,从而产生相应的动作来控制设备及系统。触摸屏作为人机界面,主要实现对电机的转向、转速和行程的监控,用动画演示切割机的工作过程。在本系统中，触摸屏主要完成显示、输入功...